9.Выбор основных конструктивных решений по подстанции

РУ 110кВ и выше сооружаются открытыми.

Открытые РУ должны обеспечиватьнадежность работы,безопасность и удобство обслуживания при минимальных затратах на сооружение, возможность расширения, максимальное применение крупноблочных узлов заводского изготовления.

Расстояние между токоведущими частями и от них до различных элементов ОРУ должно выбираться в соответствии с требованиями ПУЭ.

Все аппараты ОРУ располагаются на невысоких основаниях

При строительстве ОРУ необходимы лишь подготовка площадки, устройство дорог, сооружение фундаментов и установка опор, в связи с этим уменьшаются время сооружения и стоимость ОРУ.Использование ОРУ облегчает выполнение расширения и реконструкции.Все аппараты доступны для наблюдения. Все сооружения на площадке подстанции размещаются таким образом, чтобы при строительстве и монтаже, а также при ремонтах оборудования можно было использовать различные передвижные и стационарные грузоподъемные устройства. Проезд по дороге возможен вдоль ряда выключателей 220кВ и 110кВ, около автотрансформаторов. Для ревизии автотрансформаторов и регулировочных трансформаторов предусматриваются площадки с возможностью использования автокранов. Опоры под оборудованием выполнены из унифицированных железобетонных стоек и свай с металлическими конструкциями сверху для крепления аппаратов. На подстанции кабельные каналы к аппаратам следует выполнять раздельными, чтобы при пожарах была исключена возможность одновременной потери взаиморезервирующих КЛ.

Планировка площадки ОРУ выполняется с уклоном для отвода ливневых вод. Должны быть приняты меры для предотвращения попадания в каналы ливневых вод и почвенных вод. Полы в каналах должны иметь уклон не менее 0,5% в сторону водосборников. Кабельные каналы должны выполняться из несгораемых материалов с пределом огнестойкости 0,75ч. Покрытие каналов выполняется бетонными съемными плитами и используется как ходовая дорожка для обслуживающего персонала подстанции. Масса отдельной плиты перекрытия должна быть не более 70кг. Плита должна иметь приспособление для подъема. Плиты в местах пересечения с проездом должны быть рассчитаны на нагрузку от механизмов.

Ошиновка ОРУ выполняется гибкими проводами АС, которые крепятся с помощью подвесных изоляторов на порталах, а ошиновка от трансформатора до ЗРУ 10кВ обеспечивается жёсткими шинами.

Под автотрансформаторами и регулировочными трансформаторами предусматривается маслоприемник, укладываться слой чистого гравия толщиной не менее 25 см, и масло стекает в аварийных случаях в маслосборник.

ОРУ должно быть ограждено.

КРУ 10кВ представляет собой ЗРУ, так как обслуживание подстанций 220 кВ постоянное дежурство и на подстанции будут производиться большие строительные работы, поэтому целесообразно выполнить ЗРУ совмещенное с ОПУ. КРУ состоит из набора типовых шкафов в металлической оболочке. Применение КРУ позволяет сократить время требуемое на проектирование, монтаж и наладку РУ.

В КРУ выключатели, измерительные трансформаторы напряжения и разрядники устанавливаются на выкатных тележках шкафа. Преимущество такой конструкции - во взаимозаменяемости однотипных выкатных тележек, в том, что отдельные отсеки шкафа отделены друг от друга металлическими перегородками. Шкафы КРУ стоят в один ряд, что обеспечивает хорошую обозреваемость, удобство ремонтных работ, полную безопасность при ремонтах и осмотрах.

В общеподстанционном пункте управления (ОПУ) расположены панели управления собственных нужд и релейной защиты, устройство связи, мастерская, служебная комната, комната отдыха для дежурного персонала и др.

Трансформаторы собственных нужд установлены в здании ОПУ. Два ТСН размещаются в отдельных камерах. Стены камер выполняются взрыво и пожаростойкими.

Освещение подстанции осуществляется прожекторами ПЗС-45 с лампами накаливания 1000 Вт. Прожекторы устанавливаются на прожекторных мачтах и на порталах 220,110кВ.

Предусматривается аварийное хранение запаса масла.

Территория подстанции ограждена забором, состоящим из металлических сеток высотой h=2м.

10.Расчёт заземления подстанции при удельном сопротивлении грунта ρ = 200 Ом*м.

