Электроснабжение нефтяного месторождения от ПС 110/6 кВт.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПОДСТАНЦИИ 110/35/6кВ
1.1.Расчёт нагрузок на шинах ПС
1.2.Расчет годового потребления энергии
1.3.Время максимума потребления нагрузки
1.4.Время максимальных потерь энергии -?
1.5.Выбор трансформаторов
1.6.Расчёт потерь электроэнергии в трансформаторах
2.РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
2.1.Базисные величины
2.2.Расчёт сопротивлений в схеме замещения в относительных единицах
2.3.Определение токов короткого замыкания
3.ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
3.1.Оборудование 110 кВ
3.2.Оборудование 35 кВ.
3.3.Оборудование 6 кВ.
4.Охрана труда
4.1. Расчет заземлителя в двухслойной земле методом наведённых потенциалов по допустимому сопротивлению
4.2. Меры безопасности при обслуживании и эксплуатации аккумуляторных батарей
5.Экономическая часть: расчёт строительных работ подстанции методом сетевого планирования.
6.РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
6.1 Постановка задачи
6.2 Защита трансформаторов
7.Высоковольтный выключатель
Заключение
Список используемой литературы

Электроснабжение нефтяного месторождения от ПС 110/6 кВт.

Но при поражении портального молниеотвода ударом молнии с большой амплитудой и крутизной фронта импульса тока на молниеотводе и на портале значительно возрастает напряжение. Это напряжение может оказаться достаточным, чтобы вызвать «обратное» перекрытие изоляции ОРУ с заземленных элементов на токоведущие части подстанции.Порядок расчета стержневых молниеотводов:hа ≥ Д/8·p, h=hа + hх – полная высота молниеотвода,гдеhа – активная высота молниеотвода;hх1=11,35 м, hх2=5,5 м – высота защищаемого объекта; р=1 при h ≤ 30 м,Д=59 м – большая диагональ четырехугольника с молниеотводами в его вершинах.hа ≥ 59/8·1 = 7,375 м. Принимаю 8,5 м.h = 11,35 + 8,5 = 19,85 м. Принимаю 20 м. Высоту молниеотвода от земли выбирают такой, чтобы защищаемые оборудование и конструкции попали в зону защиты молниеотвода, внутри которой с достаточной надежностью (в электроустановках 99,5% – зона защиты типа А) обеспечивалась бы защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии. Расчетная зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h < 150 м представляет собой конус с высотойhо = 0,85h;hо = 0,85·20= 17 м;и радиусами на уровне земли и уровне защищаемого оборудованияrо = (1,1 – 0,002h)h;rх = (1,1 – 0,002h)(h – hх/0,85);rо = (1,1 – 0,002·20)·20 = 21,2 м; rх1 = (1,1 – 0,002·20)·(20 – 11,35/0,85)= 7,04 м. rх2 = (1,1 – 0,002·20)·(20 – 5,5/0,85)= 14,3 м. Два молниеотвода одинаковой высоты, находящихся друг от друга на расстоянии h<L1<3h (20<L1=53<3·20=60) образуют общую зону защиты. Зона характеризуется между молниеотводами гребнем в виде ломаной линии; нижайшая точка этого гребня имеет высотуhс = hо – (0,17 + 3·10 -4h)(L1 – h) rсх = rо (hс –hх)/hс rс = rоhс = 17 – (0,17 + 3·10 –4 ·20)(53 – 20) = 11,72 м rсх1 = 21,2 (11,72 – 11,35) / 11,72 = 0,67 м rсх2 = 21,2 (11,72 – 6) / 11,72 = 10,3 м rс = 21,2 мh<L1<3h (20<L1=26<3·20=60) hс = 17 – (0,17 + 3·10 –4 ·20)(26 – 20) = 15,9 м rсх1 = 21,2 (15,9 – 11,35) / 15,9 = 6 м rсх2 = 21,2 (15,9 – 6) / 15,9 = 13,2 м Рис. 3.5. Схема грозозащиты ОРУ-110кВ. Молниеотводы состоят из молниеприемника, несущей конструкции, токоотвода и заземлителя. Молниеприемник непосредственно воспринимает прямой удар молнии. Поэтому он должен надежно противостоять механическим и тепловым воздействиям тока и высокотемпературного канала молнии. Молниеприемники изготовляются из прокатной стали любого профиля сечением не менее 100 мм2 , при длине не более 2,5 м. Несущая конструкция несет на себе молниеприемник и токоотвод, объединяет все элементы молниеотвода в единую, жесткую, механически прочную конструкцию. В энергетике получили широкое распространение конструкции молниеотводов с деревянными, железобетонными и металлическими опорами.Токоотвод соединяет молниеприемник с заземлителем и предназначен для пропускания тока молнии от молниеприемника к заземлителю. Поэтому он рассчитывается на тепловые и электродинамические воздействия, связанные с прохождением по нему тока молнии. Токоотводы у молниеотводов с деревянными опорами изготовляются различного профиля с сечением, рассчитанным для прохождения полного тока молнии. Рекомендуется брать круглую сталь диаметром не менее 6 мм2, угловую сталь сечением не менее 48 мм2 и толщиной стенки 4 мм.