WWW.NAUKA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, издания, публикации
 

Pages:   || 2 | 3 |

«Адатпа «Алматы 500» осалы стансасыны жаандану мселелрі арастырылды. Электртехникалы жабдытпрды тадау мен тексеру шін олданылатын ыса тйыталу тотары есептелінді. осалы стансаны байау ...»

-- [ Страница 1 ] --

Адатпа

«Алматы 500» осалы стансасыны жаандану мселелрі

арастырылды. Электртехникалы жабдытпрды тадау мен тексеру шін

олданылатын ыса тйыталу тотары есептелінді. осалы стансаны

байау жйесі мен электр энергиясыны есептемесі крсетілген.

Аннотация

Рассмотрены вопросы модернизации подстанции «Алматы 500».

Рассчитанные токи короткого замыкания используются для выбора и

проверки электротехнического оборудования. Представлена система контроля



и учета электроэнергии на подстанции.

Annotation The questions of modernisation of substation "Алматы are considered 500".

The expected currents of short circuit are used for a choice and verification of electrical engineering equipment.

The checking and account of electric power system is presented on substation.

Содержание Введение 7 Общие данные по вопросу проектирования

1.1 Характеристика объекта и описание процесса деятельности Ха

1.2 Существующая структурная схема подстанции 8 Технические решения

2.1 Расчет токов короткого замыкания 1

2.2 Составление расчетной схемы 19 Выбор аппаратуры для ОРУ 220кВ Выбор оборудования для РУ-10кВ Система контроля и учета электроэнергии

5.1 Цели, назначение и области использования АСКУЭ 37

5.2 Основные технические решения 38

5.3 Описание метрологического обеспечения 47

5.4 Проектная оценка надежности 58 Охрана труда и экологическая безопасность на объектах электроэнергетики

6.1 Анализ опасных производственных факторов, воздействующих на персонал при обслуживании и ремонте элементов автоматики 71

6.2 Принципы нормирования освещения 71

6.3 Расчет категории экологической опасности предприятий 7 Экономическая и финансовая эффективность инвестиций в энергообъект

7.1 Цели разработки подстанции 79

7.2 Расчет технико-экономических показателей подстанции 79

7.3 Определение ежегодных издержек 81

7.4 Себестоимость Заключение Список литературы 87 Введение Энергосбережение - это комплексная многоцелевая и долговременная проблема, которая должна решаться такими методами, чтобы заинтересовать предприятия в снижении рационального расходования топливноэнергетических ресурсов (ТЭР), проявлялась не только у государства, но и у каждого производителя и потребителя топлива и энергии. Экономический интерес, базирующийся на взаимовыгодности в рыночных условиях, - главное требование, лежащее в основе решения этой проблемы.

Цели проекта - обеспечение эффективной устойчивой работы подстанции; повышение надежности и качества электроснабжения потребителей; повышение технической и экологической безопасности высоковольтного оборудования; снижение эксплуатационных затрат на обслуживание и ремонт оборудования; повышение эффективности функционирования рынка электроэнергии.

Системы электроснабжения содержат большое количество устройств, длительная эксплуатация которых без надлежащего диагностирования технического состояния может привести к выходу их из строя и значительному материальному ущербу. Для реализации эффективного диагностирования устройств тягового электроснабжения необходимы современные методики и технические средства контроля.

Актуальность темы работы. В настоящее время срок эксплуатации большей части силового электрического оборудования подстанций Казахстана составляет не менее 25 лет, то есть больше нормативного срока службы.

Замена оборудования связана со значительными финансовыми затратами происходит крайне медленно. Длительная эксплуатация электрооборудования приводит к ухудшению диэлектрических свойств высоковольтной изоляции и отказам, которые могут вызвать внеплановые ремонты оборудования и непредвиденные капитальные затраты на его восстановление.

