4.2.4 По вторичной нагрузке , (для шинного и отход. Линий)

В соответствии с заданием к ТТ подключаем приборы, приведенные в таблице 4.16.

Таблица 4.16. Вторичная нагрузка ТТ

Наименование	Тип	Класс точности	Кол-во	Потребление одной цепью
Цифровой счетчик активной и реактивной энергии	Меркурий 230 AR	0,5S 1	1	0,1

; ; (4,8)

Сопротивление контактов принимается при 2-3 приборах.

Допустимое сопротивление приборов при классе точности 0,5

(4.9)

Чтобы ТТ работал в выбранном классе точности, необходимо выдержать условие допустимое сопротивление проводов

(4,10)

Определяем сечение соединительных проводов:

(4.11)

где ( для алюминиевых жил) [11].

Принимаем контрольный кабель АКВВГ с жилами сечением 2,5 мм2

При рассчитанной нагрузке выбранные ТТ будут работать в заданном классе точности.

4.2.5 Выбор трансформаторов напряжения

На шинах 10 кВ устанавливаем ТН типа НАМИ-10 У1

Проверку проводим по:

- напряжению установки ;

- вторичной нагрузки ;

Таблица 4.17 Вторичная нагрузка ТН

Наименование	Тип	Класс точности	Кол-во	Потребление одной цепью	Потребляемая мощность ВА
Цифровой счетчик активной и реактивной энергии	Меркурий 230 AR	0,5	11	7,5	75
Цифровой вольтметр	АV-24Т	0,5	1	0,3	0,3

Условия выполняются, ТН выбран верно [приложение Б].

В качестве соединительных проводов принимаем кабель АКВВГ с жилами сечением , исходя из условий прочности для алюминиевых жил.

4.2.6 Выбор кабеля для питания потребителей 10 кВ

1. Для отходящих линий.

- по нормированной экономической плотности тока:

Расчетной величиной при выборе является длительный ток нормального режима максимальных нагрузок (без перегрузок) .

мм2. (4.12)

Продолжительность использования максимума нагрузки – 4500 ч, jэк=1,7А/мм2 [11], коэффициент перегрузки kп=1,3,;

.

Ближайшее стандартное сечение кабеля – 185 мм2.

Предварительно выбираем кабель АПвВ 3×185-10 с аллюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в оболочке из поливинилхлоридного пластиката сечением жил , проложенного в земле равен 371 А [7].

- по номинальному напряжению:

Uном≥Uуст; 10 кВ=10 кВ.

- по току:

Iдоп ≥ Iнорм; 371 А=295,5 А.

- на термическую стойкость:

Проверку на термическую стойкость мы провели во второй главе.

- Проверяем кабель на потерю напряжения:

, %

Для кабеля АПвП-10 3х185:

r0=0,18 Ом/км - удельное активное сопротивление кабеля; [8]

x0=0,161 Ом/км - удельное индуктивное сопротивление кабеля; [8]

l=1 км – длина КЛ;

(4.13)

(4.14)

Условие выполняется.

2. Для линий резерва.

- по нормированной экономической плотности тока:

Расчетной величиной при выборе является длительный ток нормального режима максимальных нагрузок (без перегрузок) .

мм2. (4.15)

Продолжительность использования максимума нагрузки – 4500 ч, jэк=1,7А/мм2 [11], коэффициент перегрузки kп=1,3;

.

Предварительно выбираем кабель АПвВ 3×95 с аллюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в оболочке из поливинилхлоридного пластиката сечением жил , проложенного в земле равен 263 А [7].

- по номинальному напряжению:

Uном≥Uуст; 10 кВ=10 кВ.

- по току:

Iдоп ≥ Iнорм; 263 А=178,97 А.

- на термическую стойкость:

Проверку на термическую стойкость мы провели во второй главе.

- Проверяем кабель на потерю напряжения:

(4.16)

где r0 =0,28 Ом/км – удельное активное сопротивление кабеля; [8]

х0 =0,22 Ом/км – удельное индуктивное сопротивление кабеля;[8]

l =1,4 км– длина КЛ;

=178,9 А – расчетный ток кабеля, соответствующий максимальной нагрузке в нормальном режиме;

=10 кВ– номинальное значение НН.