Заземлители молниеотводов служат для отвода тока молнии в землю. Исходя из требований грозоупорности ЭУ, сопротивления заземлителей не должны превосходить 10-15 Ом.Соединение отдельных частей токоотвода между собой, с молниеприемником и с заземлителем производится при помощи сварки. Для предохранения от коррозии токоотводы окрашиваются. Охрана труда4.1. Расчет заземлителя в двухслойной земле методом наведённых потенциалов по допустимому сопротивлениюСогласно ПУЭ заземляющие устройства электроустановок сети с эффективно заземлённой нейтралью 110 кВ выполняется с учётом сопротивления или допустимого напряжения прикосновения.Расчёт по допустимому сопротивлению Rз≤0,5Ом производит к неоправданному перерасходу проводникового материала и трудозатрат при сооружении заземляющих устройств. Опыт эксплуатации распределительных устройств 110 кВ. и выше позволяет перейти к нормированию напряжения прикосновения, а не величины R3.26428704785360Рис.4.1. Схема заземлителяСложный заземлитель заменяется расчётной квадратной моделью при условии равенства их площадей S, общей длины горизонтальных проводников, глубины их заложения t, числа и длины вертикальных заземлителей и глубины их заложения.В расчётах многослойный грунт представляется двухслойным: верхний толщиной h1 с удельным сопротивлением p1, нижний с удельным сопротивлением p2. Глубина заложения заземляющего устройства t=0,5-0,7м, длина вертикального заземлителя lв=3-5м, принимаем lв=5м: расстояние между горизонтальными заземлителями а=5м.Схема ОРУ 110кВ – схема мостика.Грунт.Таблица 7.4 стр. 592 [2]1=400 Омм – Супесок.2=200 Омм tотк=0,16 с согласно зон защит [2] В соответствии с графической частью лист 3 принимаем S=32·69,5=2224м2Толщина верхнего слоя грунта h1=2мГлубина заложения заземляющего устройства 0,5-0,7м, принимаю t=0,5мДлинна вертикального заземлителя 3-5м, принимаю lв=5мРасстояние между вертикальными заземлителями с полосами 4-6м, принимаю а=5мДлина горизонтального заземлителя:мКоэффициент напряжения прикосновения.Где М – коэффициент, зависящий от отношения удельного сопротивления грунтов М=0,62 [2, стр.598]. - коэффициент определяемый по сопротивлению тела человека Rч и сопротивлению растеканию тока от ступней человека Rс.В расчетах принимаю Rч=1000Ом; Rс=1,51Напряжение на заземлителе:ВГде Uпр.доп – допустимое напряжение прикосновения=400В при tотк=0,16с, стр. 596 [2]Ток стекающий с заземлителя проектируемого заземляющего устройства, при однофазном токе короткого замыкания [ Таблица 1]Допустимое сопротивление заземляющего устройства: Ом.Число вертикальных заземлителей:ОмПринимаем =40 шт.Общая длинна вертикальных заземлителей:Lв= 5=405=200мОтносительная глубина заложения заземляющего устройства.Коэффициент А – [2, стр. 599]Относительная толщина верхнего слояПо таблице 7.6 [2, стр.600] Относительное эквивалентное удельное сопротивление для сеток с вертикальными заземлителями:Эквивалентное сопротивление грунта: Ом*мОбщее сопротивление сложного заземлителя.ОмНапряжение прикосновения:В Uпр.< Uпр.доп.193,5 < 400 В4.2. Меры безопасности при обслуживании и эксплуатации аккумуляторных батарейОсновные требования к мерам безопасности, необходимым для соблюдения обслуживании и эксплуатации аккумуляторных батарей, приведены в документе под названием «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей».Аккумуляторные батареи должны устанавливаться и обслуживаться в соответствии с требованиями правил устройства электроустановок, правил безопасности при эксплуатации электроустановок, настоящих Правил и инструкций заводов-изготовителей.Сборку аккумуляторов, монтаж батарей и приведение их в действие должны выполнять специализированные организации в соответствии с техническими условиями на аккумуляторные установки и инструкциями заводов-изготовителей.При эксплуатации аккумуляторных батарей должен обеспечиваться необходимый уровень напряжения на шинах постоянного тока в нормальном и аварийном режимах.Для обеспечения надежной работы батареи следует соблюдать требования инструкции завода-изготовителя.