Мой диплом Ангарский (Понизительная подстанция 220-10 кВ на станции Тырма), страница 5

Величину U_Т мы определили – 212,8 кВ. Значение T возьмем из графика вольтвременной характеристики производителя.

Дальнейшая работоспособность ОПН зависит от быстродействия защит и времени срабатывания выключателя. Никаких неприятностей с ОПН не будет, если отключение происходит за t = 1 сек.

где t = 1 сек, из графика T=1,5 и U_нр = 212,8/1,5 = 142 кВ, что соответствует характеристике ОПН.

Параметры ОПН для сети 10:

1. Выбор ОПН по U_нр

Сети с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостного тока на землю могут работать в режиме замыкания несколько часов. В этом случае на здоровых фазах может установиться временное перенапряжение U_т , равное линейному напряжению сети U_m . При этом ОПН не должен его ограничивать. Для ОПН, включенных между фазой и землей,

U_нр U_т = U_m

Где для сети 10кВ U_m =12 кВ.

1. Выбор ОПН по энергоемкости

Удельная энергоемкость 2,8 кДж/кВ (согласно каталогам производителя). Класс пропускной способности при прямоугольном импульсе тока длительностью 2000мкс – 2 (550А).

1. Выбор ОПН по I_ном

I_ном - наибольшее значение испытательного грозового импульса тока, при котором определяется защитный уровень ОПН при грозовых перенапряжениях. Стандартизованы форма импульса (8/20 мкс) и его величина (5 кА и 10 кА). Из каталога производителя следует, что выпускаемые ОПН производятся на номинальный разрядный ток – 10 кА. Поэтому последующую проверку на уровень ограничения выполняют при расчетном токе 10 кА. Большинство производителей выпускает ОПН, рассчитанные на такой ток.

1. Проверка защитного уровня ОПН при грозовых и коммутационных перенапряжениях.

Проверка заключается в сопоставлении номенклатурных данных по остающимся напряжениям на ОПН с достаточными U_ост для сетей 6-35кВ. Табличное значение остающегося напряжения на ОПН U_ост.гр. при прохождении импульса тока грозовых перенапряжений 8/20 мкс I_ном =10 кА должно быть не более 45 кВ для ОПН-10. Так, для ОПН-П1-10/12/10/2 УХЛ1 U_ост.гр. =38 кВ, что меньше 45 кВ.

При работе при коммутационных перенапряжениях выбранный ОПН должен удовлетворять двум условиям:

- не должен срабатывать при перенапряжениях, вызванными однофазными замыканиями на землю.

Приведенное в номенклатуре значение остающегося напряжения на ОПН ном U_ост при прохождении импульса тока коммутационных перенапряжений 30/60мкс I_н =0,5кА должно быть не менее 29 кВ для ОПН-10. Так, для ОПН-П1-10/12/10/2 УХЛ1 U_{ост.ном} = 29,3 кВ, что больше 29 кВ.

- остающегося напряжения на ОПН должно быть меньше выдерживаемого уровня коммутационных перенапряжений защищаемого оборудования. Так, если ОПН используется для защиты трансформаторов U_{ост.ном} должно быть не более значения выдерживаемого напряжения его внутренней изоляции U_выд. Значения U_выд. для оборудования приведены в таблице.

Таблица 4.2 Значение выдерживаемого напряжения внутренней изоляции

Таким образом, остающееся напряжение на ОПН на ПС с нормальной изоляцией должно находиться в следующих диапазонах:

- ПС 10 кВ 65,1 кВ < U_{ном.ост.} >29 кВ

5 ЗАЗЕМЛЕНИЕ И МОЛНИЕЗАЩИТА ПОДСТАНЦИИ

5.1 Заземление

Проектом предусматривается проектирование нового контура заземления ПС 220 кВ «Тырма».

Заземляющее устройство в конечном виде имеет вид сетки, состоящей из поперечных и горизонтальных заземлителей. Расстояние между ними принимается увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. При этом первое и последующие расстояния, начиная от периферии, не должны превышать соответственно 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0; 13,5; 16,0; 20,0 м. согласно ПУЭ изд.7 п. 1.7.90. В целях уменьшения сопротивления ЗУ растеканию тока применяются вертикальные заземлители. Продольные элементы ЗУ прокладываются вдоль осей оборудования и по периметру здания. Заземляющая сетка располагается на глубине 0,8 м от поверхности грунта. Вертикальные заземлители забиваются на глубину 3-5 м.

У силового трансформатора заземляется корпус (бак) и направляющие. При заземлении нейтралей силовых трансформаторов в радиусе не более 3 м от точки заземления обеспечивается растекание тока не менее чем по четырем направлениям. Размеры ячеек заземляющей сетки, примыкающих к местам присоединения нейтралей силовых трансформаторов и короткозамыкателей к заземляющему устройству, не должны превышать 6 х 6 м согласно ПУЭ изд.7 п. 1.7.90.

Снижение входного импульсного сопротивления ЗУ в местах заземления молниеотводов, разрядников, ОПН и конденсаторов связи достигается прокладкой горизонтальных заземлителей, которые обеспечивают растекание импульсных токов не менее чем в трех направлениях. При этом молниеотводы, устанавливаемые на порталах, присоединяются к ЗУ по всем опорам портала. Возле опор портала, на которых установлены молниеотводы, необходимо устанавливать не менее 2 вертикальных заземлителей.

