Курсовая работа (т): Проектирование подстанции 35/10 кВ

 (3.33)

где - максимальное значение напряжения промышленной частоты, которое выдерживает ОПН; - уровень временных перенапряжений;

) по координационному интервалу для грозовых перенапряжений:

, (3.35)

где  - координационный интервал;  - уровень грозового испытательного напряжения;  - напряжение на ОПН при номинальном разрядном токе;

) по координационному интервалу для внутренних перенапряжений:

, (3.36)

где - координационный интервал; - уровень грозового испытательного напряжения;  - напряжение на ОПН при номинальном разрядном токе.

) по току КЗ:

 (3.37)

где - номинальный ток ОПН.

Выберем ограничители перенапряжения на номинальное напряжение 10 кВ марки ОПН-КР/TEL-10/12.0-УХЛ2 с такими параметрами:

номинальное напряжение: 10 кВ;

номинальный разрядный ток: 10 кА;

наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение: 12 кВ;

грозовое испытательное напряжение: 39,6 кВ;

остаточное напряжение: 31,3 кВ;

допустимое напряжение: 34 кВ.

Проверим ОПН по условиям выбора:

) наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение:

кВ>10 кВ.

) T=1,5 [4], UН.О.=12кВ, тогда , ;

20 кВ>15 кВ.

4) , , тогда

.

) , , тогда:

.

Рисунок 3.12 - Внешний вид и габаритные размеры ОПН марки ОПН-КР/TEL-10/12.0-УХЛ2

Нелинейные ограничители перенапряжений универсальной серии ОПН-КР/TEL обеспечивают эффективную защиту изоляции электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений в сетях классов напряжений 6 кВ и 10 кВ переменного тока промышленной частоты 50 Гц с изолированной или компенсированной нейтралью.

Использование нелинейных металлооксидных резисторов с нестареющими характеристиками в сочетании с уникальной технологией корпусирования в полимерный корпус позволяет успешно применять ОПН-КР/TEL для надёжной защиты от перенапряжений любой природы трансформаторов, электродвигателей, генераторов и кабельных сетей в условиях высокого загрязнения окружающей атмосферы.

ОПН-КР/TEL полностью соответствуют требованиям стандартов МЭК 99-4 и являются взрывобезопасными изделиями, чем принципиально отличаются от ограничителей в фарфоровом или другом прочном корпусе.

Ограничители длительно выдерживают механическую нагрузку от тяжести провода с учётом ветра и гололёда.

3.2.7 Выбор предохранителей

Предохранители серии ПК(т) предназначены для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий электропередачи.

Предохранители серии ПК(н) предназначены для защиты измерительных цепей трансформаторов напряжения.

Предохранители выбираются по условиям:

) по номинальному напряжению;

) по номинальному току;

) по току отключения:

, (3.38)

где  - предельный отключаемый ток.

Номинальное напряжение предохранителей и их плавких вставок UВС.НОМ независимо от места установки должно выбираться равным номинальному напряжению сети.

Предохранители выбираем на напряжение 10 кВ. Ток, который проходит через предохранители, которые устанавливаются для защиты трансформаторов собственных нужд, обусловлен мощностью ТСН (S=25 кВА), равен:

.

Выберем предохранитель серии ПКТ 101-10-2-31,5 УЗ с такими параметрами:

номинальное напряжение: 10 кВ;

номинальный ток плавкой вставки: 2 А;

номинальный ток отключения: 31,5 кА.

Рисунок 3.13 - Внешний вид предохранителя ПКТ 101-3-2-40 У3

Начальное значение тока короткого замыкания , номинальный ток отключения .

,582 кА < 40 кА.

Предохранители для защиты трансформаторов напряжения выбираем на напряжение 10 кВ. Ток, который проходит через предохранители, обусловлен мощностью ТН (S=1 кВА):

.

Выберем предохранитель ПКН 001-10 У1

Рисунок 3.14 - Внешний вид предохранителя ПКН 001-10 У1

Параметры предохранителя:

номинальное напряжение: 10 кВ;

допустимое предельное значение тока в длительном режиме не должно быть более 0,5 А.;

номинальный ток отключения: не нормируется.

4. Расчет молниезащиты подстанции

4.1 Общие положения охраны труда

Понятие «охрана труда» определено статьей 1 Закона Украины «Об охране труда». Охрана труда - это система правовых, социально-экономических, организационно-технических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, направленных на сохранение жизни, здоровья и трудоспособности человека в процессе его трудовой деятельности.

Главной целью охраны труда является создание на каждом рабочем месте безопасных условий труда, безопасной эксплуатации оборудования, уменьшение или полное нейтрализация воздействия вредных и опасных производственных факторов на организм человека и, как следствие, снижение производственного травматизма и профессиональных заболеваний.

Охрана труда тесно связана с экономикой. Создание безопасных и здоровых условий труда способствует повышению его производительности и снижению себестоимости продукции. Повышение производительности происходит за счет снижения утомляемости работающих в течение рабочего времени, его рационального использования. Себестоимость продукции снижается при уменьшении затрат на компенсацию потерь рабочего времени в связи с временной или постоянной нетрудоспособности, а также при снижении затрат на оплату льгот за работу в неблагоприятных условиях.В Законе «Об охране труда» впервые в истории Украины экономические меры управления охраной труда сведены в ранг государственной политики. Этим Законом в обществе утверждаются принципиально новые взаимоотношения, основанные на экономическом механизме управления условиями труда - формировании у собственника (работодателя) экономической заинтересованности в осуществлении мероприятий по улучшению условий труда. Основные экономические методы управления охраной труда:- Дифференцированные тарифы на социальное страхование в зависимости от уровня производственного травматизма, степени вредности условий труда, степени риска производства;- Финансирование охраны труда;- Экономическое стимулирование.

