Общая характеристика подстанции

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДСТАНЦИИ

 

1.1 Присоединение подстанции к системе

Проектируемая подстанция по своему назначению является районной понизительной. Подстанция включена в рассечку линии напряжением 35 кВ. Такая подстанция считается проходной.

Типовое схемное решение для проходной подстанции на стороне высшего напряжения – мост с выключателями в цепях трансформаторов. Данная схема обеспечивает надежное электроснабжение потребителей подстанции, а также надежность перетоков мощности через рабочую перемычку. Схема учитывает перспективу развития электрических сетей и возможность расширения РУ-35 кВ, путем присоединения дополнительной линии к РУ-35 кВ. В этом заключается ее преимущество перед схемой мостика с отделителями и короткозамыкателями в цепях трансформаторов. Главная схема электрических соединений представлена на рис.1.1.

На подстанции предусмотрена установка одного двухобмоточного силового трансфотматора 35/10 кВ. Расчет и технико-экономическое обоснование выбора см. раздел 10.

Выбор защитной и коммутационной аппаратуры данных классов напряжения см. далее раздел 6.

Защита от грозовых и коммутационных перенапряжений осуществляется с помощью устанавливаемых ОПН. От прямых ударов молнии-молниеотводами.

Величина тока короткого замыкания на шинах35 кВ в режиме максимума энергосистемы составляет 3.02 кА, в режиме минимума 2.04 кА.

 

 

Рисунок 1.1 - Главная схема подстанции

 

ХАРАКТЕРИСТИКА НАГРУЗОК ОТХОДЯЩИХ ЛИНИЙ 10 кВ

 

Параметры отходящих воздушных линий представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1 Параметры отходящих линий

Наименование присоединения	Uн, кВ	Тип провода	L, км	Р, кВт
Собственные нужды		АВБбШв-70
Нижний склад		АС-50	6,3
Пихтово		АС-50	40,7
Талицы		АС-50	35,8
Красавино		АС-50	21,2
Завод		АС-50	39,7
Ломоватка		АС-50	11,9
Глебово		АС-50	43,4

 

 

При определении расчетной мощности подстанции следует учесть мощность трансформаторов собственных нужд (ТСН), которые обычно присоединяются к сборным шинам НН, а также коэффициент перспективы роста нагрузок на 5-10 лет (К₁₀=1.25).Расчетную мощность подстанции определим по формуле:

S_{расч.п/с}=(S_расч+S_сн)×К_10, (2.1)

 

где S_расч = Р_ср / cos j - расчетная мощность нагрузки подстанции, МВ×А;

S_сн – мощность ТСН, МВ×А.

Предварительно выбираем мощность собственных нужд подстанции по табл. 5.2 [2], S_сн=200 кВА.

Полная расчётная мощность подстанции будет равна:

S_{расч.п/с}=(S_расч+S_сн)×К₁₀ =(7667.5 /0.83+0.2)×1.25= 11.548 [МВА].

Обоснование реконструкции электрооборудования подстанции

 

Подстанция «Ломоватка» 35/10 кВ построена в 1958 году. Она относится к Великоустюгским электрическим сетям, ОАО «Вологдаэнерго». В настоящее время подстанция находится в сильно изношенном состоянии. Здание подстанции находится в полуразрушенном состоянии. Ограждение разрушено и не соответствует нормам и правилам. Освещение подстанции находятся в плачевном состоянии. Все светильники не соответствуют нормам противопожарной безопасности. На подстанции отсутствует какая-либо сигнализация и защита. Все операции связанные с оперативными переключениями производятся только вручную. Износ всего оборудования составляет около 83%. Трансформатор на подстанции установлен мощностью 1600 кВА, которой не хватает в связи с расширением производства (нижний склад). Трансформатор собственных нужд установлен недостаточной мощности(25 кВА).