Предельные значения потерь напряжения не должны превышать 5% для кабеля НН .

ΔU ≤ ±5% ;

0,11%<5%.

4.3 Выбор приводов коммутационных аппаратов

Таблица 4.18. Выбор приводов коммутационных аппаратов

Вид коммутационного аппарата	Тип коммутационного аппарата	Вид привода	Тип привода
Вводной выключатель ВН	ВГТЗ-110-II-40/2500 У1	Пружинный	ППрК-1800С
Выключатель НН	VS1BEL-12 HEAG	Электромагнитный	ВЭМП-75
Разъединитель	РГ-2-II-110/1250 У1	Электродвигательный	ПД-14 УХЛ1

5. Разработка конструкции подстанции

Данная ЗРУ СЭЩ «Самара» 110 кВ предназначена для приёма и распределения электрической энергии трёхфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц на напряжение 110 кВ.

Здание предназначено для размещение и защиты от внешних климатических факторов аппаратуры распределительного устройства.

Электроосвещение и силовое электрооборудование, а так же защитные мероприятия здания соответствуют требованиям действующих нормативных документов Российской Федерации. В ЗРУ СЭЩ «Самара» в качестве распределительного устройства на стороне высокого напряжения принято РУ 110 кВ.

Распределительное устройство 110 кВ из унифицированных транспортабельных блоков заводского изготовления, состоящих из металлического несущего каркаса со смонтированным на нем высоковольтным оборудованием и элементами вспомогательных цепей. Блоки разъединителей 110 кВ с двигательными приводами комплектуются (при наличии в заказе) шкафами дистанционного управления. Шкафы устанавливаются на стойки блоков (до 2-х шкафов на одну стойку).

Стойки блоков устанавливаются на металлические подставки, которые приварены к полу.

Жесткая и гибкая ошиновка

Ошиновка РУ 110 кВ выполнена трубами из алюминиевого сплава 1915 ГОСТ 18482-79, расположенными в один и два яруса, и сталеалюминиевым проводом.

Нижний ярус трубчатой ошиновки опирается на колонки аппаратов или опорные изоляторы, на нем установлены специальные надставки, на которых закреплена ошиновка верхнего яруса.

Конструкции узлов крепления жестких шин обеспечивают компенсацию температурных изменений длины шин, возможных неточностей в установке блоков.

Гибкая ошиновка применяется для выполнения коротких перемычек, отпаек, присоединения линейных вводов к РУ 110 кВ (внутри здания) и к силовым трансформаторам (снаружи здания).

Кабельные конструкции

На территории ЗРУ СЭЩ «Самара» кабели прокладываются в подвесных металлических лотках заводской поставки. Лотки закреплены на высоте 2 м от уровня планировки пола (в качестве опорных конструкций используются каркасы и стойки блоков РУ 110 кВ и специальные подставки, применяющиеся в больших пролетах). Подвесные металлические лотки не рассчитаны на прокладку в них бронированных кабелей и кабелей в алюминиевой оболочке. Проход кабелей от кабельной трассы в здание выполнен через технологические отверстия, которые расположены в полу (приложение В) или в стене (приложение Г) здания.

Прокладка кабелей выполняется согласно плану кабельной трассы и кабельного журнала проекта.

Здание

Здание выполняется из одной или нескольких отдельных секций, кабельные проходы между которыми закрыты козырьками. Несущие конструкции (каркас) здания - стальные и состоят из поперечных несущих рам, торцевых несущих (или самонесущих) фахверков и элементов их объединяющих: вертикальных и горизонтальных связей, распорок и прогонов.