Все металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, но могующие оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции, должны надежно соединиться с землей. Такое заземление называется защитным, так как его целью является защита обслуживающего персонала от опасных напряжений прикосновения. В расчёте заземления не учитываются естественные заземлители, которые на ОРУ, как правило, отсутствуют. Поэтому расчёт осуществляется только для заземлений, выполняемых искуственно. Размещение искусственных заземлителей производится таким образом, чтобы достичь равномерного распределения электрического потенциала на площади, занятой электрооборудованием. Для этой цели на территории ОРУ прокладывают заземляющие полосы на глубине 0,5-0,7м вдоль рядов оборудования и в поперечном направлении, т.е. образуется заземляющая сетка, к которой присоединяется заземляемое оборудование.

Расчёт заземляющего устройства РПП осуществляется в соответствии с рекомендациями 2, исходя из условия, что в любое время года его сопротивление R_з не должно превышать допустимого значения 0,5 Ом.

Сопротивление искуственного заземлителя подстанции состоящего из сетки:

Площадь используемая под заземлитель подстанции:

S = 140115+8590=23750 м2

(10.1)

На площади подстанции прокладываются горизонтальные проводники (d₀=2 см), с шагом 5 м.

Общая протяженность горизонтальных проводников сетки составляет:

Lг=(115/5+1)140+(140/5+1)115+(85/5)90+(90/5+1)85=9840 м

(10.2)

Удельное сопротивление грунта ρ = 200 Ом*м

Глубина заложения заземления t = 0,5 м

Длина вертикального заземлителя lв =5м

Рис.10.1. План заземляющего устройства

Определяем допустимое напряжение прикосновения Uпр.доп.

Для этого принимаем расчётную длительность воздействия

(10.3)

где tр.з.=0.01 с.- время действия релейной защиты

tотк.в.=0.06 с.– полное время отключения выключателя на стороне 220 кВ соответственно (см.п.5)

Допустимое напряжение прикосновение:Uпр.доп = 500В.

Затем определяем коэффициент прикосновения Кп

(10.4)

где M = 0,5 при ρ1/ ρ2 = 1 (Так как в задании к курсовому проекту указано только одно значение удельного сопротивления грунта, то в расчёте удельные сопротивления верхнего ρ1 и нижнего ρ2 слоёв грунта принимаю одинаковыми и равными ρ, а толщину верхнего слоя h1 принимаю равным 2м)

(10.5)

a = 5 м – расстояние между вертикальными заземлителями

lв = 5 м – длина вертикального заземлителя

Lг = 9840 м – общая протяжённость продников сетки

Далее определяем потенциал на заземлителе

В

(10.6)

Что в пределах допустимого (меньше 10 кВ)

Сопротивление заземляющего устройства

Для определения сопротивления заземляющего устройства необходимо знать ток Iз, стекающий в землю через заземлители.

Для расчёта принимаем ток однофазного короткого замыкания равным половине 3-х фазного КЗ на стороне 220кВ, т.е.

кА

(10.7)

Величину Iз принимаю равной половине Iп,о⁽¹⁾, следовательно

(10.8)

(10.9)

Согласно ПУЭ сопротивление R_з не должно превышать допустимого значения 0,5 Ом.

Действительный план заземляющего устройства (рис.10.1) преобразуем в расчётную квадратную модель со стороной

м

(10.10)

Число ячеек по стороне квадрата

(10.11)

Принимаем m = 31

Длина полос в расчётной модели

м

(10.12)

Длина сторон ячейки

м

(10.13)

Число вертикальных заземлителей по периметру контура при

a/lв = 1

(10.14)

Принимаем

Прибавим еще 25 вертикальных заземлителей длинной 5м с учетом их необходимости в местах присоединения токопроводящих спусков молниеотводов к заземляющему устройству.

Общая длина вертикальных заземлителей

м

(10.15)

Относительная глубина

(10.16)

тогда по формуле

(10.17)

По табл.7.6 [2], для ρ1/ ρ2 =1 ; a/Iв = 1;

(10.18)

Определяем ρэ/ ρ2 =1, тогда

(10.19)

Определяем общее сопротивление сложного заземлителя

Ом

(10.20)

Что меньше допустимого Ом,но больше установленного ПУЭ.

На подстанции будем использовать естественные заземлители системы трос-опора линий 110кВ общим сопротивлением 2,5Ом, тогда общее сопротивление заземляющего устройства подстанции:

<0,5 Ом

(10.21)

Что меньше установленного ПУЭ.

Найдем напряжение прикосновения

(10.22)

что меньше допустимого значения 500В

Определим наибольший допустимый ток, стекающий с заземлителей подстанции при однофазном КЗ:

А

(10.23)

при больших токах необходимо снижение Rз за счёт учащения сетки полос или дополнительных вертикальных заземлителей.