Чтобы исключить эти недостатки и проводится реконструкция этой подстанции: заменяется трансформатор 35/10 кВ на более мощный, заменяется ТСН, устанавливается релейная защита для обеспечения надежной работы подстанции. В случаях аварийного отключения проектируемой подстанции предусматривается резервирование шин 10 кВ от ВЛ-10 кВ железной дороги. Данная линия в нормальном режиме работы подстанции отключена и является чисто резервной.

 

Расчет сметы затрат на строительно-монтажные работы объекта

Составление сметы затрат на демонтаж электрического оборудования

 

Затраты на демонтаж берем 50% от стоимости монтажных работ.

Определение сметной стоимости на демонтаж электрического оборудования представлен в Приложении В.

 

Раздел по охране труда

 

11.1 Введение

 

К важнейшим задачам технического прогресса нашего общества относится автоматизация, совершенствование технологии и повышение производительности труда во всех сферах и отраслях производства.

Действующее законодательство в области охраны труда позволяет обеспечить безопасную жизнедеятельность человека в производственных условиях. Безопасность человека определяется отсутствием производственных и не производственных аварий, стихийных и других природных бедствий, опасных факторов, вызывающих травмы или резкое ухудшение здоровья, вредных факторов, вызывающих заболевание человека и снижающих его работоспособность.

Правовую основу обеспечение безопасной жизнедеятельности работников составляют соответствующие законы и постановления, принятые представительными органами РФ, а также правовые нормативные акты по охране труда. Охрана труда – это система обеспечение безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включая правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. Выполнение правил и норм по охране труда обеспечивает необходимую безопасность (пожаро- и взрывобезопасность) электроустановок и электробезопасность.

В данном дипломном проекте рассматривается реконструкция подстанции 35/10 кВ «Ломоватка»

Также в основной части дипломного проекта был рассмотрен один из важных вопросов как освещение. Оно представляет собой комбинацию из освещения общего назначения, выполненного лампами ДРЛ и местного – состоящее из люминесцентных ламп и ламп накаливания.

 

11.2 Проектирование мер безопасности при реконструкции подстанции

Электромонтажные работы на объектах электростанций и элек­трических сетей при проектировании электроустановок, как правило, ведутся специальными мон­тажными организациями, находящимися в ведении отраслевых министерств и ведомств, а также Министерства монтажных и спе­циальных строительных работ РФ.

Отдельные, небольшие по объему работы по монтажу электро­оборудования при капитальном ремонте или реконструкции элек­троустановок, электростанций и электрических сетей выполняют­ся ремонтно-монтажными бригадами электроцехов и отделов пред­приятий.

Согласно СНиП Ш-А II—70 («Техника безопасности в строительстве» и «Положения о мастере и производителе работ в стро­ительстве») ответственность за состояние техники безопасности при выполнении строительно-монтажных работ возлагается на мастеров и производителей работ.

Мастера монтажных участков, выполняя работы с применени­ем машин и механизмов, электрифицированного и механизирован­ного инструмента, должны требовать от рабочих строгого соблю­дения правил и инструкций по технике безопасности, постоянно контролировать состояние лестниц, лесов, подмостей, защитных средств и приспособлений. Мастер должен проверять чистоту и порядок на рабочих местах монтажников, освещение рабочих мест и проходов, инструктиро­вать рабочих в процессе производства работ и контролировать правильное применение рабочими защитных средств и приспособ­лений и соблюдение ими мер безопасности в объеме данного им инструктажа.

Производители работ на руководимых ими объектах монтажа обязаны осуществлять мероприятия по технике безопасности и производственной санитарии, осуществлять надзор за правильной эксплуатацией лесов, подмостей и ограждений, строительных ма­шин и транспортных средств. Производитель работ оформляет до­пуск на право производства работ в охранной зоне, в действу­ющих производственных цехах, осуществляет контроль за свое­временной выдачей рабочим спецодежды, защитных средств и при­способлений, проводит инструктаж по технике безопасности, организует обучение безопасным методам труда. Производитель работ проверяет также соблюдение действующих правил и инструкций, своевременное и правильное использование защитных средств и приспособлений, а также плакатов по технике безопасности; про­водит своевременное расследование несчастных случаев.