Стеновое ограждение выполняется навесным из трехслойных панелей «сэндвич» со стальными облицовками и утеплителем из минеральной ваты на базальтовой основе. Кровля выполнена из трехслойных панелей «сэндвич» со стальными облицовками и утеплителем из минеральной ваты на базальтовой основе. Водоотвод с кровли наружный организованный. Над линейными вводами предусматриваются козырьки. В здании размещается необходимое для монтажа оборудования и проведения ремонтно-профилактических работ грузоподъемное оборудование (опорные или подвесные мостовые электрические краны, электрические тали). Электротехническое оборудование весом до 1 т на единицу оборудования устанавливается на металлический пол, под более тяжелое оборудование должны быть предусмотрены фундаменты.

В конструкциях каркаса используется сталь С255 и С245 ГОСТ 27772-88. В соответствии с указаниями СНиП21-01-97 и СНиП 31-03-2001 предусматриваются пожарные лестницы-стремянки на кровлю. Лестницы-стремянки выполняются с сухотрубом Ду=80 и пожарными гайками ГМ-80.

Тип и расположение окон, дверей и ворот согласно ТЗ. Пример конструктивного решения здания под РУ схемы 110-4Н (план, разрез, фасады) приведен в приложении В.

В здании размещается необходимое для монтажа оборудования и проведения ремонтно-профилактических работ грузоподъемное оборудование (опорные или подвесные мостовые электрические краны, электрические тали).

В здании применяется приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением в объеме 2-х кратного воздухообмена в час.

Аварийная вытяжная вентиляция с механическим побуждением и автоматическим включением при повышении внутренней температуры более +35°C, рассчитана на пятикратный обмен воздуха в час.

Воздуховод системы, проложенный снаружи здания, утеплен минераловатным утеплителем. Оборудование и металлические воздуховоды всех систем заземлены согласно ПУЭ.

Охранно-пожарная сигнализация состав системы:

- СИГНАЛ-ВК-4П;

- датчик несанкционированного доступа;

- датчик температуры для дистанционного измерения температуры

воздуха в помещениях;

- пожарные датчики и аппаратура оповещения людей о пожаре.

Линейный ввод крепится к торцу здания в горизонтальном положении, выполнен с полимерной изоляцией.

Фундаменты под силовые трансформаторы состоят из плит НСП – 12а. Маслоприемники выполняются закрытыми на расстоянии 10 м от маслонаполненных объектов, маслосборники рассчитываются из условий размещения 100% масла. Ограждение маслосборных ям выполняется из плит УБК – 5. Вводы трансформатора уплотним.

На стороне НН устанавливаются КРУН, оборудование устанавливается в ячейках К-59. КРУН типа К-59 представляет собой отдельностоящий блок высоковольтных ячеек с коридором управления, шкаф TСH и шкаф ВЧ связи. Блок ячеек и шкафы ТСН, ТН и ВЧ связи устанавливаются на заглубленные или незаглубленные фундаменты. Заземление блока и отдельностоящих шкафов КРУН К-59 осуществляется путём приварки оснований блока и шкафов КРУН К-59 к контуру заземления. Металлические корпуса встроенного оборудования и металлические части КРУН имеют электрический контакт с каркасами распредустройств посредством или шинок заземления, или зубчатых шайб, или скользящих контактов.

Блок КРУН - это смонтированный на жёсткой раме металлический корпус, служащий защитной оболочкой, как высоковольтного оборудования, так и КРУН в целом. Блок разделён на высоковольтную часть и коридор управления. Нормальная работа КРУН типа К-59 при отрицательных температуpax и в условиях выпадения росы обеспечивается надёжным уплотнением всех соединений элементов оболочки, применением росоустойчивого оборудования, включая опорные и проходные изоляторы, а также применением автоматических устройств обогрева. Для повышения степени безопасности персонала при обслуживании КРУН вентиляционная перегородка (см. рис. 5, поз. 18 приложение Б) между высоковольтной частью и коридором управления выполнена с автоматически закрывающимися от потока газов жалюзями, исключающими выброс пламени в зону обслуживания при коротком замыкании в высоковольтных отсеках.

