Модернизация подстанции ПС-388 филиала ОАО "МРСК Северо-запада" Колэнерго с увеличением пропускной способности.

Оглавление
Аннотация
Перечень обозначений
1.Введение
2.Краткая характеристика ПС-388
3. Технико экономическое обоснование необходимости реконструкции ПС 388
3.1 Характер подключенных нагрузок (состав потребителей)
3.2 Маркетинговые исследования спроса предложений по узлу питания ПС 388
4. Расчет электрических нагрузок ПС-388
5.Внешнее электроснабжение ПС-388
6. Режим нейтрали
7. Регулирование напряжения
8. Расчет токов короткого замыкания
8.1 Трансформаторы тока
8.1.1 Назначение и принцип работы
8.1.2 Технические характеристики заменяемого оборудования
8.2 Выключатели
8.2.1 Назначение
8.2.2 Технические характеристики заменяемого оборудования
8.3. Разъединители
8.3.1Назначение
8.3.2 Характеристики заменяемого оборудования
9. Релейная защита
9.1. Виды повреждений и ненормальных режимов работы трансформаторов
9.2. Защиты трансформаторов 35/6 кВ
9.2.1. Общие положения
9.2.2. Газовая защита
9.2.3 Токовая защита обратной последовательности и максимальные токовые защиты с пуском напряжения
9.2.4 Токовая защита нулевой последовательности от внешних замыканий на землю
9.2.5 Максимальная токовая защита от перегрузки
10. Защита от перенапряжений
10.1 Ограничители перенапряжений
10.1.1 Назначение и принцип работы
10.1.2 Конструкция и принцип работы
10.1.3 Ограничители перенапряжения 35 кВ
11. Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электрической энергии (АИИС КУЭ) ПС-388
11.1 Назначение и цели создания цели создания автоматизированной системы дистанционного съема показаний приборов коммерческого учета электроэнергии
11.2 Характеристика объекта автоматизации
11.3 Сечение учета и сечение поставки
11.4 Основные технические решения по автоматизации учета электроэнергии
11.5 Выбор технических средств и мест их размещения
11.6 Технические средства измерительного канала АСКУЭ
11.7 Метрологическое обеспечение
11.8Выбор трансформаторов тока для коммерческого учета
11.9 Расчет вторичных нагрузок трансформаторов тока
12. Разработка, организация и проведение энергосберегающих мероприятий
13. Охрана труда
13.1 Анализ опасных, вредных производственных факторов
При реконструкции подстанции возможны следующие вредные факторы:
13.2 Разработка технических и организационных мероприятий по снижению опасных факторов.
13.3 Требования безопасности к рабочим местам и технологическим процессам.
13.3 Организационные мероприятия
13.4 Технические мероприятия
13.5 Расчет заземляющего устройства
13.6 Противопожарные мероприятия
13.7 Молниезащита
14. Охрана окружающей среды
15. Сметно-финансовый расчет
Заключение
Список литературы
Приложение А – Конструкция трансформаторов тока с одной и двумя обмотками
Приложение Б – Схемы подключения трансформаторов тока
Приложение В– Общий вид выключателя ВВ/TEL 10-20/1000 У2
Приложение Г – разрез полюса выключателя
Приложение Д – конструкция ОПН/TEL
Приложение Е – ограничитель перенапряжений 35 кВ
Приложение Ж – Счетчик электрической энергии Альфа А1800
Приложение З – Устройство синхронизации системного времени УССВ-16HVS
Приложение И – Устройство сбора и передачи данных УСПД-325L
Приложение К – Разветвитель интерфейса ПР-3
Приложение Л – Устройство регулирования напряжения АРН-01
Приложение М – Однолинейная схема ПС-388 после реконструкции
Приложение Н – План ПС-388. Разрезы
Приложение О – Принципиальная схема защиты трансформатора Т1 (Т2) -35 кВ
Приложение П – Принципиальная схема защиты отходящей линии КРУ -6 кВ
Приложение Р – Структурная схема АИИСКУЭ
Приложение С – Экономическая часть

Модернизация подстанции ПС-388 филиала ОАО "МРСК Северо-запада" Колэнерго с увеличением пропускной способности.