Установка кислотных и щелочных аккумуляторных батарей в одном помещении не допускается.Стены и потолок помещения аккумуляторной, двери и оконные переплеты, металлические конструкции, стеллажи и другие части должны быть окрашены кислотостойкой (щелочестойкой) и не содержащей спирта краской. Вентиляционные короба и вытяжные шкафы должны окрашиваться с наружной и внутренней сторон.Для освещения помещений аккумуляторных батарей должны применяться лампы накаливания, установленные во взрывозащищенной арматуре. Один светильник должен быть присоединен к сети аварийного освещения.Выключатели, штепсельные розетки, предохранители и автоматы должны располагаться вне аккумуляторного помещения. Осветительная электропроводка должна выполняться проводом в кислотостойкой (щелочестойкой) оболочке.При приемке вновь смонтированной или вышедшей из капитального ремонта аккумуляторной батареи должны быть проверены:емкость (током 10-часового разряда или в соответствии с указаниями инструкции завода-изготовителя); качество электролита; плотность электролита и напряжение на элементах в конце заряда и разряда батареи; сопротивление изоляции батареи относительно земли; исправность приточно-вытяжной вентиляции.Батареи должны вводиться в эксплуатацию после достижения ими 100% номинальной емкости.Кислотные батареи, работающие в режиме постоянного подзаряда, должны эксплуатироваться без уравнительных периодических перезарядов. Для поддержания всех аккумуляторов в полностью заряженном состоянии и для предотвращения сульфатации электродов в зависимости от состояния батареи, но не реже 1 раза в год, должен быть проведен уравнительный заряд (дозаряд) батареи до достижения установившегося значения плотности электролита, указанного в п. 2.10.9, во всех элементах.Продолжительность уравнительного заряда зависит от технического состояния батареи и должна быть не менее 6 ч.На подстанциях работоспособность батареи должна проверяться по падению напряжения при толчковых токах.Уравнительный перезаряд всей батареи или отдельных ее элементов должен осуществляться только по мере необходимости.Заряжать и разряжать батарею допускается током не выше максимального для данной батареи. Температура электролита в конце заряда должна быть не выше 40 град. С для аккумуляторов типа СК и не выше 35 град. С для аккумуляторов типа СН.Контрольные разряды кислотных батарей должны проводиться в соответствии с инструкцией по эксплуатации стационарных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей для определения фактической емкости батареи по мере необходимости или 1 раз в 1 — 2 года.Значение тока разряда каждый раз должно быть одним и тем же. Результаты измерений при контрольных разрядах должны сравниваться с результатами измерений предыдущих разрядов.Кислотные батареи, работающие в режиме постоянного подзаряда, должны эксплуатироваться без тренировочных разрядов. Разряд отдельных аккумуляторов (или их группы) может производиться для выполнения ремонтных работ или при устранении неисправностей в них.Мощность и напряжение зарядного устройства должны быть достаточными для заряда аккумуляторной батареи на 90% номинальной емкости в течение не более 8 ч при предшествующем 30-минутном разряде.Подзарядное устройство должно обеспечивать стабилизацию напряжения на шинах батареи с отклонением +/- 2%. Выпрямительные установки, применяемые для заряда и подзаряда аккумуляторных батарей, должны присоединяться со стороны переменного тока через разделительный трансформатор.Дополнительные аккумуляторы батарей, постоянно не используемые в работе, должны иметь отдельное устройство подзаряда.Аккумуляторная установка должна быть оборудована вольтметром с переключателем и амперметрами в цепях зарядного, подзарядного устройств и аккумуляторной батареи.Приточно-вытяжная вентиляция помещения аккумуляторной батареи должна быть включена перед началом заряда батареи и отключена после полного удаления газов, но не раньше чем через 1,5 ч после окончания заряда. Для аккумуляторной батареи следует предусматривать блокировку, не допускающую проведения заряда с напряжением более 2,3 В на элемент при отключенной вентиляции.Напряжение на шинах оперативного постоянного тока в нормальных условиях эксплуатации допускается поддерживать на 5% выше номинального напряжения токоприемников.