Дипломная (вкр): Электроснабжение части Няндомского района Архангельской области

 - среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

Произведем расчет для гибкого проводника 110 кВ:

Проверка:

Аналогично произведем расчет для гибкого проводника 35 кВ:

Проверка:

Исходя из выше приведенных расчетов можно сделать вывод: выбранные провода и подвесные изоляторы для гибкой ошиновки 110 и 35 кВ удовлетворяет всем условиям.

8.8 Выбор ограничителей перенапряжения

Ограничитель перенапряжений нелинейный (ОПН) является одним из основных элементов подстанции, обеспечивающим защиту оборудования распределительного устройства (РУ) и линий от перенапряжений, возникших при коммутационных электрических цепей, грозах и т.п. ОПН пришли на смену применяемых ранее разрядников, которые в настоящее время сняты с производства, но еще эксплуатируются и в большинстве случаев исчерпали свой ресурс.

Основным отличием ОПН от разрядника является отсутствие у ОПН традиционного для разрядника искрового промежутка. Так как в ОПН нет искрового промежутка, то при их срабатывании износа контактов не происходит. ОПН не требуют особого обслуживания и контроля параметров в течение всего срока службы. [5]

ОПН выбирается по следующим условиям: [5]

по номинальному напряжению:

где:  - номинальное напряжение ОПН, кВ;

 - номинальное напряжение сети, кВ.

по наибольшему длительному допустимому рабочему напряжению:

В сетях 110-500 кВ, работающих с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью (коэффициент замыкания на землю не выше 1,4), наибольшее длительное допустимое рабочее напряжение ОПН должно быть не ниже:

где: - наибольшее длительное допустимое рабочее напряжение сети, кВ;

 - наибольшее длительное допустимое рабочее напряжение ОПН, кВ.

В сетях 3-35 кВ, работающих с изолированной нейтралью или компенсацией емкостного тока замыкания на землю и допускающих неограниченно длительное существование однофазного замыкания на землю, наибольшее рабочее длительно допустимое напряжение выбирается равным наибольшему рабочему напряжению электрооборудования для данного класса напряжения по ГОСТ 1516.3-96 (переиздание: октябрь 2003 г).

На стороне 10 кВ принимаем к установке ограничитель перенапряжения типа ОПН-КР/TEL-10 кВ, который предназначены для надежной защиты электрооборудования в сетях класса напряжения 6 - 10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью. Рекомендуются для использования в распределительных сетях для защиты трансформаторов и двигателей.

На стороне 110 и 35 кВ принимаем к установке ограничители перенапряжения типа ОПН-РК-110 и ОПН-РК-35 кВ соответственно. ОПН-РК предназначены для защиты от коммутационных и грозовых перенапряжений электрооборудования электрических сетей переменного тока промышленной частоты с изолированной или компенсированной нейтралью класса напряжения 35 кВ и сетей 110 кВ с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью. Производитель ОПН-110, 35 и 10 кВ: ЗАО "Таврида Электрик" (г. Москва).

Выбор ОПН 110, 35, 10 кВ представлен в таблице 20. [5]

Таблица 20 - Выбор ОПН 110, 35, 10 кВ

8.9 Выбор оборудования, устанавливаемого в нейтрали трансформатора

В нейтрали силовых трансформаторов ТДТН - 10000 устанавливаются:

ограничители перенапряжения нелинейные ОПНН-110 (Н - разземляемая нейтраль). Предназначены для защиты заземляемой нейтрали силовых трансформаторов и высоковольтных аппаратов, включаемых в эту нейтраль, напряжением переменного тока 110 кВ частоты 50 Гц от грозовых и коммутационных перенапряжений.

заземлитель нейтрали силового трансформатора ЗОН-110Б (З - заземлитель; О - однополюсный; Н - наружной установки). Предназначен для заземления нейтрали силовых трансформаторов, имеющих в нейтрали трансформатор тока для защиты от замыканий на землю.

трансформаторы тока ТВТ-35-200/5.

8.10 Выбор КРУН-10 кВ

КРУН 10 кВ предназначены для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц на номинальное напряжение 6, 10 и 35 кВ. КРУН применимы для всех типов электрических станций и подстанций, электроснабжения предприятий всех отраслей промышленности, транспорта, коммунального хозяйства, а также объектов атомной энергетики.

Шкафы КРУН могут использоваться для расширения уже эксплуатируемых распределительных устройств других фирм-производителей и стыковаться к ним при помощи переходных шкафов. В зависимости от условий обслуживания шкафы КРУН могут устанавливаться однорядно, двурядно или дуплексно. [5]

Принимаем к установке КРУН -10 кВ (К - комплектное; У- распределительное; У- устройство; Н - наружной установки) типа К-204 ЭП. КРУН-10 кВ (К-204 ЭП) применяется на всех промышленных предприятиях и электростанциях, где номинальный ток главных цепей не превышает 1600 А. Нижнее расположение сборных шин, двухстороннее обслуживание. Производитель ПАО "Завод ЭЛЕКТРОПУЛЬТ" (г. Санкт- Петербург). [5]

.11 Технико-экономическое обоснование выбора выключателей 110, 35 и 10 кВ.

Надежность электросети зависит от требований бесперебойности работы электроприемников. Необходимая степень надежности определяется тем возможным ущербом, который может быть нанесен производству при прекращении их питания.

При оценке надежности систем электроснабжения ожидаемое количество электроэнергии, недоотпущенное потребителям за период времени (год), определяется как суммарный ожидаемый недоотпуск электроэнергии всем потребителям. [14]

Для сравнения выбираются выключатели с разными средами гашения дуги: масло, вакуум и элегаз.