Могут иметь место также двухфазные КЗ на землю, КЗ с одновременным обрывом фаз. Наиболее частыми являются однофазные КЗ на землю (до 65% от общего числа КЗ), значительно реже случаются двухфазные КЗ на землю (до 20% от общего количества КЗ), двухфазные КЗ (до 10% от общего количества КЗ) и трёхфазные КЗ (до 5% от общего количества КЗ) [5].Токи короткого замыкания (КЗ) рассчитывают для выбора и проверки аппаратов и токоведущих частей на термическую и динамическую стойкость, для выбора, при необходимости, устройств по ограничению этих токов, а также для выбора и оценки устройств релейной защиты. Расчётным является трёхфазное короткое замыкание, т.к. токи КЗ в этом случае имеют максимальные значения. При расчётах токов КЗ принимаются допущения [6]:все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки КЗ, работают одновременно и с номинальной нагрузкой;расчётное напряжение каждой ступени схемы электроснабжения принимается на 5 % выше номинального значения;короткое замыкание наступает в момент времени, при котором ударный ток КЗ будет иметь наибольшее значение;сопротивление места КЗ считается равным нулю;не учитывается сдвиг по фазе ЭДС различных источников питания, входящих в расчётную схему;не учитываются ёмкости, а следовательно, и емкостные токи в воздушных и кабельных сетях;не учитываются токи намагничивания трансформаторов;напряжение источников питания остаются неизменным.В сетях 110 кВ и выше, работающих с глухозаземленной нейтралью, расчёт токов КЗ производится для того вида КЗ (однофазное или трёхфазное), при котором ток в повреждённой фазе больше. В сетях менее 110 кВ, расчёт токов КЗ производится для трёхфазного вида КЗ. В связи с необходимостью проверки выбираемого силового и коммутационного электрооборудования на правильную работу в режимах коротких замыканий, а также для правильной работы устройств РЗиА расчётным видом КЗ является трёхфазное симметричное КЗ.В зависимости от назначения расчёта выбираются соответствующие режимы работы электрической сети. Например, выбор и проверка коммутационной аппаратуры на термическую стойкость требует, чтобы в ветви с КЗ протекал максимально возможный ток. Этот режим требует включения в расчетной схеме всех источников питания и ветвей связи. Такой режим называется максимальным.Наоборот, проверка чувствительности устройств релейной защиты должна производится с учётом ремонтных режимов сети, при которых отключена часть источников питания и ветвей связи, для того чтобы ток КЗ через проверяемую защиту был минимальным.Однако, хотя расчётные режимы и виды повреждения для проверки чувствительности устройств РЗиА должны устанавливаться, исходя из наиболее неблагоприятных условий работы системы, выбранный режим работы должен быть реально возможным [7].Схема замещения для расчётов токов КЗ представлена на рис. 7.1.рис.2.1Найдем параметры схемы замещения приведенные к напряжению 35 кВ:Сопротивление системы.5,57/6,47 ОмНайдем сопротивления трансформаторов. Ом ОмЗапишем параметры схемы замещения в общем виде:1)Удельное реактивное сопротивление параллельных i – j линий:(7.1)Общее сопротивление линии:(7.2)Общее реактивное сопротивление линии:(7.3)где - удельное реактивное сопротивление линии (Ом/км); - длина линии (км).Общее активное сопротивление линии:(7.4)где - удельное реактивное сопротивление линии (Ом/км); - длина линии (км).Общее сопротивление i –j линий:(7.5)Реактивное сопротивление i –j линий:(7.6)Активное сопротивление i –j линий:(7.7)Параметры линии 35 кВ (АС-150):Xл= 1,38 ОмRл= 1,092 ОмПараметры токопровода 10 кВ (2АС-150):Xт.п.=0,35 ОмRт.п.= 0,19 ОмЗапишем формулы для расчета тока короткого замыкания в общем виде:Периодическая составляющая тока короткого замыкания:(7.8)где - расчетное напряжение; - сопротивление участка до точки короткого замыкания.Постоянная времени:(7.9)где - реактивное сопротивление участка до точки короткого замыкания; - активное сопротивление участка до точки короткого замыкания;Ударный коэффициент:(7.10)Ударный ток короткого замыкания:(7.11)Для примера рассмотрим точку К1, рис.7.2:рис. 7.2. кАгдеIк.б. max/min – приведенный к 35 кВ ток к.з. при максимальном и минимальном режимах системы.Ток к.з., приведенный к номинальному напряжению: с кАРезультаты расчетов сведем в таблицу 7.1.Таблица 7.1.Расчетнаяточка к.