С одной стороны, стремясь повысить рентабельность производства и снизить расходы на эксплуатацию электроэнергетического оборудования, уменьшают капитальные вложения, стараясь как можно дольше эксплуатировать работающее силовое электрооборудование. С другой стороны, повышаются требования к качеству электроснабжения потребителей и надежности электрооборудования. Эти противоречащие друг другу моменты требуют разработки новых и усовершенствования существующих методов диагностики.

Задачи, решаемые в проекте – это замена устаревшего оборудования на ОРУ 220кВ на более современное.

1 Общие данные по вопросу проектирования

1.1Характеристика объекта и описание процесса деятельности Подстанция 500 кВ «Алматы» была введена в эксплуатацию 1986 году и на тот момент называлась «Центральный ЭС АПС НЭС Казахстанэнерго». В 1997 году в связи образованием АО «KEGOC» Акционерное общество «Казахстанская компания по управлению элекрическими сетями» была переименована в «Центральный ТЭС (ПС-500 кВ «Алматы»).





ПС-500 кВ «Алматы» выполняет ключевую роль в устойчивом электроснабжении регионального энергоузла и мегополюса города Алмата.

На территории есть все необходимые инфраструктуры для эксплуатации ТЭС а также асфальтированная подъездная автодорога (расположено недалеко от магистрального ЖД путей, что облегчает доставку оборудовании и материалов ЖД транспортом.

Площадь подстанции составляет - 14,5856га (145856м2).

2001 году построено учебно – тренировочный полигон для повышение мастерство ремонтного персонала СЛЭП (12,34га или 123400м2), таких в СНГ только 3. Несколько раз проведено соревнование линейщиков РК с участием коллег с СНГ.

ПС-500 кВ «Алматы» работала в режиме предельных нагрузок. Для улучшения электроснабжения города Алматы и южного региона, в Алматинской области была построена ПС-500/220 кВ «Алма». А также в 2015 году планируется технические работы по замене оборудования на подстанции 500 кВ «Алматы» с изменением схемы энергоснабжения в Алматинском энергоузле, на период ремонтной схемы запланированы режимные мероприятия по стабилизации графика нагрузок.

Схема ПС-500 кВ "Алматы" ОРУ-220 кВ обходная система шин.

Схемы подстанции ежегодно пере утверждаются и при добавлений нового оборудования указывается в схемах, но конкретно какого либо при изменений и утверждений новых схем не придерживаются каким либо типовым схемам. Схемы составляются по расположению оборудования на подстанциях.

1.2 Существующая структурная схема подстанции

Главная схема электрических соединений электростанции (подстанции) — это совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части электростанции (подстанции), так как он определяет полный состав элементов и связей между ними. Выбранная главная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических соединений, схем собственных нужд, схем вторичных соединений, монтажных схем и т. д.

Схемы РУ с двумя системами сборных шин и третьей обходной системой шин, как показано на рисунке 1.1, применяется на ОРУ напряжении 220 кВ. Схема обладает всеми оперативными свойствами схем с двумя системами сборных шин и, кроме того, предоставляет возможность вывода в ремонт выключателя любой электрической цепи без перерыва в ее работе и отключения электрической цепи обходным выключателем при неполадках в работе выключателя цепи, когда отключение его невозможно (неисправен привод масляного выключателя, поврежден фарфор камер воздушного выключателя и т. д.).

Наряду с обходным выключателем в схеме предусмотрен и шиносоединительный выключатель.

Рисунок 1.1 - Схемы РУ с двумя системами сборных шин и третьей обходной Обходное устройство представляет собой один или два обходных выключателя на две секции, обходные разъединители и обходную систему шин.

Обходную систему шин подключают через обходные разъединители к разъединителям выключателей присоединений с противоположной от основной системы шин стороны. В случае, когда необходимо провести плановый ремонт или замену какого-либо выключателя, включают обходной выключатель, включают соответствующий нужному выключателю обходной разъединитель, затем этот выключатель вместе с его разъединителями отключают. Теперь питание отходящего присоединения осуществляется через обходной выключатель.

