Дипломная работа: Проект новой подстанции для обеспечения электроэнергией нефтеперерабатывающего завода

 Ом.

Номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности:  Ом.

Сопротивление контактов:  = 0,1 Ом, так как в цепи 4 прибора.

Допустимое сопротивление проводов: =2–0,04–0,1 = 1,86 Ом.

Сечение соединительных проводов:

 мм2.

Принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 4 мм2 по условию механической прочности.

Схема подключения приборов представлена на рисунке 19:

Рисунок 19 – Схема включения приборов к трансформатору тока на стороне СН трансформатора.

На секционной перемычке примем к установке трансформатор тока типа ТФЗМ-35А-150/42-0,5/10Р-ХЛ1.

Расчётные и каталожные данные приведены в таблице 33.

Выбираем тип приборов и распределение нагрузки по фазам

Таблица 36 – Вторичная нагрузка трансформаторов тока

Из таблицы видно, что трансформаторы тока используют только фазу В.

Определим сопротивление приборов:

Ом.

Номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности:  Ом.

Сопротивление контактов:  = 0,05 Ом, так как в цепи 1 прибор.

Допустимое сопротивление проводов: =2–0,02–0,05 = 1,93 Ом.

Сечение соединительных проводов:

 мм2.

Принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 4 мм2 по условию прочности. Схема включения прибора представлена на рисунке 20:

 А В С

Рисунок 20 – Схема включения приборов к трансформатору тока на секционной перемычке

5.2.3 Выбор трансформаторов напряжения

На шинах ОРУ 35 кВ выбираем трансформаторы напряжения ЗхЗНОМ-35-72ХЛ1.

Таблица 37 – Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения ЗхЗНОМ-35-72 ХЛ1

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения:

 ВА.

Три трансформатора напряжения ЗНОМ-35-72ХЛ1, соединённых в звезду имеют мощность:

 ВА,  ВА >  ВА.

Следовательно, выбранный трансформатор напряжения будет работать в заданном классе точности.

Для соединения трансформатора напряжения с приборами принимаем контрольный кабель АКРВГ с сечением жил 2,5 мм2, по условию прочности.

5.2.4 Ограничители перенапряжения

ОПН для защиты трансформаторов выберем по напряжению установки:

Выберем ОПН-35ХЛ1.

Токоведущие части

Для ОРУ 35 кВ приняты гибкие шины, выполненные проводом марки АС-150/24 с допустимым током  = 450 А. Проверка на допустимый ток:

 А < =450 А .

Провода располагаются горизонтально с расстоянием между фазами D= 1,5м. Ток короткого замыкания = 5 кА < 20 кА, поэтому проверка на схлестывание не проводится.

Минимальное допустимое сечение по термической стойкости:

 Uуст≤Uном.

Выберем ОПН-35ХЛ1.

qmin < q = 166,8 мм2, следовательно по термической стойкости шины проходят. Проверку на электродинамическое взаимодействие не проводят, потому что фаза не расщеплена.

Для подвески токопроводов на ОРУ 35 примем к установке подвесные линейные кремнеорганические изоляторы ЛК 70/35.

5.3 Выбор оборудования на стороне НН 10 кВ

5.3.1 Выключатели на 10 кВ

Выбор выключателей и разъединителей на стороне низшего напряжения производится аналогично выбору на стороне высшего и среднего напряжения.

Выбираем выключатели (трансформаторные, секционный, линейные) закрытого распределительного устройства(ЗРУ)–10 кВ.

Максимальные токи продолжительного режима находим из условия, что один выключатель пропускает полную мощность, причём примем мощность нагрузки 10 кВ равной 30% от полной нагрузки подстанции:

 . (49)

Рассчитаем максимальный ток для выключателя в перемычке, так как он установлен между двумя секциями, то при аварии он пропустит половину максимального тока нагрузки:

.

Определим максимальный ток питающих линий, резервирование:

 .

По максимальному току трансформаторного выключателя выбираем выключатель VF 12.08.16, линейные и секционный выключатели примем  аналогичными, так как выключателей данной марки на меньшие токи не существует.

Наименьшее время от начала КЗ. до момента расхождения дугогасительных контактов:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей Та = 0,07 с.