С целью уменьшения разрушающего воздействия избыточного давления газов при коротких замыканиях, для сброса избыточного давления газов внутри ячеек КРУ предусмотрено следующее:

- крыши ячеек с воздушными вводами снабжены разгрузочными клапанами (см. рис. 5, поз. 16 приложение Б). Конструкция клапана представлена на . В остальных ячейках предусмотрена возможность отгибания верхней части листов крыши;

- отсеки ввода и выкатной тележки имеют дифференциальный разгрузочный клапан (см. рис. 5, поз. 17 приложение Б), представляющий собой жёсткую перегородку, шарнирно закреплённую в нижней части и избирательно (в зависимости от места возникновения короткого замыкания) отклоняющуюся потоком газов. В исходное положение клапан возвращается вручную.

На территории ПС предусматривается асфальтная дорога для проезда автомобилей шириной 4 м, а для дежурного персонала предусматривается устройство пешеходных дорожек [согласно нормативам СО 153-34.20.122-2009]. На подстанции имеется также ремонтная площадка. Она выполнена из гравия.

Заключение

В данном курсовом проекте были решены все основные задачи по обеспечению надежного и бесперебойного электроснабжения потребителей. Оборудование не требуется постоянного присутствия обслуживающего персонала. Спроектированная подстанция отвечает всем современным требованиям в области электроэнергетики. Так как в проекте было ограничение по площади, компоновка оборудования производилась таким образом, чтобы свести к минимуму занимаемую площадь подстанции. Для этого было применено на стороне ВН ЗРУ СЭЩ «Самара» версия 1.1 2014года разработки. КРУ НН выполнено на основе шкафов серии К-59 климатического исполнения ХЛ1 по причине высокой СЗА.

Блочное построение подстанции позволяет быстро заменить вышедшее из строя оборудование. Строительство подстанции занимает меньшее время.

Проект разработан в соответствии с действующими нормами и правилами.

Список использованных источников

1. Нормы технологического проектирования. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий. 1-я редакция – М.: 1994. – 70 с.

2. Рекомендации по технологическому проектированию подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ.

3. Хорошилов Н. В., Методические указания для курсового проектирования. Курск.: 2010. – 48 с.

4. ГОСТ Р 52736-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания.

5. СТО 56947007-29.240.30.010-2008. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35-750 кВ. Типовые решения. – 132 с.

6. Хорошилов Н. В., Комплектные распределительные устройства с выкатными аппаратами напряжением 6-35 кВ. Учебное пособие – Курск.: 2010. – 258 с.

7. Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций – М.: Энергия, 1986. 640 с.

8. Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций. Третье издание, переработанное и дополненное – М.: Энергоатомиздат, 1987. 646 с.

9. ПУЭ. Издание седьмое. Утверждены приказом Минэнерго России от 08.07.2002 №204. – 330 с. ТИ-142 версия 1.1 ЗРУ 110 кВ

10. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС) 2009г.

Приложение А

Рисунок 1. Эскиз трансформатора ТДН-25000/110

Таблица 1.

Приложение Б

Таблица 2. Технические характеристики разъединителя РГ-2-II-110/1000 У1

Наименование параметра	Значение параметра разъединителей при номинальном токе, А
	1000	1600	2000
Номинальное напряжение, кВ	110	–	110
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	126	126	126
Номинальный ток, А	1000	1600	2000
Ток электродинамической стойкости, кА	80	100	100
Ток термической стойкости, кА	31,5	40	40
Время протекания тока термической стойкости, с:
для главных ножей	3	3	3
для заземлителей	1	1	1
Номинальная частота тока, Гц	50	50	50
Испытательное одноминутное напряжение промышленной частоты, кВ:
относительно земли и между полюсами	230	230	230
между разомкнутыми контактами разъединителя	265	265	265
Испытательное напряжение грозового импульса 1,2/50 мкс, кВ:
относительно земли и между полюсами	550	550	550
между разомкнутыми контактами разъединителя	630	630	630
Минимальная длина пути утечки, см, для:
РГ-110	246	–	246
РГ-110II	339,5	339,5	339,5
Допустимая механическая нагрузка на выводы, кН	0,8	1	1
Толщина корки льда, мм	20	20	20

Рисунок 2. Разъединитель РГ-2-II-110/1000 У1

Комплектные распределительные устройства КРУН К-59

Общий вид КРУ К-59

Рисунок 3.

