проектирование электрической части подстанции 110/10 кв

Птому принимаем его к установке на подстанцию. 5.3 Выбор трансформаторов токаВыбор измерительных трансформаторов тока проводят по следующим условиям:– напряжению электроустановки;,(5.3)- току:,(5.4);(5.5)- электродинамической стойкости: (5.6)- термической стойкости: (5.7)- вторичной нагрузке:(5.8)Предварительно выбираем трансформатор тока элегазовыйТРГ– 110 (таблица 5.5)Таблица 5.5 – Технические характеристики трансформатора тока ТРГ–110Наименование параметраВеличинаНоминальное напряжение, кВ110Наибольшее напряжение, кВ126Номинальный ток, А1000Номинальный вторичный ток, А5Ток электродинамической стойкости, кА160Ток термической стойкости, кА63Климатическое исполнение, по ГОСТ 15150УХЛ1Класс точности вторичной обмотки0,2Номинальная вторичная нагрузка, В·А50Проверка по напряжению и токам:Проверка на термическую стойкость:Проверка на электродинамическую стойкость:5.4 Выбор трансформаторов напряжения Выбор измерительных трансформаторов напряжения (TV) производится по следующим условиям [4]:-по напряжениюэлектроустановки: (5.9)где номинальное напряжение первичной цепи трансформатора напряжения;- по вторичной нагрузке:(5.10)где – номинальная полная мощность, потребляемая во вторичной цепи TV; – расчетная мощность всех подключаемых измерительных приборов и релеТаблица 5.6 – Технические характеристики трансформатора напряжения ЗНГ-110-У1Наименование параметраВеличинаНоминальное напряжение, кВ110Номинальный напряжения вторичной обмотки , В100Класс точности вторичной обмотки0,2Предельная вторичная нагрузка75Проверка по напряжению:5.5 Выбор ошиновки сборных шинВыбор и проверка ошиновки сборных шин осуществляется из числа комплекнтных типовых решений по ряду критериев (таблица 5.7).Таблица 5.7 - Условия выбора и проверки сборных шинУсловие выбора и проверкиВид проверкивыбор по уровню изоляциивыбор по номинальному токувыбор по току в утяжеленном режимепроверка по электродинамической стойкостипроверка по термической стойкостиПредварительно выбираем ШН(К)-5-110/2000 УХЛ1 (таблица 5.8)Таблица 5.8 – Технические характеристики шинопровода ШН(К)-5-110/2000 УХЛ1Наименование параметраВеличинаНоминальное напряжение, кВ110Номинальный ток, А2000Ток термической стойкости, кА/с40/3Ток электродинамической стойкости, кА102Проверка по напряжению и токам:Проверка по электродинамической стойкости:Проверка ошиновки на термическую стойкость:Расчеты на термическую стойкость проводим по формуле (6.11):Таким образом, проверку данная ошиновка сборных шин прошла. Поэтому принимаем ее к установке на подстанцию. 6 РАСЧЕТ МОЛНИЕЗАЩИТЫ6.1 Общие положения защиты подстанций от прямых ударов молнииОткрытые распределительные устройства подстанций 20 – 500 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии (ПУМ). Допускается не защищать:Подстанции 20 и 35 кВ с трансформаторами единичной мощностью 1.6 МВА и менее независимо от числа грозовых часов в году;ОРУ и подстанции 20 и 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году не более 20;ОРУ и подстанции 220 кВ и ниже на площадках с эквивалентным удельным сопротивлением грунта в грозовой сезон не более 2·103 Ом·мЗдания ЗРУ и закрытых подстанций следует защищать от прямых ударов молнии в районах с числом грозовых часов более 20.Защиту зданий ЗРУ и закрытых подстанций, имеющих металлические покрытия кровли, следует выполнять заземлением этих покрытий (конструкций). Для защиты зданий ЗРУ и закрытых подстанций, крыша которых не имеет металлических или железобетонных покрытий либо несущих конструкций или не может быть заземлена, следует устанавливать стрежневые молниеотводы или молниеприемные сетки непосредственно на крыше зданий [7].6.2 Расчет элементов молниезащиты проектируемой ПСВ данном разделе курсового проекта необходимо произвести расчет системы молниезащиты проектируемой подстанции 110/10 кВ.Задаем начальные условия: размер подстанции определим в соответствии с нормами отвода земель для нужд электросетевого строительства, так для ячейки ОРУ 110 кВ, согласно [6], отводится 900 м2, тогда площадь всего открытого распределительного устройства будет составлять 8100 м2. Принимаем размеры территории: a = 100 м и b = 81 м. Высота наиболее высокого объекта составляет . Исходя из этого, защиту ОРУ ПС можно обеспечить четырьмя молниеотводами. Молниеотводы располагаются по углам ПС в соответствии с рисунком 6.1. Расстояние между молниеотводами 1 и 2 , между 2 и 3 Определяем наибольшее расстояние между молниеотводами: (6.1)Рисунок 6.1 – Расположение молниеотводов на территории ОРУ ПСРасчет высоты молниеотвода производим исходя из надежности защиты . Рассмотрим зону защиты одиночного молниеотвода, которая представлена на рисунке 6.2. Рисунок 6.2 – Зона защиты одиночного молниеотвода высотой до 150 м:1 –границы зоны защиты на уровне земли; 2 – то же на уровне hxПо схеме составляется уравнение:(6.2)где: – высота конуса защиты; – высота защищаемого объекта; – радиус защиты на уровне земли; – радиус защиты на уровне защищаемого объекта.