Апериодическая составляющая тока КЗ:

кА

Завод – изготовитель гарантирует выключателю содержание апериодической составляющей в отключаемом токе для времени t:

=11,3 кА.

Ударный коэффициент kу = 1,85.

Ударный ток:

Время отключения КЗ:

Определим тепловой импульс, выделяемый током КЗ:

Bk=Iп.о2(tоткл+Та)=12,22·(0,17+0,07) =35,7 кА2×с.

Результаты выбора сведены в таблицу 38.

                                                                                                                                        Таблица 38 – Выключатели, устанавливаемые на стороне НН

5.3.2 Выбор трансформаторов тока

На отходящих ЛЭП примем к установке трансформатор тока типа ТЛМ-10-400-0,5/10Р-ХЛЗ.

Расчётные и каталожные данные сведём в таблицу 39.

Таблица – 39 Расчётные и каталожные данные трансформатора тока

Тип приборов и распределение нагрузки по фазам аналогичны приборам на трансформаторах тока, установленных на отходящих линиях 35 кВ (см. таблицу 34). Определим сопротивление приборов:

Номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности: Z2ном = 0,4 Ом.

Сопротивление контактов: rк = 0,05 Ом, так как в цепи 3 прибора. Допустимое сопротивление проводов:

 rпр=0,4-0,2-0,05 = 0,15 Ом.

 Сечение соединительных проводов:

 .

Принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 4 мм2 по условию механической прочности.

Схема включения приборов аналогична схеме включения приборов к трансформатору тока на отходящих линиях 35 кВ.

На стороне НН трансформатора примем к установке трансформатор тока типа ТЛМ-10-800-0,5/10Р-ХЛЗ.

Расчётные и каталожные данные сведём в таблицу 40.

Таблица – 40 Расчётные и каталожные данные трансформатора тока

Тип приборов и распределение нагрузки по фазам аналогичны приборам, подключенным к трансформатору тока на СН силового трансформатора.

Определим сопротивление приборов:

Номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности: Z2ном = 0,4 Ом.

Сопротивление контактов: rк = 0,1 Ом, так как в цепи 4 прибора.

Допустимое сопротивление проводов:

rпр=0,4-0,24-0,1 = 0,06 Ом.

Сечение соединительных проводов:

Принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 4 мм2 по условию прочности.

Схема включения приборов аналогична схеме подключения приборов к трансформатору тока на стороне СН силового трансформатора, изображённой на рисунке 10.

На секционной перемычке примем к установке трансформатор тока типа ТЛМ-10-400-0,5/10З-ХЛЗ.

Тип приборов и распределение нагрузки по фазам аналогичны приборам подключенным к трансформатору тока, установленному на секционной перемычке на стороне 35 кВ.

Определим сопротивление приборов:

Номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности: Z2ном = 0,4 Ом.

Сопротивление контактов: rк = 0,05 Ом, так как в цепи 1 прибор. Допустимое сопротивление проводов:

 rпр=0,4-0,02-0,05 = 0,33 Ом.

Сечение соединительных проводов:

Принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 4 мм2 по условию механической прочности.

Схема включения прибора аналогична схеме включения приборов к трансформатору тока на секционной перемычке 35 кВ.

5.3.3 Выбор трансформаторов напряжения

На шинах ЗРУ 10 кВ выбираем трансформатор напряжения ЗНОЛ.06-10.

Приборы и их суммарная мощность, подключаемые к данному трансформатору напряжения аналогичны приборам подключенным к трансформатору напряжения на шинах СН 35 кВ.

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения:

Мощность трансформатора:

; .

Следовательно, выбранный трансформатор напряжения будет работать в заданном классе точности.

Для соединения трансформатора напряжения с приборами принимаем контрольный кабель АКРВГ с сечением жил 2,5 мм2 по условию прочности.

5.3.4 Выбор КРУ

К установке принимаем комплектное распределительное устройство серии КУ-10. Данное КРУ комплектуется шкафами ШВГ-10 16 630 ХЛЗ.

5.3.5 Выбор трансформатора собственных нужд

Состав потребителей собственных нужд подстанций зависит от типа подстанции, мощности трансформаторов, наличия синхронных компенсаторов, типа электрооборудования. Наиболее ответственными потребителями собственных нужд являются оперативные цепи, система связи, телемеханики, система охлаждения трансформаторов, аварийное освещение, система пожаротушения.