Каждая стойка портала с установленными на нем молниеотводами, разрядниками, ОПН и конденсаторами связи присоединяется к ЗУ не менее чем двумя заземляющими проводниками, прокладываемыми в противоположных направлениях.

У ТН заземляется корпус каждой фазы и клеммные ящики.

Для снижения входного импульсного сопротивления ЗУ в месте заземления ТН и клеммного ящика обеспечивается растекание импульсных токов в радиусе не более 5м не менее чем по трем направлениям.

Для выравнивания потенциалов необходимо заземлитель здания КРУ-10 кВ и ОПУ не менее чем двумя проводниками соединить с ЗУ ОРУ.

Для оперативных цепей выключателей и измерительных цепей трансформаторов тока, прокладываемых по ОРУ, необходимо использовать экранированный контрольный кабель марки КВВГЭ.

Все заходящие в помещение панелей протяженные проводники (экраны, оболочки, и броня кабелей РЗА, силовых кабелей и др.) необходимо при помощи болтовых соединений присоединить к рамным конструкциям, на которых установлены панели РЗА, или к другим металлическим частям, имеющим электрический контакт с ними.

Ряды рамных конструкций соединяются между собой по концам и в промежуточных точках с шагом не более 5 м проводником сечением не менее 100 мм 2 . Общая рамная конструкция присоединяется не менее чем в трех точках к заземлителю здания.

Рамные конструкции в ОПУ, на которых установлены панели, должны присоединяться к закладным металлоконструкциям кабельных каналов сваркой.

Рабочее заземление панелей должно быть выполнено присоединением к закладным металлоконструкциям кабельных каналов гибким медным проводником сечением не менее 10 мм 2 по кратчайшему пути, для чего к закладным металлоконструкциям приварить болты М12 по одному на каждую панель.

5.2 Молниезащита

Защита зданий и сооружения от прямых ударов молнии осуществляется за счет молниеотводов устанавливающихся на порталах и отдельно стоящими молниеотводами. Количество молниеотводов – 4 штуки. В случае выхода какого-либо элемента подстанции за зону защиты от прямых ударов молнии, на стадии строительного проекта будут предусмотрены соответствующие мероприятия.

Защита оборудования ПС от молниевых перенапряжений осуществляется посредством нелинейных ограничителей перенапряжения.

Электроустановки, находящиеся на открытом воздухе, защищаются стержневыми молниеотводами. Для защиты линий, шинных мостов и гибких связей большой протяженности применяют тросовые молниеотводы.

Каждый молниеотвод состоит из следующих элементов:

- молниеприемник;

- несущая конструкция (металлическая), предназначенная для установки молниеприемника;

- токоотвод, обеспечивающий отвод тока в землю;

- заземлитель, отводящий ток молнии в землю и обеспечивающий контакт с землей молниеприемника и токоотвода.

Тип, количество и взаимное расположение молниеотводов определяют геометрическую форму зоны защиты. Под зоной защиты понимают часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности.

Принимается высота молниеотвода h = 49,1 м.

Рисунок 5.1 – Схема молниезащиты

Высота зоны защиты молниеотвода (h_о) ниже высоты h_раз, вычисляется по формуле:

, м.

Радиус границы защиты вычисляется:

, м.

где h_раз – разница высот между высотой молниеотвода и самым высоким строением подстанции, равная 17,35м.

=29,21, м;

=47,625 м.

Так как молниеотвод защищает круговой сектор поверхности, то количество молниеотводов нужно подобрать таким, чтобы вся площадь подстанции имела надежную грозозащиту.

Расчет зон защиты от прямых ударов молнии выполнен по РД 34.21.122-87 (Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений) для II категории молниезащиты (зона Б).

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАМЕНЫ МАСЛЕННЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РУ 220 кВ ВМТ-220Б НА ЭЛЕГАЗОВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ВЭБ-УЭТМ-220 УХЛ1

Реконструкция подстанции предусматривает замену масляных выключателей РУ 220 кВ МВ −220 кВ на элегазовые выключатели ВЭБ-УЭТМ-220 УХЛ1. Стоимость элегазовых выключателей = 17158 тыс.руб.; число выключателей = 1 штук; срок службы новых выключателей – 40 лет. Стоимость масляных выключателей в текущих ценах = 12000 тыс.руб. Срок службы масляных выключателей исчерпан, следовательно их статочная стоимость: = 0. Норматив обслуживания элегазовых выключателей = 1%;

6.1 Определение капитальных вложений на установку 1 элегазового выключателя

Определяем сумму капитальных вложений, необходимую для приобретения и установки элегазовых выключателей (табл.6.1).

Таблица 6.1 − Стоимость устанавливаемых выключателей

Определяем капитальные вложения на новые элегазовые выключатели по формуле, руб.

, (6.1)

17158000+1201060+480424=18839484 руб.

где − стоимость новых выключателей; − стоимость монтажных работ на установку новых элегазовых выключателей (7−10% от стоимости новых выключателей); − стоимость демонтажа старых выключателей (40−50 % от монтажа новых выключателей);

Таким образом, капитальные вложения на новые элегазовые выключатели составят – 18839484 руб.

6.2 Расчёт текущих расходов на эксплуатацию элегазовых выключателей

Определяем текущие расходы на содержание и обслуживание элегазовых выключателей методом укрупнённых расчетов:

− текущее обслуживание: