Выбор трансформаторов тока на стороне высшего напряжения ограничивается лишь выбором их типов без полной проверки.

На стороне ВН принимаем трансформаторы тока наружной установки, типа ТФЗМ35В-1 (табл. 5.9 [2]).

На вводе ВН силового трансформатора применяем встроенные трансформаторы тока типа ТВТ35- I-300/5 (табл. 5.11 [2]).

На вводе НН силового трансформатора устанавливаем ТТ типа ТЛК-10-9 (ОАО «Самарский трансформатор»)

Проверка трансформатора тока приведена в таблице 6.9.

Выбор ТТ на вводе НН силовых трансформаторов Таблица 6.9

Расчетные данные	Каталожные данные	Условие выбора или проверки
Uсети	кВ		Uном	кВ		По условию длительного режима и характера измерений
Iном	А
Iпрод.расч	А
класс точности	0.5
Z2	Ом	0.71
Z2 НОМ	Ом	0.8
	кА	29,915	Не проверяется	По электродинамической стойкости:
	с	2.5		с	146,775	По термической стойкости:

Максимальное время действия релейной защиты по условию термической стойкости трансформатора тока:

 

с;

 

Проверка по нагрузочной способности в заданном классе точности.

Определение вторичной нагрузки трансформатора тока представлено в таблице 6.10.

Вторичная нагрузка трансформатора тока Таблица 6.10

Прибор	Тип	Потребляемая мощность токовой катушки прибора, В·А
А	В	С
Амперметр	Э-335	0.5	0.5	0.5
Ваттметр	Д-335	0.5	0.5	0.5
Варметр	Д-335	0.5	0.5	0.5
Счетчик активной энергии	СЕ302	2.5	2.5	2.5
Счетчик реактивной энергии	СЕ302	2.5	2.5	2.5
ИТОГО:	6.5	6.5	6.5

Общее сопротивление приборов:

Ом;

где: S_ПРИБ – суммарная мощность, потребляемая токовыми обмотками измерительных приборов, В·А;

I - ток во вторичной обмотке ТТ, А.

 

Переходное сопротивление контактов (r_конт) при числе приборов более трех принимаем 0.1 Ом (стр. 43 [1]).

Вторичная номинальная нагрузка трансформатора тока в классе тока 0.5 составляет 0.8 Ом. Тогда допустимое сопротивление соединительных проводов:

Ом;

Принимая длину соединительных проводов () с алюминиевыми жилами (ρ=0.028 Ом·мм²/м) 50 м определяем минимально допустимое сечение:

 

мм² ;

 

Исходя из условия механической прочности принимаем сечение контрольного кабеля 4 мм². Таким образом, сопротивление соединительных проводов:

 

Ом;

 

Сопротивление вторичной нагрузки трансформатора тока:

Ом;

Таким образом, принятые трансформаторы тока типа ТЛК-10-9 соответствуют всем предъявленным требованиям.

 

В цепи секционного выключателя устанавливаем ТТ типа ТЛК-10-8.

Проверка трансформатора тока приведена в таблице 6.11.

 

Проверка типа трансформатора тока Таблица 6.11

Расчетные данные	Каталожные данные	Условие проверки
Uсети = 6 кВ Iпрод.расч.= 2903 А	Uном = 6 кВ Iном = 3000 А класс точности = 0.5	По условию длительного режима: ;
iу = 29,915 кА	id = 100 кА	По электродинамической стойкости:
		По термической стойкости:

 

 

Максимальное время действия релейной защиты по условию термической стойкости трансформатора тока:

 

с;

По вторичной нагрузке в заданном классе точности ТТ, устанавливаемые в цепи секционного выключателя не проверяются.

 

На отходящих кабельных линиях устанавливаем трансформаторы тока типа ТЛК-10-6. Проверка трансформаторов тока приведена в таблице 6.12.

Выбор ТТ на отходящих кабельных линиях Таблица 6.12

Расчетные данные	Каталожные данные	Условие выбора или проверки
Uсети	кВ		Uном	кВ		По условию длительного режима и характера измерений ; ;
Iпрод.расч	А	397,487	Iном	А
Z2	Ом	0,3375	класс точности	0.5
Z2 НОМ	Ом	0.8
	кА	29,915		с		По электродинамической стойкости:
	с			с	7,505	По термической стойкости:

 

Максимальное время действия релейной защиты по условию термической стойкости трансформатора тока:

 

с;

 

Проверка по нагрузочной способности в заданном классе точности.