Мощность трансформаторов собственных нужд выбирается по нагрузкам собственных нужд, с учетом коэффициентов загрузки, процентным отношением от мощности силовых трансформаторов [2].

 . (50)

По условиям надежного электроснабжения потребителей собственных нужд к установке приняты два трансформатора TМ-160/10/0,4 УХЛ с коэффициентом загрузки 0,2.

Для защиты ТСН выберем предохранитель по максимальному току трансформатора:

  (51)

По максимальному току трансформатора выберем предохранитель ПКТ 101- 10-16-31,5.

Таблица 41 – Расчётные и каталожные данные предохранителя

5.4 Выбор аккумуляторных батарей

На данной подстанции применяется постоянный оперативный ток. Это связано с установкой двух выключателей на высокой стороне с приводом от постоянного тока, В аварийных ситуациях постоянный ток напряжением 220 В можно получить от аккумуляторных батарей. На подстанции установлены аккумуляторы фирмы «Hawker GmBH» серии «Varta».

Определить количество аккумуляторов в батарее можно по формуле:

  (52)

К установке принято 19 штук.

6 Испытания электрооборудования

Интенсивное развитие энергетики, повышение требований к качеству электрооборудования и надежности электроснабжения потребителей требуют нового подхода к вопросам совершенствования организационных форм и технологии наладочных работ, сокращения сроков освоения проектных мощностей энергоблоков, повышения эффективности наладочных и эксплуатационных испытаний.

Решение указанных задач во многом определяется уровнем механизации и технической оснащенности наладочного и эксплуатационного персонала Минэнерго. Поскольку приборы и устройства, выпускаемые промышленностью, при наладке и испытаниях электрооборудования часто по объему и номенклатуре не обеспечивают выполнение указанных выше задач, энергопредприятия вынуждены заниматься вопросами разработки и изготовления испытательной аппаратуры. Разработки однотипных средств наладки, ведущиеся организациями различных ведомств, не координируются. Ограничен не только обмен технической документацией и взаимное использование разработок, но и планомерная информация о ведущихся и законченных разработках, о выпускаемых средствах измерений и наладки.

6.1 Общее положение по применению

При наладочных и эксплуатационных проверках электрооборудования выбор параметров испытательных устройств и приборов, определение условий их применения осуществляются исходя из допустимой погрешности измерения, класса изоляции и конструктивных особенностей испытуемого электрооборудования, уровня испытательных напряжений, транспортабельности измерительных устройств и других факторов.

Несовершенство измерительных схем может приводить к систематическим и случайным погрешностям измерений. Основными причинами систематических погрешностей могут быть:

погрешности измерительных приборов, вызываемые конструктивными недостатками, неисправность их или неправильная градуировка;

дополнительные индуктивные или емкостные связи между элементами схем испытательных устройств; паразитные электродвижущие силы. Случайные погрешности, возникающие при эксплуатационных измерениях, вызываются:

воздействием температуры на испытуемую изоляцию и испытательные устройства;

дополнительными паразитными емкостными связями испытуемых объектов;

влиянием внешних электромагнитных полей на измерительные устройства и объект испытания; ошибками наблюдателя при отсчете; погрешностями метода.

Систематические погрешности заключены в самих измерительных устройствах, а также зависят от выбора последних в соответствии с требованиями к совершенству измерения (чувствительности, погрешности и т. д.).

По характеру проявления систематические погрешности могут быть постоянными или переменными; при этом последние, в свою очередь, можно подразделить на прогрессирующие, периодические или изменяющиеся по сложному закону. Прогрессирующие погрешности — те, которые в процессе измерения изменяются, например, за счет нестабильности режима цепи.

Причины, вызывающие случайные погрешности, весьма различны, например: возникновение ЭДС при окислении или нагревании соединений в схеме измерительной установки; проводимость изоляции схемы, шунтирующей чувствительные элементы (гальванометры и т. д.). В испытательных устройствах специфичными являются: влияния электрического и магнитного полей, емкостные связи между различными участками схемы, между схемой и окружающими предметами, наконец, между схемой измерения и электростатическим и электромагнитным полями. Как показывает практика измерений в условиях действующих электроустановок, эти влияния вносят значительные искажения, создают невоспроизводимость результатов измерения, приводят к зависимости полученных .результатов от местоположения испытательного устройства относительно полей влияния.