При высоте молниеотводов менее 30 метров [7]:(6.3)где h – высота молниеотвода.Полагаем, что молниеотводы расположены симметрично относительно площади ПС. По схеме определяем радиус защиты на уровне защищаемого объекта со сторон a (7.5) и b (7.4) подстанции. (6.4)(6.5)Из двух значений выбираем наибольшее . С использованием (6.2) и (6.3) получим следующее выражение:(6.6) Уравнение (7.6) получено путем подстановки и в (6.2). Решение данного уравнения даст нам минимально возможную высоту молниеотвода:(6.7)Принимаем высоту молниеотвода Тогда по (6.3):Определяем границы зоны защиты для многостержневых молниеотводов. Зона защиты строится посредством совмещения зон каждой пары молниеотводов. Каждая пара рассматривается как двойной молниеотвод, если расстояние между молниеотводами не превышает предельной величины . В противном случае молниеотводы считаются одиночными. При высоте молниеотвода менее 30 метров согласно [7]:(6.8)Поскольку , то любая из пар молниеотводов может рассматриваться как двойной молниеотвод. Зона защит двойного молниеотвода представлена на рисунке 6.3.Рисунок 6.3 – Зона защиты двойного стержневого молниеотвода высотой до 150 м:1 – граница зоны защиты на уровне земли; 2 – то же на уровне hx;Зона защит между каждой парой может снижаться при приближении к центру, образуя провес защит. Высоту провеса определяют по (6.9)(6.9)где – расстояние между молниеотводами, при котором провес защит не образуетсяПри высоте молниеотвода менее 30 метров определяется следующим образом:(6.10)Найдем :(6.11)Проверим попарно молниеотводы на наличие провеса: 1 – 2: – нет провеса;2 – 3: – провес есть;1 – 3: – провес есть. Несмотря на наличие провесов между парами молниеотводов 2 – 3 и 1 – 3, условие выполняется, поэтому можно утверждать, что данная система молниезащиты из 4 молниеотводов способна обеспечить безопасность оборудования на ОРУ ПС6.3 Проверка на грозоупорностьПроектируемая ПС находится в г. Тула. Согласно карте районирования территории РФ по среднегодовой продолжительности гроз в часах [8], место проектирования находится в районе с продолжительностью гроз в среднем 40-60 часов в году. В расчетах принимаем число грозовых часов .Определим ориентировочное количество ударов молнии в ПС за год.(6.12)Количество отключений подстанции вследствие прямого удара молнии в год:(6.13)где – вероятность прорыва молнии сквозь зону защиты молниеотводов ; – вероятность перекрытия изоляции при прямом ударе молнии ; – вероятность перехода импульсного перекрытия в силовую дугу Под грозоуорностью понимается количество лет без аварий по причине прямого удара молнии. Определим вероятное число лет работы подстанций без отключений от прямых ударов молнии:(6.14)Что достаточно, поскольку полученное значение во много раз превосходит срок службы подстанции. Приложение АУчитываемый элементЧастота отказов ωi, 1/годТеряемая генерируемая мощность, среднее время восстановления и вероятность для различных состояний схемынормальноеремонтное для выключателей с вероятностью нахождения выключателя в ремонте (qрj)Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q10,020,01990,000010,000010,000010,000010,000010,00001Q21,021,016430,00051  0,000510,000510,000510,000510,00051Q32,022,012930,001010,00101  0,001010,001010,001010,00101Q43,023,009430,001510,001510,00151 0,001510,001510,00151Q54,024,005930,002010,002010,002010,00201 0,002010,00201Q65,025,002430,002510,002510,002510,002510,00251  0,00251Q70,010,0099650,0000050,0000050,0000050,0000050,0000050,000005ЗАКЛЮЧЕНИЕЦелью данного курсового проекта являлось проектирование электрической части подстанции 110/10 кВ, расположенной в г. Туле.В данном курсовом проекте был произведен выбор коммутационного оборудования подстанции напряжением 110/10 кВ.Для этого исходя из исходных данных произвели выбор трансформаторов подстанции, рассчитали токи коротких замыканий на разных участках схемы электроснабжения.По результатам расчетов токов короткого замыкания произвели выбор оборудования распредустройства на высокой стороне.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1. СТО 56947007-29.240.30.010-20082. СТО 56947007-29.240.30.047-20103. Типовой проект 407-03-456.87-ЭП. Схемы принци- пиальные электрические распределительных устройств 6-750 кВ подстанций. М.: Энергосетьпроект,1987.4. Нормы технологического проектирования ПС пере- менного тока с высшим напряжением 35-750 кВ. - М.: Энерго- сетьпроект, 2017.- 135с.5. Околович М. Н. Проектирование электрических станций: Учебник для вузов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 400 с., ил.6. Нормы отвода земель для электрических сетей напряжением 0,38-750 кВ №14278тм-т17. СТО 56947007-29.240.01.221-2016 Руководство по защите электрических сетей напряжением 110-750 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений8. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) 7-е изд. Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2005. – 512 с