Определение вторичной нагрузки трансформатора тока представлено в таблице 6.13.

Вторичная нагрузка трансформатора тока Таблица 6.13

Прибор	Тип	Потребляемая мощность токовой катушки прибора, В·А
Фаза А	Фаза В	Фаза С	Нейтраль
Амперметр	Э-335	0,5	-	-	-
Счетчик активной энергии	СЕ302	2.5	-	2.5	-
Счетчик реактивной энергии	СЕ302	2.5	-	2.5	2.5
ИТОГО:	5.5			2.5

 

Общее сопротивление приборов в фазе А:

Ом;

Общее сопротивление приборов в нейтрали:

 

Ом;

Переходное сопротивление контактов (r_конт) при числе приборов до трех включительно принимаем 0.05 Ом (стр. 43 [1]). Самой нагруженной фазой является фаза А, производим расчет допустимого сопротивления соединительных проводов в этой фазе.

 

Принимаем длину соединительных проводов () 5 м. Материал жил – алюминий (ρ=0.028 Ом·мм²/м). Минимально допустимое сечение:

 

мм² ;

 

Исходя из условия механической прочности принимаем сечение контрольного кабеля 8 мм². Таким образом, сопротивление соединительных проводов:

 

Ом;

 

Сопротивление вторичной нагрузки трансформатора тока:

Ом;

Таким образом, принятые трансформаторы тока типа ТЛК-10-6 соответствуют всем предъявленным требованиям

 

Выбор трансформаторов напряжения

 

На стороне ВН принимаем трансформатор напряжения типа ЗНОМ 35-65. Параметры трансформатора представлены в таблице 6.14.

 

Параметры ТН типа ЗНОМ 35-65. Таблица 6.14

Расчетные данные	Каталожные данные трансформатора напряжения
UНОМ. СЕТИ, кВ		U1 НОМ, кВ U2 НОМ, В Группа соединения класс точности	1/1-0-0 0,5

 

На секции 6 кВ устанавливаем ТН типа НАМИТ-10-2. Выбор трансформатора напряжения представлен в таблице 6.15.

Выбор трансформатора напряжения на секции 6 кВ Таблице 6.15

Расчетные данные	Каталожные данные трансформатора напряжения
UНОМ. СЕТИ, кВ   S2, ВА	81,9	U1 НОМ, кВ U2 НОМ, В Группа соединения класс точности S2НОМ, ВА	У / Ун / п - 0. 0,5

Проверка трансформатора напряжения по нагрузочной способности:

Расчет нагрузки вторичной обмотки трансформатора напряжения приведен в таблице 6.16.

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения каждой секции Таблица 6.16

Прибор	Тип	Потр. мощность одной катушки, В·А	Число катушек	cosj	sinj	Число приборов	Общая потр. мощность
P, Вт	Q, квар
Вольтметр	Э335							-
Ваттметр	Д335
Варметр	Д335							-
Счетчик активной энергии	СЕ302			0.25	0.968	7 (6 на КЛ (24 линий на 4 секции)+1 на вводе)		108.416
Счетчик реактивной энергии	СЕ302			0.25	0.968	7 (6 на КЛ (24 линий на 4 секции)+1 на вводе)		108.416
Итого:		216.832

 

Число КЛЭП - 24 шт.

Суммарная вторичная нагрузка ТН:

Необходимо устанавливать дополнительные ТН

 

 

6.5 Выбор ошиновки цепи высшего напряжения силового трансформатора

 

Сборные шины ВН на 35 кВ выполняются гибкими подвесными из проводов круглого сечения. Материал – алюминий, со стальным сердечником.

Сечение ошиновки выбирается по условию:

;

где: - допустимый ток для данного сечения проводника, А;

- максимальный ток ремонтного или послеаварийного режима наиболее нагруженного присоединения (из табл. 6.1 курсового проекта).

Выбираем провод марки АС – 400/69 с (табл. 7.35 [2]).

> А;

Согласно [5] для напряжения 35 кВ проверка на корону не требуется.

 

 

6.6 Выбор ошиновки цепи НН силового трансформатора

 

Сечение ошиновки выбирается по экономической плотности тока и проверяется по условию допустимости нагрева током утяжеленного режима:

n×Iдоп×К>Iутяж

где: Iутяж=4839(А)

К-коэффициент,учитывающий снижение допустимого тока для пучка проводов из-за их взаимного теплового влияния, К=0.9.