Недостатки РУ: большое количество операций разъединителями при выводе в ремонт выключателей и СШ увеличивает вероятность ошибочных действий оперативного персонала и возможность тяжелых аварий;

дополнительная установка ШСВ и ОВ а также большого количества шинных разъединителей значительно удорожают РУ.

При наличии двух ОВ обходная система шин в ряде случаев секционируется разъединителем или выполняется в виде двух независимых частей.

Это позволяет исключить непосредственную связь по обходной системе шин двух присоединений при задействованных в работе двух ОВ. Плановые ремонты выключателей РУ выполняются поочередно, поячеечно. Присутствие в схеме двух ОВ может быть оправдано в случае необходимости полной замены одного отказавшего ОВ при плановом ремонте другого ОВ.

Распределительное устройство 220 кВ выполнено с применением следующего оборудования: разъединители горизонтально - поворотные трехполюсные с двумя заземляющими ножами, разъединители трехполюсные с одним заземляющим ножом. Все разъединители комплектуются двигательными приводами для оперирования главными и заземляющими ножами; трансформаторы напряжения емкостные; ограничители перенапряжений ОПН; выключатели элегазовые баковые без емкостных делителей напряжения со встроенными трансформаторами тока трехполюсные, с пружинным приводом; Заземлители трехполюсные с электродвигательными приводами для оперирования заземляющими ножами;

батареи статических конденсаторов.

Распределительное устройство 10 кВ для питания собственных нужд подстанции выполнено на основе комплектного распределительного устройства 10 кВ, размещенного в модуле электротехнических блоков.

Комплектное распределительное устройство 10 кВ предназначено для приема и распределения электрической энергии промышленной частоты 50 Гц напряжением 10 кВ. КРУ состоит из отдельных шкафов со встроенными в них аппаратами, приборами измерения, релейной защиты, автоматики, сигнализации и управления, соединенными между собой в соответствии с электрической схемой главных цепей распредустройства. Шкафы КРУ унифицированы и независимо от схем электрических соединений главной цепи имеют аналогичную конструкцию основных узлов. Шкафы комплектуются выкатными элементами (с выключателями, с трансформаторами напряжения, с разъединителем). Для ограничения токов короткого замыкания на шинах распределительного устройства 10 кВ применяются сухие токоограничивающие реакторы, размещенные в модуле электротехнических блоков. Распределительное устройство 10 кВ для питания цепей управляемого шунтирующего реактора 500 кВ выполнено на основе комплектного распределительного устройства наружной установки.

2 Технические решения

2.1 Расчет токов короткого замыкания Всякое не предусмотренное нормальными условиями работы электрической цепи является коротким замыканием (КЗ), возникающее через пренебрежительно малое сопротивление или непосредственно. Причины КЗмеханическое повреждение изоляции, из-за перенапряжений её пробой и старение, обрывы, набросы и схлёстывания проводов воздушных линий (ВЛ), не правильные действия персонала. Возникновение опасных для элементов сети токов, возникает из-за короткого замыкания в цепях, что вызывает аварийный режим. Для надежной работы электрооборудования и устройств релейной защиты производится расчёт токов КЗ.[2].

Бывают симметричные, двухфазные и не симметричные короткие замыкания. По статистике наиболее частыми являются: однофазные короткие замыкания на землю.

В процентном соотношении до 65% - однофазные КЗ, до 20% двухфазные, 5% - трехфазные. [1].

Во время короткого замыкания в цепи возникают переходные процессы, связанные с наличием в ней индуктивностей, препятствующих резкому изменению тока. В связи с этим ток к.з. во время переходного процесса можно разделить на 2 составляющие:

- периодическая (появляется в начальный момент и не снижается, пока электроустановка не отключится от защиты)

- апериодическая (появляется в начальный момент и быстро снижается до нуля после завершения переходного процесса).

Расчет тока короткого замыкания допускается проводить приближенно, но при условии, что погрешность расчетов не составит больше 10%.