Рисунок 4.

Технические данные шкафа КРУ К-59:

Номинальное напряжение К-59, кВ – 6; 10.

Наибольшее рабочее напряжение, кВ - 7; 12.

Частота, Гц– 50.

Ток главных цепей, А – 630; 1000; 1600; 2000; 3150.

Номинальный ток сборных шин, А - 1000; 1600; 2000; 3150.

Ток термической стойкости, при времени протекания 3с., кА –31,5; 40

Номинальный ток электродинамической стойкости, кА –51; 81.

Номинальный ток вспомогательных цепей, В - пост. 110; 220; перем. - 110; 220.

Климатическое исполнение и категория размещения – ХЛ1.

Обслуживание – двухстороннее.

Наличие выкатных элементов - с выкатным; без выкатного.

Вид линейных присоединений - кабельный; шинный.

Таблица 3. Основные технические характеристики

наименование параметров	Величины
Класс точности при измерении - активной энергии - реактивной энергии	0,5S или 1,0 1,0 или 2,0
Номинальное напряжение, В	3*57,7/100 или 3*230/400
Номинальный(макс) ток, А	5(7,5); 5(60); 10(100)
Максимальный ток в течении 0,5 с, А - для IНОМ=5А - для IНОМ=10А	150 200
Стартовый ток (чувствительность), А - для IНОМ(МАКС)=5(7,5)А, UНОМ=57,7 или 230В - для IНОМ(МАКС)=5(60)А, UНОМ=230B - для IНОМ(МАКС)=10(100)А, UНОМ=230B	0,005 0,020 0,040
Активная / полная потребляемая мощность каждой параллельной цепью счетчика, Вт/ВА не более	0,5 / 7,5
Полная мощность, потребляемая цепью тока не более, В*А	0,1
Количество тарифов	4
Скорость обмена, бит/секунду: - по интерфейсу CAN и RS-485; - через инфракракрасный порт; - через GSM модем;	300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 9600 9600
Передаточное число основного/поверочного выхода, имп/кВт,имп/кВар: для UНОМ 57,7 В, I НОМ 5 A для UНОМ 220 В, I НОМ 5 A для UНОМ 220 В, I НОМ 10 A для UНОМ 220 В, I НОМ 5 A	5000/160000 1000/32000 500/16000 1000/160000
Сохранность данных при перерывах питания, лет - постоянной информации - оперативной информации	40 10
Защита информации	два уровня доступа и аппаратная защита памяти метрологических коэффициентов
Диапазон температур, °С	от -40 до +55
Межповерочный интервал,лет	10
Масса, кг	не более 1,5
Габариты (длина, ширина, высота), мм	258*170*74
Гарантия производителя, лет	3

Рисунок 6. Общий вид Меркурий 230 АR

Рисунок 7. Общий вид НАМИ

Таблица 4. Технические характеристики

Таблица 5. Основные технические параметры

Параметр	Единицы измерения	Норма
Номинальное напряжение	кВ	12
Номинальная частота	Гц	50
Испытательное напряжение грозового импульса	кВ	75
Номинальный коммутационный цикл	кВ	42
Одноминутное испытательное повышенное напряжение промышленной частоты	мкОм	≤50 (630 А), ≤45 (1250 А), ≤35 (1600-2000А), ≤25 (2500-3150 А)

Таблица 6. Номинальные параметры

Номинальный ток, А	630 1000 1250	630 1000 1250	1250 1600 2000 2500	1600 2000 2500 3150 4000	4000
Номинальный ток отключения КЗ (термической стойкости), кА	20	25	31,5	40	50
Ток электродинамической стойкости (Пиковое значение), кА	50	63	80	100	125
Номинальная продолжительность короткого замыкания, с	4	4	4	4	4
Количество аварийных отключений	50	50	50	30	12
Механический ресурс B-tn-O, циклов	25000	25000	25000	25000	10000