В качестве несущих принимаются два провода марки АС-500/26 ( =2, Iдоп=960А)

Токоведущие провода принимаются марки А-185, Iдоп=500А

Условие выбора числа токоведущих проводов:

Откуда

Принимается =7.

n= + =7+2=9.

(7*500+2*960)*0.9=4878(A)>Iутяж=4839(А)

Выбранное сечение гибкой связи проверяется по термической стойкости к коротким замыканиям.

Условие проверки:

где С – коэффициент, принимаемый для алюминиевых шин равным 90.

Вк – интеграл Джоуля

 

 

6.7 Выбор кабельных линий

 

Число отходящих КЛЭП 24 штуки. Максимальный длительный ток нормального режима для ТП первого типа:

 

Максимальный длительный ток нормального режима для ТП второго типа:

;

 

Сечение силовых кабелей выбирается по экономической плотности тока. Экономическое сечение одной жилы кабеля:

;

где: - экономическая плотность тока кабеля

Экономическое сечение одной жилы кабеля для ТП первого типа:

;

Экономическое сечение одной жилы кабеля для ТП второго типа:

;

Определяем минимально допустимое сечение кабеля по термической стойкости в режиме короткого замыкания. Тепловой импульс:

где: - начальное действующее значения тока КЗ, кА;

– постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, с;

- полное время отключения короткого замыкания, с.

Минимально допустимое сечение кабеля по термической стойкости в режиме короткого замыкания:

мм²;

Устанавливаем на отходящих кабельных линиях токовую отсечку с временем действия 0.1с. Получаем тепловой импульс:

 

, где

с;

В_к – Интеграл Джоуля для заданной цепи;

Минимально допустимое сечение кабеля по термической стойкости в режиме короткого замыкания:

мм²;

Принимаем кабель АПвП-10 3 240(25) с изоляцией СПЭ с I_доп=537 А (при прокладке в земле в треугольнике).

Проверка стандартного сечения по нагреву током длительного режима.

 

Максимальный ток продолжительного режима по кабелю к ТП обоих типов:

;

 

Максимальный допустимый ток продолжительного режима:

 

А;

 

где: - допустимый табличный ток, А;

- поправочный коэффициент, зависящий от числа кабелей в траншее и расстояния между ними. В нашем случае к=0.79 (приближенно принимаем расстояние между осями кабелей 200 мм; количество кабелей в траншее – 3; отсюда, k=0,79).

Коэффициент фактической загрузки в режиме перегрузки:

;

Исходя из того, что к_п < 1 в режиме максимальной возможной нагрузки, следовательно, кабель проходит по перегрузочной способности.

Принимаем кабель типа АПвП-10 3 240(25).

Так как проверка по термической стойкости выполняется, выполнять дополнительную проверку кабеля на невозгораемость не требуется в соответствии с [3]

7. ОПЕРАТИВНЫЙ ТОК.

 

Так как высшее напряжение данной подстанции 35 кВ со схемой одна секционированная выключателем система шин, то рекомендуется применить выпрямленный оперативный ток.

Выпрямленный оперативный ток (ВОТ)- это система питания оперативных цепей защиты, управления, автоматики, сигнализации, при которой источниками питания являются трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд, к которым соответственно подключаются блоки питания, токовые БПТ-1002, блоки питания напряжения стабилизированные УПНС-3, блоки нестабилизированного напряжения БПН-1002 и выпрямительные силовые устройства УКПЗ-К-380.

Токовые блоки подключаются к выносным трансформаторам тока в цепях выключателей на ВН ПС.

Блоки стабилизированного напряжения подсоединяются к трансформаторам напряжения на ВН ПС и к трансформаторам собственных нужд. Блоки нестабилизированного напряжения- к трансформаторам собственных нужд.

 

 

8. Выбор и обоснование конструкций распределительных устройств

 

На стороне НН применяется комплектное распределительное устройство наружной установки. КРУ должно быть расположено на спланированной площадке на высоте не менее 0.2 м. от уровня планировки с устройством площадки для обслуживания. Расположение устройства должно обеспечивать удобную выкатку и транспортировку выкатной части ячеек. На стороне ВН, как правило, возможно применение ОРУ. Конструкция ОРУ рекомендуется с типовыми ячейками. Размещение оборудования в ячейках позволяет осуществлять его независимый ремонт и обслуживание, локализацию аварии в пределах ячейки. Ширина ячейки стандартная и равна для 35 кВ 6 метрам. Она определяет ширину распредустройства и ПС в целом. Длина ячейки и, следовательно, длина ОРУ определяется схемой РУ и способом размещения оборудования. Обычно применяются ОРУ низкого типа с размещением аппаратов на одном уровне. Зона ячеек отделена от зоны трансформаторов автодорогой для проезда автотрейлеров шириной 4 м. с отдалением от провозимого оборудования на безопасное состояние, указываемое в ПУЭ. Расстояние между трансформаторами в свету должно быть 15 м., иначе применяют сплошные перегородки размером на метр за контур аппарата и высотой по верхнему краю изоляторов. За автодорогой кроме трансформаторов располагаются КРУ, связанные с ними токоведущими связями.