Все сборки и кольцевые магистрали постоянного тока должны обеспечиваться питанием от двух источников.Анализ электролита работающей кислотной аккумуляторной батареи должен производиться ежегодно по пробам, взятым из контрольных элементов. Количество контрольных элементов устанавливает ответственный за электрохозяйство Потребителя в зависимости от состояния аккумуляторной батареи, но не менее 10% количества элементов в батарее. Для использования в качестве контрольных каждый год должны назначаться разные элементы.При контрольном разряде пробы электролита отбираются в конце разряда.Для доливки аккумуляторов должна применяться дистиллированная вода, проверенная на отсутствие хлора и железа.Осмотр аккумуляторных батарей должен проводиться по графику, утвержденному ответственным за электрохозяйство Потребителя, с учетом следующей периодичности осмотров:дежурным персоналом — 1 раз в сутки; специально выделенным работником — 2 раза в месяц; ответственным за электрохозяйство — 1 раз в месяц.. Во время текущего осмотра проверяется:напряжение, плотность и температура электролита в контрольных элементах (напряжение и плотность электролита во всех и температура электролита в контрольных элементах должны проверяться не реже 1 раза в месяц); напряжение и ток подзаряда основных и добавочных аккумуляторов; уровень электролита; правильность положения покровных стекол или фильтр-пробок; целостность аккумуляторов, чистота в помещении; вентиляция и отопление; наличие небольшого выделения пузырьков газа из аккумуляторов; уровень и цвет шлама в аккумуляторах с прозрачными баками.Персонал, обслуживающий аккумуляторную установку, должен быть обеспечен:технической документацией; приборами для контроля напряжения отдельных элементов батареи, плотности и температуры электролита; специальной одеждой; специальным инвентарем и запасными частями.Обслуживание и ремонт выпрямительных установок и двигатель-генераторов, входящих в установки постоянного тока с аккумуляторной батареей, должны осуществляться в порядке, установленном для данного вида оборудования.Для проведения капитального ремонта батареи (замена большого числа аккумуляторов, пластин, сепараторов, разборка всей батареи или значительной ее части) целесообразно приглашать специализированные ремонтные организации.Необходимость капитального ремонта батареи устанавливает ответственный за электрохозяйство Потребителя.Капитальный ремонт аккумуляторов типа СК должен производиться, как правило, не ранее чем через 15 — 20 лет эксплуатации.Капитальный ремонт аккумуляторов типа СН не производится. Замена аккумуляторов этого типа должна производиться не ранее чем через 10 лет эксплуатации.Экономическая часть: расчёт строительных работ подстанции методом сетевого планирования.Для составления сетевого графика строительства объекта необходимо прежде всего провести производственный анализ проекта строительства и составить номенклатуру строительно-монтажных работ, подлежащих выполнению. Каждая работа и ее результат должны иметь четкое определение. Затем по правилам, изложенным выше, производят построение схемы сети, обеспечивая правильную технологическую последовательность работ. Работы и события кодируются для расчета вручную или на ЭВМ. Разработчики должны располагать данными об объемах работ, их трудоемкости и сметной стоимости по всей номенклатуре, а также данными о материально-технических и трудовых ресурсах. Продолжительность выполнения каждой работы (временные оценки) определяется на основе принятых методов производства, применяемых средств механизации и уровня производительности труда при соответствующем использовании фронта работ. Учитывается также уровень перевыполнения норм выработки рабочими бригадами в данной строительной организации.Если нет возможности пользоваться утвержденными нормами выработки из-за каких-либо не учтенных нормами особенностей работ или условий производства, пользуются так называемыми вероятностными оценками, устанавливаемыми приближенными методами на основе оценки опрашиваемых исполнителей и обработки результатов опроса. Обработка результатов опроса возможна по формулеtрасч=tmin+4tн.в.