Монтаж высоковольтного электрооборудования связан с подъемом людей и материалов на высоту, следовательно, возникает опасность падения, ушибов и ранений. Как правило, подъем или опускание оборудования (при монтаже, демонтаже или ремонте) производится с помощью стреловых грузоподъемных кранов.

Обслуживание грузоподъемных механизмов, применяемых на монтаже, разрешается только специально обученному персо­налу. Рабочие-монтажники должны знать систему сигналов, со­гласно которым осуществляется перемещение груза.

При подъеме тяжелых монтажных единиц необходимо пользоваться специальной веревкой, перекинутой через блок. При этом подъем груза производит рабочий, стоящий на земле на некотором рас­стоянии от опоры.

Электромон­тажные работы на высоте, как правило, выполняются из корзины телескопической вышки.

При работе во избежание ушибов и ранений в случае падения с высоты инструментов или каких-либо материалов запрещается находиться под телескопической вышкой или местом проведения монтажных работ. Монтеру не разрешается сбрасывать сверху какие-либо материалы или инст­рументы.

При монтажных работах в населенных пунктах руководитель работ должен обеспечить охрану сооружаемого объекта таким образом, чтобы на участке производства работ никто из посторонних не находился.

Для обеспечения безопасности работ в электроустановках электрооборудование и материалы используемые в электроустановке соответствуют требованиям ГОСТ. Конструкция, исполнение, способ установки и класс изоляции применяемых машин, аппаратов, приборов и прочего оборудования соответствуют параметрам сети, условиям окружающей среды и требованиям правил устройства электроустановок. Сборные и обходные шины в распределительных устройствах при переменном трехфазном токе обозначают: фаза А - желтый цвет; фаза В - зеленый цвет; фаза С - красный цвет. Распологаются шины: при вертикальном расположении А - В - С сверху вниз; при горизонтальном - наиболее удаленная шина фазы А, средняя В, ближайшая к коридору обслуживания - С. Распределительные устройства имеют четкие надписи, указывающие назначение отдельных цепей и панелей. Надписи выполнены на лицевой стороне устройства. На приводах коммутационных аппаратов указаны положения ‘включено’ и ‘отключено’. Заземление подстанции предусматривает прокладку горизонтальных полос в виде сетки и вертикальных стержней. Для обеспечения электробезопасности людей предусматривается такая мера, как контроль изоляции кабельных линий. Условия контроля изоляции изложены в ГОСТ 1516-73.

Электрооборудование, токоведущие части, изоляторы, креления, ограждения, несущие конструкции, изоляционные и другие расстояния выбраны и установлены таким образом, что: 1) вызываемые нормальными условиями работы электроустановки, усилия, нагрев, электрическая дуга или другие, сопутствующие ее работе явления не должны привести к повреждению оборудования и возникновению короткого замыкания или замыкания на землю, а также причинить вред обслуживающему персоналу; 2) при нарушении нормальных условий работы электроустановки обеспечена необходимая локализация повреждений, действием релейной защиты и автоматики; 3) при снятом напряжении с какой либо цепи, относящиеся к ней аппараты, токоведущие части и конструкции могут подвергаться безопасному осмотру, замене и ремонту без нарушения нормальной работы соседних цепей; 4) обеспечена возможность удобного транспортирования оборудования.

Во всех цепях РУ предусмотрена установка разьединяющих устройств с видимым разрывом, обеспечивающих возможность отсоединения всех аппаратов каждой цепи от сборных шин, а также от других источников напряжения.

Указатели уровня и температуры масла трансформаторов и аппаратов и другие указатели, характеризующие состояние оборудования расположены таким образом, что обеспечены удобные и безопасные условия для наблюдения за ними без снятия напряжения.