з.Max режим системыMin режим системыК1К2К3К4 К1К2К3К4Х35, Ом6,2163,5563,96367,1164,4564,8636,9R35, Ом1,0923,6323,8222,51,0923,6323,8222,5Ikiб, кА3,441,051,041,47,51,031,021,2Uн, кВ35101010110101010Ik, кА3,4411,511,415,37,511,311,223,1Та, с0,0180,0560,0530,0460,0260,0570,0540,047iуд, кА8,2729,329,038,918,028,728,533,07.1 Трансформаторы токаПроектом предусматривается замена трансформаторов тока 10 кВ и 35 кВ.7.1.1 Назначение и принцип работыУстройство и схема включения ТТ показаны в приложении Б. Трансформаторы тока состоит из стального сердечника С и двух обмоток: первичной (с числом витков w1) и вторичной (с числом витков w2).Часто ТТ изготовляются с двумя и более сердечниками. В таких конструкциях первичная обмотка является общей для всех сердечников. Первичная обмотка, выполняемая толстым проводом, имеет несколько витков и включается последовательно в цепь того элемента, в котором производится измерение тока, или защита которого осуществляется. К вторичной обмотке, выполняемой проводом меньшего сечения и имеющей большое число витков, подключаются последовательно соединенные реле и приборы.Правила устройств электроустановок требуют, чтобы ТТ, предназначенные для питания релейной защиты, имели погрешность, как правило, не более 10%, большая погрешность допускается в отдельных случаях, когда это не приводит к неправильным действиям релейной защиты. Погрешности возникают вследствие того, что действительный процесс трансформации в ТТ происходит с затратой мощности, которая расходуется на создание в сердечнике магнитного потока, перемагничивание стали сердечника (гистерезис), потери от вихревых токов, нагрев обмоток.Все трансформаторы тока выбираются, как и другие аппараты, по номинальному току и напряжению установки и проверяются на термическую и электродинамическую стойкость при КЗ. Кроме того, ТТ, используемые для включения релейной защиты, проверяются на значение погрешности, которая, как указывалось выше, не должна превышать 10% по току и 7° по углу.Допустимая нагрузка на ТТ определяется, исходя из следующих требований: обеспечения точности измерительных органов релейной защиты при КЗ в расчетных точках электрической сети (полная погрешность ТТ ε не должна превышать 10 %) для токовых защит при токе уставки, для дифзащиты - в конце зоны действия; для предотвращения отказа срабатывания защиты при наибольших значениях тока КЗ – нормируется для электромеханических защит при КЗ в зоне установки защиты.Для подключения реле и измерительных приборов вторичные обмотки ТТ соединяются в различные схемы. Наиболее распространенные схемы приведены на рисунке, приложение А.Приложение А, на схеме а дана основная схема соединения в звезду, которая применяется для включения защиты от всех видов однофазных и междуфазных КЗ; на схеме б — схема соединения в неполную звезду, используемая главным образом для включения защиты от междуфазных КЗ в сетях с изолированными нулевыми точками; на схеме в—схема соединения в треугольник, используемая для получения разности фазных токов (например, для включения дифференциальной защиты трансформаторов); на семе г — схема соединения на разность токов двух фаз. Эта схема используется для включения защиты от междуфазных КЗ, так же как схема б. На схеме д — схема соединения на сумму токов всех трех фаз, используемая для включения защиты от однофазных КЗ и замыканий на землю.На схеме е дана схема последовательного соединения двух трансформаторов тока, установленных на одной фазе. При таком соединении нагрузка, подключенная к ним, распределяется поровну, т. е. на каждом из них уменьшается в 2 раза. Происходит это потому, что ток в цепи, равный /2 = /1/ КI, остается неизменным, а напряжение, приходящееся на каждый ТТ, составляет половину общего. Рассмотренная схема применяется при использовании маломощных ТТ (например, встроенных в вводы выключателей и трансформаторов).На схеме ж дана схема параллельного соединения двух ТТ, установленных на одной фазе. Коэффициент трансформации этой схемы в 2 раза меньше коэффициента трансформации одного ТТ.Схема параллельного соединения используется для получения нестандартных коэффициентов трансформации. Например, для получения коэффициента трансформации 37,5/5 соединяют параллельно два стандартных ТТ с коэффициентом трансформации 75/5[8].7.1.2 Технические характеристики заменяемого оборудования Трансформатор тока ТЛМ-10 предназначен для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления в установках переменного тока. Трансформаторы тока рассчитаны для эксплуатации в районах с умеренным климатом и тропическим климатом, исполнения «У» и «Т» соответственно, для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, категорией размещения «3» по ГОСТ 15150. Технические характеристики трансформатора приведены в таблице 4.1[8].Таблица 4.