Для однофазного или трёхфазного КЗ в сетях 220 кВ, работающих с глухозаземленной нейтралью, производится расчёт токов КЗ. Тогда ток в повреждённой фазе больше. Расчёт токов КЗ, в сетях менее 110 кВ, выполняется для трёхфазного вида КЗ.

Как правило, расчёт тока короткого замыкания состоит из двух этапов:

на первом этапе по известным параметрам схемы электроснабжения составляется схема замещения, на которой элементы схемы электроснабжения заменяются эквивалентными сопротивлениями. На втором этапе определяются результирующие сопротивления до точек короткого замыкания и токи короткого замыкания в расчётных точках.

При протекании максимально возможного тока в ветви с КЗ выполняется проверка коммутационной аппаратуры на термическую стойкость - максимальный режим.

С учётом ремонтных режимов сети производится проверка чувствительности устройств релейной защиты, при этом отключена часть источников питания и ветвей связи, следовательно ток КЗ через проверяемую защиту минимальный.

Выбранный режим работы должен быть реально возможным, исходя из наиболее неблагоприятных условий работы системы, для проверки чувствительности устройств РЗиА.

2.2 Составление расчетной схемы Поскольку при трёхфазном КЗ ЭДС и сопротивления во всех фазах равны, все три фазы находятся в одинаковых условиях (симметричное КЗ).

Расчёт симметричной цепи может быть существенно упрощён: поскольку все три фазы находятся в одинаковых условиях, достаточно произвести расчёт для одной фазы и результаты его затем распространить на две другие фазы.

Расчёт начинается с составления схемы замещения, в которой отдельные элементы расчётной схемы заменяются соответствующими сопротивлениями, а для источников питания указываются их ЭДС или напряжения на зажимах. Каждый элемент вводится в схему своими активными и реактивными сопротивлениями. Сопротивления генераторов, трансформаторов, реакторов определяются на основании паспортных данных и вводятся в расчёт.

Упрощенная однолинейная схема электроустановки с указанием всех элементов и их параметров влияющих на токи КЗ является расчетной схемой.

Расчетная схема приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - ОРУ по схеме две рабочие и обходная система шин Для дальнейшего расчета составим схему замещения, представленную на рисунке 2.

2.

Схема замещения - электрическая схема соответствующая по исходным данным расчетной схеме, причем все магнитные связи в ней заменены электрическими.

Х5/0,325 Х6/0,417 Х1/0,045 Х4/1,3 Х7/0,325 Х8/0,417 Х2/1,3

–  –  –

Выполним расчет токов короткого замыкания.

Исходные данные для расчета токов КЗ:

=20,08кА, Uкз=87 кВ, Rэ=0,626 Ом, Хэ=4,208 Ом.

Принимаем Sб=10000 МВА, Uб1=220 кВ.

Если выполняется условие, приведенное ниже, то пренебрегаем активными сопротивлениями элементов схемы:

–  –  –

Активное сопротивление при дальнейших расчетах во внимание брать не будем с учетом выполнения условия по формулу (3).

Выполним нахождение при коротком замыкании мощности:

(2.2) UБ1=220 кВ, UБ3=10,5 кВ- базисные напряжения.

Определим базисный ток ступени:

, (2.3),

Расчёт сопротивлений в схеме замещения в относительных единицах:

Энергосистема:

Линия:

Трансформатор ХТВ%=0,5(Uk.B-C%+ Uk.B-Н% -Uk.С-Н%=0,5(10,5+17,5-6,5)=10,75%, ХТС%=0,5(Uk.B-C%+ Uk.С-Н% -Uk.В-Н%=0,5(10,5+6,5-17,5)0%, ХТН%=0,5(Uk.B-Н%+ Uk.С-Н% -Uk.В-С%=0,5(17,5+6,5-10,5)=6,75%.

,,.

Преобразуем исходную схему, как показано на рисунке 2.3.