По планированной территории ПС должен быть обеспечен проезд для автомобильного транспорта с улучшенной грунтовой поверхностью, с засевом травой. Автодороги с покрытием предусматриваются к следующим зданиям и сооружениям: порталу для ревизии трансформаторов, КРУ, зданию щита управления (ОПУ). Ширина проезжей части внутриплощадных дорог должна быть не менее 3,5 м.

Территории ОРУ и ПС в целом должны быть ограждены внешним забором высотой 1.8-2.0 м. Вспомогательные сооружения (ОПУ, мастерские и т.д.), расположенные на территории ПС следует ограждать внутренним забором высотой 1.6 м. Трансформаторы и аппараты, у которых нижняя кромка фарфора изоляторов расположена над уровнем планировки или уровнем сооружения (плиты кабельных каналов или лотков и т.п.) на высоте не менее 2.5 м. разрешается не ограждать. Расстояние по горизонтали от токоведущих частей и незаземленных частей или элементов изоляции (со стороны токоведущих частей) до постоянных внутренних ограждений в зависимости от их высоты должны быть не менее значения 1150 мм. Для напряжения 35 кВ.

Для предотвращения растекания масла и распространения пожара при повреждениях маслонаполненных силовых трансформаторов с массой масла более 1 тонны в единице предусматриваются маслоприемники с соблюдением следующих требований. Габариты маслоприемника должны выступать за габариты единичного электрооборудования не менее 0.6 м. при массе масла до 2 тонн; 1 м. при массе масла от 2 до 10 тонн; 1.5 м. при массе масла от 10 до 50 тонн; 2 м. при массе масла более 50 тонн. Объем маслоприемника должен быть рассчитан при 100% масла в трансформаторе.

 

9.Охрана труда

9.1. Система рабочего и аварийного освещения

Рабочее освещение является основным видом освещения и предусматривается во всех помещениях подстанций, а также на открытых участках территории, где в темное время суток может производиться работа или происходить движение транспорта и людей. Рабочее освещение включает в себя общее стационарное освещение напряжением 110 В, переносное (ремонтное) освещение, осуществляемое переносными лампами напряжением 12 В, местное освещение (на станках и верстаках) напряжением 36 В.

Питание шин рабочего освещения осуществляется от трансформаторов собственных нужд с глухозаземленной нейтралью, при этом защитные и разъединяющие автоматические выключатели устанавливаются только в фазных проводах.

Аварийное освещение выполняется в помещениях щита управления релейных панелей и силовых панелей собственных нужд, аппаратной связи. Кроме того, выездная бригада должна быть снабжена персональными аккумуляторными фонарями.

Питание сети аварийного освещения нормально осуществляется c шин собственных нужд 380/220 В переменного тока, и при исчезновении последнего автоматически переводиться на шины оперативного постоянного тока.

Для освещения помещений подстанций используются обычные лампы накаливания. Для освещения открытых распределительных устройств используются прожекторы ПКН с галогеновыми лампами. Прожекторы устанавливаются группами на существующих опорах молниеотводов порталах открытого распределительного устройства.

В целях ограничения резких теней из-за наличия в открытых распределительных устройствах громоздкого оборудования, прожекторные установки размещаются с двух противоположных сторон.

 

9.2. Защита от шума и вибрации

При выборе площадки для ПС окончательное согласование и месторасположение производится органами санитарного надзора по предоставлению проекта санитарно-защитной зоны, который выполняется в виде пояснительной записки, расчетов и чертежей, с нанесением источников шума, указанием шумозащитной зоны и экранирующих или шумоизолирующих конструкций.

Основными источниками промышленного шума на ПС являются: трансформаторы и реакторы, вентиляционные установки в зданиях, компрессорные установки.