Значения паразитных емкостных внутренних и внешних связей определяются геометрическими размерами и пространственным расположением отдельных частей схемы и испытуемого оборудования. Емкостные связи в первую очередь оказывают шунтирующее действие на отдельные элементы измерительной схемы и объекта, и при воздействии внешнего поля влияния приводят к появлению паразитных токов, протекающих, главным образом, в схеме измерительного устройства. Основными способами исключения случайных погрешностей являются: электростатическое экранирование схемы и фиксирование потенциала схемы по отношению к земле (заземление), а также уравнивание действия токов (компенсация и т. п.). Электростатическое экранирование устраняет связь схемы (емкостную .или через резистор) с внешними предметами, заменяет ее фиксированной емкостью и утечками схемы на экран.

Уровень испытательного напряжения изоляции электрооборудования и продолжительность его приложения не должны превышать значений, установленных ГОСТ ами и «Нормами испытания электрооборудования». В тех случаях, когда испытание электрической прочности изоляции производится переменным и выпрямленным напряжением, испытание выпрямленным напряжением должно предшествовать испытанию напряжением переменного тока. Это дает возможность по вспомогательным характеристикам, например по сопротивлению изоляции или току утечки, судить о ее состоянии.

Для получения результатов измерения, в наибольшей степени характеризующих истинное состояние изоляции испытуемого объекта, необходимо: подавать испытательное напряжение на тот электрод объекта, который и в эксплуатации находится под напряжением; не допускать приближения посторонних предметов, искажающих электрическое поле испытуемого объекта.

Как правило, электроды, к которым прикладывается напряжение, должны быть металлическими частями (элементами), прилегающими к изоляции. Испытания электрооборудования с подачей повышенного напряжения от постороннего источника тока должны осуществляться о соблюдением Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок.

6.2. Испытание изоляции приложенным напряжением

Высоковольтные испытания производятся напряжением переменного тока промышленной частоты и напряжением постоянного тока, полученного путем преобразования (выпрямления) переменного.

Испытательное напряжение превышает рабочее и его приложение создает в испытываемой изоляции повышенную напряженность электрического поля. Это позволяет обнаруживать дефекты, вызвавшие недопустимое для дальнейшей эксплуатации объекта снижение электрической прочности изоляции.

При испытании приложенным напряжением постоянного тока предусмотрено также измерение тока проводимости изоляционной конструкции. Значение тока проводимости дает дополнительную информацию о состоянии изоляции и для некоторых ее видов является диагностическим параметром.

Для исключения дополнительных повреждений изоляции объекта, заведомо подлежащего ремонту, испытанию приложением напряжения должны предшествовать осмотр и оценка технического состояния другими (неразрушающими) методами контроля. Испытания приложенным напряжением не допускаются: при наличии видимых дефектов изоляции, из-за которых требуется ее замена или ремонт;

при браковке оборудования по данным других испытаний; при несоответствии качества масла эксплуатационным нормам (дня изоляции, работающей в масле);

при загрязнении и увлажнении наружных поверхностей изоляционных конструкций, выполненных из органических материалов (за исключением специально оговоренных случаев, например, при испытаниях изоляции обмоток электрических машин). Испытания должны производиться в условиях, по возможности воспроизводящих эксплуатационные. Для этого необходимо подавать испытательное напряжение на тот электрод объекта, который в эксплуатации находится под напряжением, а также не допускать приближения посторонних предметов, искажающих электрическое поле испытываемого объекта. Расстояния до посторонних предметов должны превышать не менее чем в полтора раза расстояния по воздуху между заземленными и имеющими высокий потенциал электродами объекта.

При отсутствии необходимой испытательной установки допускается проведение испытаний изоляции объекта напряжением переменного тока по частям. Электродами, к которым прикладывается при этом испытательное напряжение, должны быть металлические элементы изоляционной конструкции (фланцы изоляторов, составляющих колонку, и т.п.)- Испытательное напряжение, прикладываемое к части изоляционной конструкции, должно соответствовать доле рабочего напряжения на этой части (если другое не установлено нормами); рекомендуется увеличение расчетного значения испытательного напряжения на 10-20% (для учета неравномерности распределения напряжения).

6.2.1 Испытание напряжением переменного тока

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10