–  –  –

Производим расчет токов к.з.

Начальная периодическая составляющая тока к.з.

Производим расчет тока к.з. для точки К-1:

Производим расчет тока к.з. для точки К-2:

где -э.д.с. системы в относительных единицах.

Мгновенное амплитудное значение ударного тока к.з. в точке К-1:

–  –  –

Для этого сначала необходимо определить ударный коэффициент:

( ), где Ta=0,05 - Время затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания [3].

Мгновенное амплитудное значение ударного тока к.з. в точке К-2:

–  –  –

Действующее значение ударного тока к.з. в точке К-1:

( ) ( )

Действующее значение ударного тока к.з. в точке К-2:

( ) ( )

Определяем апериодическую составляющую тока к.з. в точке К-1:

,

–  –  –

Определяем апериодическую составляющую тока к.з. в точке К-2:

Определяем коэффициент затухания по формуле:

Определяем апериодическую составляющую тока к.з. в точке К-3:

3 Выбор аппаратуры для ОРУ 220кВ Выбор выключателя, который является основным коммутационным аппаратом и служит для включения, отключения электрических цепей в нормальных режимах и для автоматического отключения поврежденных элементов системы электроснабжения при КЗ и других аварийных режимах.

произведем по следующим параметрам:

- по напряжению электроустановки

–  –  –

где Iном - номинальный ток выключателя, А.

На стороне высокого напряжения подстанции устанавливаем элегазовые выключатели типа AlstomGL 312F1/F3 4031P, в которых гашение дуги производится потоком элегаза.

Технические данные выключателя приведены в таблице 3.1.

–  –  –

Сравним эти токи с соответствующими параметрами выключателя:

( ) ( ), 74,610,3.

-проверим выключатель на термическую стойкость.

В качестве расчетного тока для этой проверки принимает трехфазное к.з. Необходимо проверить выполнение условия:

–  –  –

где Iтс - ток термической стойкости выключателя;

tтс- время термической стойкости.

Определим тепловой импульс периодической составляющей тока к.з:

Вкрас=Iкз2(tов+Ta)=5,32(0,065+0,05)=3,2 kA2c,

–  –  –

таким образом, условие проверки на термическую стойкость выполняется.

- проверим выключатель на динамическую стойкость:

где iпс- действующий предельно сквозной ток выключателя;

Iпс - пиковый предельно сквозной ток выключателя.

Условие проверки выполняется.

- проверка на включающую способность:

–  –  –

Производитель: AlstomGrid французской компанией Alstom. Внешний вид показан на рисунке 3.1.

GL 314(X) [D]G - Элегазовый выключатель;

L - Колонковый выключатель;

3 - Дугогасительная камера 3-го поколения;

14 для 220 кВ или 275 кВ, 15 для 330 кВ, 16 для 400 кВ, 17 для 500 кВ, 18 для 750 кВ X: вариант с повышенной отключающей способностью D: шунтирующий резистор [дополнительно]

Рисунок 3.1 – Внешний вид выключателя AlstomGrid

м е ы ы люча еля.

Дугогасительная камера в которой оба контакта подвижны.

Система сброса давления для пассивной защиты подстанции и персонала.

Испытанное на практике термокомпенсированное устройство контроля плотности газа с двухступенчатым преобразователем и трехцветной круговой шкалой. Удобный доступ к системе закачки элегаза (тип DILO).

Обратный клапан элегаза для каждого полюса.

Защищенные отключающие пружины внутри каждого полюса.

Стальные части, оцинкованные горячим способом. Полностью алюминиевый корпус. Надежный пружинный привод с индикатором положения, обеспечивающий контроль снаружи выключателя при установке и обслуживании.

М аж и ех иче е б л жи а ие.

Полностью смонтирован (полюса и рамы); в процессе установки и ввода в эксплуатацию не требуется дополнительная наладка.

Полюса выключателя заполняются элегазом на заводе перед отправкой Возможность отдельной разборки дугогасительной камеры без необходимости демонтировать весь полюс.