9.3 Мероприятия по технике безопасности

Ограждение территории ПС

На подстанции применено два вида оград: внешняя и внутренняя. Внешняя ограда служит препятствием для проникновения на территорию посторонних лиц и крупных животных и имеет высоту 1,8 – 2,0 м. Внутренняя ограда служит для выделения зоны ОРУ-35 кВ и имеет высоту 1,6 м.

В качестве конструктивных элементов оград применяются сетчатые панели 3000х1700 мм из проволоки Æ 2,5 мм и ячейками 50х50 мм. В качестве фундаментов применяются сборные бетонные блоки с закладной частью, устанавливаемые в сверляной котлован, к которым сетчатые панели привариваются при монтаже. Зазор между низом сетчатой панели составляет 100 мм.

Необходимые изоляционные расстояния.

· От токоведущих частей или от элементов оборудования и изоляции, находящихся под напряжением, до заземленных конструкций или постоянных внутренних ограждений высотой не менее 2 м - 1,8 мм;

· Между проводами разных фаз – 1,5 м;

· От токоведущих частей или от элементов оборудования и изоляции, находящихся под напряжением, до постоянных внутренних ограждений высотой 1,5 м, до габаритов транспортируемого оборудования - 2550 мм;

 

 

· Между токоведущими частями разных цепей в разных плоскостях при обслуживаемой нижней цепи и не отключенной верхней – 3,0 м;

· От не огражденных токоведущих частей до земли или до кровли зданий при наибольшем провисании проводов – 1,5 м;

· Между токоведущими частями разных цепей в разных плоскостях, а также между токоведущими частями разных цепей по горизонтали с обслуживанием одной цепи при не отключенной другой; от токоведущих частей до верхней кромки внешнего забора; между токоведущими частями и зданиями или сооружениями – 3,8 м;

· От контакта и ножа разъединителя в отключенном режиме до ошиновки, присоединенной ко второму контакту – 1,9 м.

 

Маркировка частей установок и предупредительная окраска

В соответствии с требованиями ПУЭ [Л.1 1.1.28 – 1.1.30].

. В электроустановках должна быть обеспечена возможность легкого распознавания частей, относящихся к отдельным их элементам (простота и наглядность схем, надлежащее расположение электрооборудования, надписи, маркировка, расцветка). Буквенно-цифровое и цветовое обозначения одноименных шин в каждой электроустановке должны быть одинаковыми.

1) при переменном трехфазном токе: шины фазы А - желтым цветом, фазы В - зеленым, фазы С - красным, нулевая рабочая N - голубым, эта же шина, используемая в качестве нулевой защитной - продольными полосами желтого и зеленого цветов;

2) при переменном однофазном токе: шина А, присоединенная к началу обмотки источника питания - желтым цветом, а шина В, присоединенная к концу обмотки - красным;

3) при постоянном токе: положительная шина (+) - красным цветом, отрицательная (-) - синим цветом и нулевая рабочая М - голубым.

4) резервная, как резервируемая основная шина, если же резервная шина может заменять любую из основных шин, то она обозначается поперечными полосами цвета основных шин.

Цветовое обозначение выполняется по всей длине шин, либо в местах их присоединения.

Заземляющие шины тоже окрашиваются в черный цвет. Рукоятки приводов заземляющих приборов окрашиваются в красный цвет, а рукоятки других приводов - в цвета оборудования.

При расположении шин в распределительных устройствах (кроме КРУ заводского изготовления) необходимо соблюдать следующие условия:

1. В закрытых распределительных устройствах при переменном трехфазном токе шины должны располагаться:

а) сборные и обходные шины, а также все виды секционных шин при вертикальном расположении А-В-С сверху вниз; при расположении горизонтально, наклонно или треугольником наиболее удаленная шина А, средняя В, ближайшая к коридору обслуживания С;

б) ответвления от сборных шин - слева направо А-В-С, если смотреть на шины из коридора обслуживания (при наличии трех коридоров - из центрального).

2. В открытых распределительных устройствах при переменном трехфазном токе шины должны располагаться:

а) сборные и обходные шины, а также все виды секционных шин, шунтирующие перемычки и перемычки в схемах кольцевых, полуторных и т. п., должны иметь со стороны главных трансформаторов на высшем напряжении шину А;

б) ответвления от сборных шин в открытых распределительных устройствах должны выполняться так, чтобы расположение шин присоединений слева направо было А-В-С, если смотреть со стороны шин на трансформатор.

Расположение шин ответвлений в ячейках независимо от их размещения по отношению к сборным шинам должно быть одинаковым.