Если в результате соответствующих профилактических мероприятий работодателю удается достичь надлежащего состояния охраны труда, снизить уровень или вообще избежать травматизма и профессиональных заболеваний, ему уменьшается сумма страхового взноса в Фонд социального страхования от несчастных случаев.

За высокий уровень травматизма и профессиональных заболеваний работодатель платит в Фонд социального страхования от несчастных случаев страховой взнос в размере, превышающем установленный страховой тариф.

4.2 Молниезащита подстанции ПС2

Удар молнии - это явление природы. И совершенно понятно, что носит оно случайный характер: может попадет, а может и не попадет. Однако, если все-таки попадет, последствия его могут быть очень печальными.

Защита от прямых попаданий молнии осуществляется с помощью молниеотвода. Через молниеотвод ток молнии, минуя объект защиты стекает в землю. Молниеотвод состоит из молниеприемника - непосредственно воспринимает на себя удар молнии, токоотвода и заземления. Эти устройства могут иметь различный внешний вид, но все они должны выполнять очень важную задачу - не пропустить молнию к поверхности ЗРУ и ее элементов.

Защитное действие молниеотвода характеризуется его зоной защиты, т.е. пространством вблизи молниеотвода, вероятность попадания молнии в который не превышает определенного достаточно малого значения.

Молниеотводы по типу молниеприемников разделяются на стержневые и тросовые. Стержневые молниеотводы выполняются в виде вертикально установленных стержней, соединенных с заземлителем, а тросовые - в виде горизонтально подвешенных проводов. По опорам, к которым присоединяется трос, прокладываются токоотводы, соединяющие трос с заземлителем.

Закрытые распределительные устройства подстанций защищаются стержневыми молниеотводами, а линии электропередачи - тросовыми. Для защиты шинных мостов и гибких связей большой протяженностью также могут использоваться тросовые молниеотводы.

Молниеотводы образуют общую зону защиты, т.е. представляют собой многократный молниеотвод. Зона защиты многократного стержневого молниеотвода определяется как зона защиты попарно взятых стержневых молниеотводов.

Молниезащиту ПС2 выполняем с помощью двух пар стержневых молниеотводов. Рассчитаем зону защиты каждой из пар молниеотводов. Исходные данные ПС2 для проверки молниеотводов: длина = 56 м, ширина = 47 м, высота h = 6 м. Высота молниеотводов 20 м, расстояние между молниеотводами L = 32 м.

Расчет предусматривает выполнение следующих обязательных условий:

Высота молниеотводов не должна превышать 60 м;

Должно выполняться соотношение:

 (4.1)

где  - расстояние между молниеотводами в соответствии с планом;

 - высота молниеотвода.

По формуле 4.1 получаем:

Приняв высоту молниеотводов можем рассчитать перпендикуляр, установленного с середины расстояния между молниеотводами по формуле:

 (4.2)

м.

Оптимальную высоту молниеотводов определяем по формуле:

 , (4.3)

м.

Ширина зоны защиты каждой из пар молниеотводов определяется высотой защитного объекта по формулам:

 (4.4)

при условии, что ;

(м).

Радиус зоны защиты на высоте защищаемого объекта находим по формуле:

 (4.5)

м.

Результаты расчетов занесены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Результаты расчетов зон защиты установленных на подстанции

Итак, как видно из расчетов, установленная система стержневых молниеотводов на ПС2 охватывает всю ее территорию и не требует замены после реконструкции. Молниезащита ПС соединена с контуром заземления. Эскизы заземления защиты изображенные на рисунке 4.2-4.3.

Рисунок 4.1 - Эскиз заземления защиты (вид сверху)

Рисунок 4.2 - Эскиз заземления защиты (разрез)

ВЫВОДЫ

Основная цель проектирования электрических станций и подстанций заключается в следующем:

) производство, передача и распределение заданного количества электроэнергии, в соответствии с заданным графиком потребления;

) надежная работа установок и энергосистем в целом;

) задана качество электроэнергии;

) уменьшение капитальных затрат на сооружение установок;

) снижение ежегодного ущерба от эксплуатации установок энергосистемы.

В данном курсовом проекте выбралась коммутационная аппаратура на высокой и низкой сторонах подстанции 35/10 кВ: выключатели мощности, разъединители, ограничители перенапряжения, а также трансформатор собственных нужд, измерительные трансформаторы (трансформаторы тока и напряжения). Для их выбора предварительно рассчитаны токи короткого замыкания в двух точках, соответствующих высшей и низшей сторонам силового трансформатора на выбранной для расчета подстанции. Эти расчеты были необходимы, так как среди условий выбора почти всей коммутационной аппаратуры является ее обязательная проверка на коммутационную способность, а также на электродинамическая и термическую стойкость, где используются определенные параметры токов короткого замыкания.

Оборудование для подстанций выбиралось как можно современнее, что должно увеличить надежность и сократить эксплуатационные расходы данной подстанции, хотя, возможно, увеличит расходы на ее строительство. Однако, главное в данном случае - надежность энергоснабжения, его высокое качество. Ведь для того, чтобы конкурировать на энергетическом рынке, нужно постоянно находиться в поиске применения новых технологий, позволяющих достичь в энергоснабжении оптимального соотношения цены электроэнергии и ее качества.