Серия выключателей GL может широко использоваться в различных условиях, таких как:

Низкая температура до -50° C;

Сейсмическая устойчивость: до 0.5g IEC/IEEE/ENDESA подтверждено вибрационными тестами.

Высокий уровень загрязнений: 25 мм/кВ стандартный путь утечки тока.

Также пригоден для очень сильно загрязненных регионов.

Высокий уровень изоляции: для высотного монтажа.

Спектр исполнения GL такой же, как и у предыдущих серий выключателей

Alstom Grid. Основной упор делался на улучшение:

Общей работы выключателя Надежности (уменьшение мощности пружинного привода) Благодаря дугогасительной камере и пружинным приводам мы сейчас предлагаем расширенный диапазон выключателей для использования при 63кА и 800 кВ. Как пример расширенного исполнения, мы можем достичь 420кВ/50кА/-30°C с двумя камерами, без конденсаторов.

Другая сильная сторона, наше следование последнему стандарту IEC 62271Мы покрываем наиболее тяжелый класс линий емкостных коммутаций (класс С2) и механической выносливости (класс M2: 10,000 циклов).

Во всех диапазонах, по заказу, керамический изолятор может быть заменен на композитный.

Для данного выключателя предлагается система мониторинга представленная на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Система мониторинга для выключателей колонкового типа серии GL

Устройство типа «АВМ» выполняет:

Непрерывное измерение, регистрацию и отображение основных параметров высоковольтных выключателей в нормальных, предаварийных и аварийных режимах;

Прогнозирование технического состояния и расчет остаточного ресурса выключателей

Достоинства устройства типа «АВМ»:

Непрерывный контроль всех подсистем выключателя: главного контакта, соленоидов включения / отключения, пружинного привода, состояния элегаза, собственных нужд и оперативных цепей, температуры в шкафах управления и приводов;

Наличие функции цифрового осциллографа для регистрации главных токов и токов соленоидов в процессе включения/ отключения, а также регистрации пусковых токов двигателя привода;

Прямой расчет плотности, температуры снижения и других параметров элегаза по температуре и давлению в элегазовой камере;

Инвариантность применения к типу выключателя: колонковый с трехфазным или пофазным управлением;

Возможность объединения в локальную сеть с непосредственным выходом в АСУ ТП верхнего уровня.

Выбор разъединителя S3С2Т

–  –  –

Разъединитель S3С2Т (без заземляющего ножа), S2СT (с заземляющим ножом) и S3С2T (с двумя заземляющими ножами), производитель: AlstomGrid относятся к типу разъединителей с двумя поворотными колонками и с центральным разрывом. Может поставляться с одним или двумя заземляющими ножами (ножи могут быть легко установлены позже).

Разъединители могут использоваться для параллельного, последовательного или диагонального разъединения.

Преимущества: невысокая стоимость, технология Flex (отсутствие скользящих контактов), высокая пропускная способность по току КЗ, низкий крутящий момент на операции замыкания/размыкания, простота в обслуживании, благодаря простой конструкции, несложный монтаж и ввод в эксплуатацию.

Характеристики:

- напряжение от 52 кВ до 550 кВ;

- номинальные токи до 3150-4000 A / 63 кА — ток отключения;

- однополюсные и трехполюсные применения.

Выберем разъединитель для наружной установки по номинальному напряжению:

–  –  –

А.

Выбираем разъединитель наружной установки типа: S3С2Т.

Технические данные разъединителя приведены в таблице 3.3.

–  –  –

Проверим разъединитель на термическую стойкость.

Термическая устойчивость разъединителей характеризуется током, который в течение определенного времени нагревает все части аппарата до температуры не выше допустимой для него, т.е. ток термической устойчивости.

Рассчитаем допустимый тепловой импульс определяемый по параметрам разъединителя:

–  –  –

Так как Вн.допВкрас, таким образом, условие проверки на термическую стойкость выполняется.