Металлические конструкции подстанции, а также подземные части металлических и железобетонных конструкций защищены от коррозии.

Трансформаторы установлены так, чтобы отверстие выхлопной не было направлено на близко установленное оборудование.

При реконструкции ПС рабочим придется иметь дело с монтажом тяжелого оборудования. Выполняя эти работы работники должны соблюдать все правила и нормы при проведении определенного вида работ При выполнении демонтажных, монтажных, пуско-наладочных работ работники должны соблюдать все правила:

· Производить работы только проверенным и испытанным инструментом на которых находятся бирки с датой прошлой и последующей проверок.

· Выполнять работы по технологическим картам, а если нет карты, то выполнять работы под непосредственным надзором мастера.

· Все работы должны выполняться только в спецодежде(куртка и брюки из негорючей ткани, каска, рукавицы) и при помощи СИЗ

 

 

11.3 Расчет устройств молниезащиты

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 (для ПС 35/10 – 98,5%).

Принимается высота молниеотвода h = 40 м, (см. рис. 9.1).

 

Рисунок 11.1 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

 

 

Длина отрезков: CA' = CB' = 0,75∙h = 0,75∙40 = 30 (м).

Расстояние: CO' = 0,8∙h = 0,8∙40 = 32 (м).

Длина отрезков: CA = CB = 1,5∙h = 1,5∙40 = 60 (м).

Для определения радиуса защиты r_X м, на любой высоте h_X зоны защиты используются формулы:

при ; (11.1)

при . (11.2)

Оптимальная высота молниеотвода на ОРУ 35 кВ определяется из предыдущих выражений по формулам:

при , (11.3)

при . (11.4)

При h_x = 12 м:

При h_X = 20 м:

Так как одного молниеотвода мало, то ставятся 2 молниеотвода в районе ОРУ 35 кВ и располагаются на расстоянии друг от друга так, чтобы они перекрывали зоны защиты противоположного молниеотвода и защищали верхнюю часть подстанции.

Устанавливается 2 молниеотвода для защиты района ОРУ 10 кВ.

На ПС устанавливается 4 молниеотвода

11.4 Повышение устойчивости электроснабжения в условиях ЧС

Под устойчивостью технической системы (объекта) понимается возможность сохранения его работоспособности при чрезвычайных ситуациях (ЧС).

Важную роль при определении возможных ЧС влияет географическое положение района где расположена электрическая подстанция.

Реконструированная ПС находится недалеко от лесного массива, в связи с этим возникает вероятность лесного пожара (особенно в летний период). На ПС предусмотрены меры по тушению пожара. Это наличие пенных огнетушителей, пожарных щитов, кранов, водоема. Вокруг ПС сделан ров, предотвращающий переброс огня на её территорию.

Наводнение району где расположена ПС, не грозит. Подстанция находится на возвышенности. Никаких дополнительных мер обеспечивающих работоспособность ПС при наводнении не предусмотрено.

Подземных толчков и землетрясений в районе нет.

Для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений на подстанции установлены ограничители перенапряжения. Они устойчивы к старению и атмосферным загрязнениям, что в свою очередь повышает надежность ПС.

Подстанция устойчива к ураганам и сильным ветрам, т.к. вся ошиновка электрооборудования выполнена из алюминиевых труб и жестких шин прямоугольного сечения.

Вблизи ПС есть нижний склад лесоперерабатывающего комплекса, но при аварии оно не может повлиять на работу подстанции, т.к находится в 1800 м от подстанции.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Электротехнический справочник: В 3т. Т3. В 2 кн. кн.1. Производство и распределение электрической энергии // (Под. ред. И.Н.Орлова. 7-е изд., испр. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 880 с.: ил.

2. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.: ил.

3. Рогов Г.А. Методические указания для курсового проектирования. Электрическая часть станций и подстанций. – Вологда: ВоПИ, 1989. – 40 с.: ил.