Для выбора выключателей необходимо произвести технико-экономическое сравнение.

Определим приведенные затраты на высоковольтные выключатели:

где:  - капитальные вложения, руб;

 - норма дисконта ();

 - издержки, руб;

 - ущерб связанный с недоотпуском электроэнергии, руб.

Недоотпуск электроэнергии определяем по формуле:

Ожидаемый недоотпуск -му потребителю:

где:  - средняя величина нагрузки

 - эквивалентная продолжительность простоя, ч/год.

Эквивалентная продолжительность простоя:

где:  - параметр частоты отказов, год -1;

 - среднее время восстановления, ч;

 - коэффициент отражающий, что последствия от преднамеренных отключений менее тяжелы чем от внезапных отказов;

 - частота преднамеренных отключений, год -1;

 - среднее время обслуживания, ч.

Ущерб, связанный с недоотпуском электроэнергии:

где:  - удельный ущерб, руб;

 - базисный индекс удорожания ().

В качестве примера произведем расчет для масляных выключателей 110 кВ.

Для масляных выключателей:

частота отказов в год ;

среднее время восстановления

коэффициент отражающий, что последствия от преднамеренных отключений менее тяжелы чем от внезапных отказов ;

частота преднамеренных отключений

среднее время обслуживания ;

Эквивалентная продолжительность простоя:

Ожидаемый недоотпуск:

Ущерб связанный с недоотпуском электроэнергии:

Определим приведенные затраты на масляные выключатели:

Аналогично производим расчет для остальных высоковольтных выключателей.

Результаты расчетов представлены в приложении 2.

Как видно из результатов, экономически целесообразно использовать на напряжении 110 кВ элегазовые выключатели, на напряжении 35 и 10 кВ - вакуумные выключатели.

. РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩАТЫ И ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ

Развитие аварии при КЗ может быть предотвращено быстрым отключением поврежденного участка электрической установки или сети при помощи специальных автоматических устройств, получивших название релейная защита, которые действуют на отключение выключателей.

Основным назначением релейной защиты является: [1]

выявление места возникновения КЗ и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или участка сети от остальной неповрежденной части электрической установки или сети;

выявление нарушения нормальных режимов работы оборудования и подаче предупредительных сигналов обслуживающему персоналу или отключение оборудования с выдержкой времени.

К релейной защите предъявляются следующие основные требования:

быстродействие;

селективность;

чувствительность;

надежность.

9.1 Краткая характеристика шкафов микропроцессорных защит

Шкаф ШЭ2607 016 - шкаф автоматики управления выключателем и защиты линии. Он предназначен для защиты линии 110-220 кВ и управления выключателем. Шкаф содержит трехступенчатую дистанционную защиту (ДЗ), четырехступенчатую токовую защиту нулевой последовательности (ТЗНП), токовую отсечку (ТО), автоматику разгрузки при перегрузке по току (АРПТ), а также автоматику управления выключателем и устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ). [15]

Автоматика управления выключателем формирует сигналы на включение и отключение выключателя по командам, приходящим от защит и устройств, телемеханики или ключа дистанционного управления. В шкафу обеспечивается возможность задания до восьми групп уставок, что позволяет использовать его для обходного выключателя. [15]

Шкаф ШЭ2607 031 - шкаф направленной высокочастотной защиты линии. Данный шкаф содержит направленную высокочастотную защиту (ВЧЗ) линии, устройство резервирования при отказе выключателя и предназначен для защиты двухконцевых и многоконцевых линий электропередачи напряжением 110-330 кВ. Защита содержит релейную и высокочастотную части. Релейная часть защиты реализована на базе микропроцессорного терминала типа БЭ2704 V031. Программное обеспечение предназначено для использования терминала в качестве быстродействующей защиты на двухконцевых линиях напряжением 110-220 кВ, не оборудованных устройством ОАПВ, при всех видах КЗ. Имеется возможность использования защиты на линиях с тяговой нагрузкой и линиях с ответвлениями. [15]

ШЭ2607 041 - шкаф защиты трансформатора и управления выключателем стороны ВН. Комплект защиты данного шкафа реализует функции основных и резервных защит трансформатора и содержит дифференциальную защиту трансформатора (ДЗТ) от всех видов КЗ, токовую защиту нулевой последовательности стороны ВН, максимальную токовую защиту (МТЗ) стороны высшего, среднего и низшего напряжения с пуском по напряжению, защиту от перегрузки, реле тока для блокировки РПН при перегрузке, токовые реле для пуска автоматики охлаждения, а также функцию УРОВ на стороне ВН трансформатора. Кроме того данный комплект обеспечивает прием сигналов от сигнальной и отключающей ступеней газовой защиты трансформатора, газовой защиты РПН трансформатора, датчиков повышения температуры масла, понижения и повышения уровня масла, неисправностей цепей охлаждения. [15]

"Сириус-Л" - устройство микропроцессорной защиты, предназначено для выполнения функций релейной защит, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6-35 кВ. Устройство предназначено для установки в КРУ и КРУН, на панелях и в шкафах в релейных залах и пультах управления подстанций. "Сириус-Л" предназначен для защиты кабельных и воздушных линий, а также трансформаторов мощностью до 630 кВА, например ТСН. Функции защит, выполняемые устройством: трехступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) от междуфазных повреждений с контролем двух или трех фазных токов, автоматический ввод ускорения любых ступеней МТЗ при любом включении выключателя, защита от обрыва фазы питающего фидера, защита от однофазных замыканий на землю по сумме высших гармоник, выдача сигнала для организации логической защиты шин. [15]