Проверим разъединитель на динамическую стойкость.

Электродинамическая устойчивость разъединителей характеризуется максимально допустимым током или током электродинамической устойчивости, который должен быть больше ударного тока короткого замыкания:

–  –  –

т.е. условие проверки выполняется.

И мери ель ые ра ф рма ры являются одним из важнейших устройств необходимых для выполнения систем защиты, измерения параметров и управления оборудованием энергосистемы. Точная трансформация первичных величин во вторичные является важнейшим условием работы интеллектуальных электронных устройств установленных на подстанции.

Выбор трансформатора тока проводится по следующим условиям:

- по номинальному напряжению: Uнв UнРУ= 220кВ;

- по номинальному току: Iнв Iраб.фарс.;

Выбираем в РУ 220 кВ трансформатор тока типа: СА-245

Параметры трансформатора тока приведем в таблице 3.4:

Выбор трансформатора по классу точности:

–  –  –

Выполнение этого условия сводится к выбору сечения контрольного кабеля, соединяющего трансформатор с подключенными к нему приборами.

Допустимое сечение кабеля определим по формуле:

–  –  –

rk- сопротивление контактных соединений (при числе приборов более трех rk=0,1 Ом);

lрасч- расчетная длина контрольного кабеля;

- удельное сопротивление жил контрольного кабеля (для меди =0,0283 Оммм2/м).

Для определения мощности, потребляемой приборами в цепи трансформатора тока, необходимо определить потребляемую каждым прибором мощность.

Результаты сведем в таблицу 3.5, а на ее основании определим допустимое сечение кабеля по формуле:

–  –  –

Ограничители перенапряжения (ОПН) относятся к высоковольтным аппаратам, предназначенным для защиты изоляции электрооборудования от атмосферных и коммутационных перенапряжении.

Выбор ограничи елей ере а ряже ия (ОПН):

- по номинальному напряжению:

–  –  –

Выберем ограничитель перенапряжения типа ОПН-220 У1.

Выб р б р ых ши.

- по максимальному току на 220 кВ:

Минимальное сечение провода для напряжения 220 кВ по условию короны 240 мм2. Выберем по допустимому току провод АС 240:

–  –  –

где Iдоп=605 - допустимый длительный ток для провода АС 240/39.

Проверяем выбранные шины по термической стойкости:

Определяем рабочую температуру провода:

–  –  –

где р– температура окружающей среды ;[2]

– длительно допустимая температура проводника;

ли р – температура окружающей среды принятая за номинальную при нормировании длительно допустимого тока.

,

–  –  –

Необходим значение тепловой функции Ан, соответствующей начальной температуре проводника также по расчетным кривым для определения температуры нагрева проводника при коротком замыкании.

–  –  –

где Ан - значение тепловой функции;

К - коэффициент учитывающий удельную теплоёмкость проводника;

Вкрас- тепловой импульс периодической составляющей тока короткого замыкания;

F- выбранное сечение провода.

Определяем конечную температуру проводника при кратковременном нагреве током короткого замыкания. Она определяется по расчетным кривым для определения температуры нагрева проводника при коротком замыкании.

.

где - допустимая температура нагрева провода.

Выбранные шины удовлетворяют условию проверки по термической устойчивости.

4 Выбор оборудования для РУ-10кВ Выб р ра ф рма р а ля РУ 10 В.

Для определения сопротивления нагрузки вторичной обмотки пользуясь каталожными данными приборов, приведенных в таблице 4.1, определяем нагрузку по фазам.

–  –  –

Принимаем контрольный кабель ВВГ с жилами сечением 5 мм2.

Окончательно сопротивление провода определяем:

Определяем расчетное сопротивление вторичной нагрузки:

В качестве трансформаторов тока, устанавливаемых на РУ 10 кВ, выбираем трансформаторы тока типа ТОЛ-10.

Выбор трансформатора тока РУ 10 кВ приведен в таблице 4.2.