Таблица 7. Механические параметры

Параметр	Единицы измерения	Норма
Ход контактов	мм	11 ± 1
Допустимый износ контактов	мм	3,5 ± 0,5
Асинхронность трехфазного включения и отключения	мс	≤2
Номинальный коммутационный цикл		О - 0,3 сек - ВО - 180 сек – ВО О - 0,3 сек - ВО - 20 сек - ВО
Средняя скорость отключения	м/с	0,9 ~ 1,2
Средняя скорость включения	м/с	0,4 ~ 0,8
Время включения	мс	≤100
Время отключения	мс	≤50

Таблица 8. Электрические параметры электромагнитов выключателя.

Наименование	Мощность, Вт	Ток, А	Номинальное напряжение, В
Электромагнит включения	245	≤ 1,67 / ≤1,1	–110 / –220
Электромагнит отключения	245	≤ 1,67 / ≤1,1	–110 / –220
Блокирующий электромагнит	10	< 0,05	–110 / –220
Расцепитель максимального тока		3; 5 А

Габаритные размеры выключателя VS1 HEAG стационарного типа с межполюсным расстоянием 210 мм (<1600А).

Рисунок 8

Габаритные размеры выключателя VS1 HEAG стационарного типа с межполюсным расстоянием 275 мм (>1600А).

Рисунок 9

Технические характеристики ТОЛ-СЭЩ-10

Характеристики	Значения
Номинальное напряжение	10
Наибольшее рабочее напряжение	12
Номинальный первичный ток, А	10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 600; 800; 1000; 1500; 2000
Номинальный вторичный ток, А	5
Номинальная частота, Гц	50, 60
Число вторичных обмоток	2, 3, 4
Номинальные вторичные нагрузки с коэффициентом мощности cosφ = 0,8, В·А: - обмотки для измерения - обмотки для защиты	5; 10* 15*, 20, 25, 30
Номинальный класс точности: - для измерений и учета - для защиты	0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5 5Р или 10Р
Номинальная предельная кратность Кном вторичной обмотки для защиты, не более	10*, 15, 20
Номинальный коэффициент безопасности приборовКбном вторичной обмотки для измерений,не более	5, 10*, 15
Климатическое исполнение	У2		Т2
Высота над уровнем моря, м	1000
Верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха, °С	+40°		+55°
Нижнее значение температуры окружающего воздуха для исполнения	-25°		-10°
Тип атмосферы	II по ГОСТ 15150-69 (примерно соответствует атмосфере промышленных районов
Ток односекундной термической стойкости, кА при номинальном первичном токе:	исп.01,02, 03,11,21,31	исп.04,05, 06,12,22,32	исп.07,08, 09,13,23,33	исп. 14,24,34
10 А	1	-	-	-
15 А	1,6	-	-	-
20 А	2	4	-	-
30 А	3	6	-	-
50 А	5	8	10	20
75 А	8	10	16	31,5
100 А	10	16	20	40
150 А	16	20	31,5	40
200 А	20	31,5	40	-
300 А	31,5	40	-	-
400-2000 А	40	-	-	-
Ток электродинамической стойкости, кА при номинальном первичном токе:	исп.01,02, 03,11,21,31	исп.04,05, 06,12,22,32	исп.07,08, 09,13,23,33	исп. 14,24,34
10 А	2,5	-	-	-
15 А	4	-	-	-
20 А	5	10	-	-
30 А	7,5	15	-	-
50 А	12,5	18,8	25	50
75 А	18,8	25	37,5	78,8
100 А	25	37,5	50	100
150 А	37,5	50	78,8	100
200 А	50	78,8	100	-
300 А	78,8	100	-	-
400-2000 А	100	-	-	-

* Стандартное (по умолчанию) исполнение Возможно изготовление трансформаторов с параметрами отличными от стандартных

Приложение В

Рисунок 10

Приложение Г

Рисунок 11