4. Правила устройства электроустановок /Минэнерго СССР. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. – 648 с.: ил.

5. Гук Ю.Б., Кантап В.В., Петрова С.С. Проектирование электрической части станций и подстанций. Учеб. пособие для вузов. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 312 с.: ил.

6. Васильев А.А., Крючков И.П., Наяшкова Е.Ф. и др. Электрическая часть станций и подстанций. Учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.: ил.

7. Рожкова Л.Д., Козулин Д.С. Электрооборудование станций и подстанций. Учеб. для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. – 648 с.: ил.

8. Шабад М.А. Расчет релейной защиты и автоматики распределительных сетей. – Л.: Энергия, 1972. – 176 с.: ил.

9. Дроздов А.Д., Платонов В.В. Реле дифференциальных защит элементов энергосистем. М.: Энергия, 1968. – 240 с.: ил.

10. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие по электроснабжению промышленных предприятий.: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 368 с.: ил.

11. Седельников Ф.И. С28. Безопасность жизнедеятельности (охрана труда): Учебное пособие. – Вологда: ВоГТУ. 2001. – 388 с.: ил.

12. Правила пожарной безопасности. – М.: «Издательство ПРИОР», 2002. – 128 с.

13. Охрана труда в электроустановках. Под ред. проф. Б.А. Князевского. Учеб. для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983. – 366 с.: ил.

14. Пожарная безопасность: Учебное пособие /А.Н.Баратов, В.А. Пчелинцев. – М.: изд-во АСВ, 1997. – 176 с.: ил.

15. Безопасность жизнедеятельности: методические указания к выполнению дипломного проекта по разделу: «Проектирование, расчет и монтаж защитного заземления», - Вологда: ВоПИ. 1998. – 15 с.

16. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей. Под ред. П.М. Большама, В.Н. Круповича, М.Л. Самовера. перераб. и доп. - М.: Энергия, 1974. – 696 с.: ил.

17. Атаманюк В.Г. и др. Гражданская оборона: Учеб. для вузов. – 2-е изд., - М.: Высш. шк., 1987. – 288 с.: ил.

18. ЕН и Р. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сб. 23. Электромонтажные работы. – М.: Стройиздат, 1978. – 152 с.

19. Строительные нормы и правила. Приложения. Сборники расценок на монтаж оборудования. Сб. №8. Электротехнические установки / Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1985. – 191 с.

20. Прейскуранты оптовых цен. - М.: Стройиздат, 1982. – 185 с.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДСТАНЦИИ

 

1.1 Присоединение подстанции к системе

Проектируемая подстанция по своему назначению является районной понизительной. Подстанция включена в рассечку линии напряжением 35 кВ. Такая подстанция считается проходной.

Типовое схемное решение для проходной подстанции на стороне высшего напряжения – мост с выключателями в цепях трансформаторов. Данная схема обеспечивает надежное электроснабжение потребителей подстанции, а также надежность перетоков мощности через рабочую перемычку. Схема учитывает перспективу развития электрических сетей и возможность расширения РУ-35 кВ, путем присоединения дополнительной линии к РУ-35 кВ. В этом заключается ее преимущество перед схемой мостика с отделителями и короткозамыкателями в цепях трансформаторов. Главная схема электрических соединений представлена на рис.1.1.

На подстанции предусмотрена установка одного двухобмоточного силового трансфотматора 35/10 кВ. Расчет и технико-экономическое обоснование выбора см. раздел 10.

Выбор защитной и коммутационной аппаратуры данных классов напряжения см. далее раздел 6.

Защита от грозовых и коммутационных перенапряжений осуществляется с помощью устанавливаемых ОПН. От прямых ударов молнии-молниеотводами.

Величина тока короткого замыкания на шинах35 кВ в режиме максимума энергосистемы составляет 3.02 кА, в режиме минимума 2.04 кА.

 

 

Рисунок 1.1 - Главная схема подстанции