+tmax6,гдеtmin – продолжительность выполнения работы при наиболее благоприятных условиях;tн.в. – продолжительность выполнения работы при неблагоприятных условиях;tmax – наиболее вероятная продолжительность при нормальных условиях;tрасч– расчетное время.Определение сроков выполнения работ таким методом должно вестись ответственными исполнителями исходя из условия полного выполнения всех предшествующих работ. На основе расчетов составляется карточка — определитель работ и ресурсов. Далее выполняется расчет параметров изложенными выше методами. Затем производится расчет параметров сетевого графика и его оптимизация с использованием выявленных резервов.При поточной организации работ построение и расчет сетевого графика могут быть выполнены в увязке с матричной формой записи исходных данных и расчета неритмичного потока.Допустим, требуется организовать выполнение четырех видов работ (1—4) бригадами рабочих на объекте, разделенном на четыре захватки (I — IV). На матрице (рис. ЗЛО) записаны продолжительности выполнения работ на каждой захватке.Рассчитав матрицу, находим общую продолжительность всех работ в потоке, равную 44.При построении сетевого графика этого неритмичного потока учитываем, что каждый последующий процесс может быть выполнен на захватке после предыдущего. Для этого вводятся дополнительные события и горизонтальные ; пунктирные стрелки.Как видно из расчета матрицы, на первой захватке начало 2-го процесса возможно только через 7 дней после окончания предшествующего 1-го процесса, а начало 4-го процесса — через 2 дня после окончания 3-го. Между 2-м и 3-м временного разрыва на первой захватке нет. Поэтому при построении сети (рис. 5.1) на вертикальных пунктирных стрелках, отражающих связи между процессами на первой захватке, записывается время ожидания между 1-м и 2-м и между 3-м и 4-м процессами.Рис. 5.1. Сетевой график, построенный по матрице неритмичного потока и рассчитанный методом дробиРасчет сети выполнен методом дроби: вначале, идя слева направо, начиная с исходного события, определяются ранние начала работ (по формуле 3.9), записываемые около событий в числителе, а затем, идя справа налево, начиная от завершающего события, определяются поздние начала, записываемые в знаменателе.События, имеющие одинаковые ранние начала и поздние начала, лежат на критическом пути. Как видно из графика, поток здесь имеет два критических пути,   что   часто  имеет  место   в   сетевых   графиках   поточного   строительства.В дипломном проекте составлен график по строительству подстанции, единица измерения - месяц. Виды проводимых работ приведены в таблице 5.1Таблица 5.1 – Виды работ НАИМЕНОВАНИЯ РАБОТ КодработыПродолжительность Мес.Составление проектного задания0-12Выбор и согласования площадки1-22,5Проектирование подстанции 1-й этап1-31,0Проектирование систем контроля и управления,1-й этап 1-111,0Оформление заказов и получение контрольно-измерительной аппаратуры и автоматики,1-й этап1-122,5Оформление заказов на трансформаторы1-131,5Оформление заказа на высоковольтные выключатели1-142Проведение изыскательских работ 2-31Проектирование подстанции 2-й этап3-42,5Подготовка документов на сооружение подстанции3-51Оформление заказа и получение материалов для строительства здания подстанции3-71,7Оформление заказа и получение материалов для установки КРУНа3-81Оформление заказа на специальные материалы для сооружения подстанции4-90,5Согласования проекта сооружения подстанции5-60,5Утверждение проекта сооружения подстанции6-72,5Сооружение фундамента здания подстанции7-101,2Сооружение КРУНа8-152,5Получение строительных материалов9-103,0Строительство подстанции и начало монтажа оборудования10-151Проектирование системы контроля и управления 2-й этап11-151,5Оформление заказов и получение контрольно-измерительной аппаратуры и автоматики 2-й этап12-151,5Получение трансформаторов13-154,5Получение высоковольтных выключателей14-151,5Установка контрольно-измерительных приборов и автоматики15-161,0Завершение монтажа оборудования подстанции16-172,5Приемка подстанции комиссией, проведение испытания17-181Расчет сетевого графика приведен в таблице 5.2Таблица 5.2 – Расчет сетевого графикаКод работыПродолжительностьработыti-jР.Н.работыti-jР.О.работыti-jП.Н.работыti-jП.О.