–  –  –

Выбор трансформатора тока проводим по программе выбора трансформаторов на стороне 10 кВ и окна с результатами расчетов покажем на рисунках 4.1-4.2.

Трансформаторы напряжения выбираются по следующим условиям

-по напряжению установки: Uном Uуст;

-по вторичной нагрузки:Sном2 S2расч;

-по классу точности;

-по конструкции и схеме соединения.

–  –  –

Для РУ 10 кВ выбираем трансформатор напряжения НТМИ-10-66.

Uном=10 кВ,Sном=1000 ВА.

Выб р РУ.

Комплектные распределительные устройства серии КМУ-1 с вакуумными выключателями предназначены для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока напряжением 6; 10 кВ промышленной частоты 50 Гц в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор или активное сопротивление нейтралью.

Шкафы серии КМУ-1 применяются в закрытых распределительных устройствах (РУ) и электроустановках с частными коммутационными операциями.

–  –  –

Выб р гра ичи елей ере а ряже ий ( ПН) ля ащи ы эле р б р а ия а ции.

Ограничители перенапряжения (ОПН) предназначены для защиты электрооборудования от коммутационных и грозовых перенапряжений.

Ограничители перенапряжения выбираются по условию

–  –  –

Выб р ра ф рма ра б е ых ж.

Состав потребителей собственных нужд (с. н.) электрических подстанций зависит от типа подстанции, мощности трансформаторов, наличия синхронных компенсаторов, типа электрооборудования.

Наиболее ответственными потребителями собственных нужд подстанции являются оперативные цепи, система связи, телемеханика, система охлаждения трансформаторов и СК, аварийное освещение, система пожаротушения, электроприемники компрессорной. Кроме того, сюда входят устройства обогрева выключателей, шкафов КРУН, приводов отделителей и короткозамыкателей; при постоянном оперативном токе — зарядный и подрядный агрегаты.

Мощность трансформаторов собственных нужд выбирается по нагрузкам с. н. с учётом коэффициентов загрузки и одновременности, при этом отдельно учитываются летняя и зимняя нагрузки, а также нагрузка в период ремонтных работ на подстанции.Для определения общей мощности потребителей собственных нужд подстанции составляем таблицу электрических нагрузок собственных нужд подстанции, показанные в таблице 4.5.

Таблица 4.5 –Собственные нужды подстанции

–  –  –

Мощность трансформаторов собственных нужд выбирается по общей электрической нагрузке потребителей собственных нужд с учетом коэффициента спроса k.[1].

–  –  –

Выбираем два трансформатора собственных нужд типа ТСЗ-160/10, с номинальной мощностью SHOM=160 кВА, с подключением каждого отпайкой к шинам ввода силового трансформатора через разъединители и предохранители, чтобы при подаче напряжения на силовой трансформатор появилось питание цепей оперативного тока.

Трансформаторы ТСЗ служат для преобразования переменного напряжения промышленной частоты 50(60) Гц на любых промышленных и жилых объектах. Имеют повышенную степень безопасности, в связи с чем предполагают эксплуатацию в том числе в местах общественно-социального значения (жилых зданиях, школах, торговых центрах и т.д.).

Параметры ТСЗ-160/10 приведены в таблице 4.6.

–  –  –

Выберем предохранитель для трансформатора собственных нужд.

Предохранители в цепи трансформаторов собственных нужд выбираются по:

1) напряжению:

–  –  –

2) максимальному току нагрузки:

Выбор плавкой вставки предохранителя:

( ) Выберем предохранитель для трансформатора собственных нужд типа ПКТ-10-1, с параметрами приведенными в таблице 4.7.

–  –  –

5 Система контроля и учета электроэнергии

5.1 Цели, назначение и области использования АСКУЭ Целями создания АСКУЭ являются: точное и оперативное определение количества поставляемой и потребляемой электрической энергии в сечении точек учета; точное определение потерь электрической энергии при ее передаче и распределении; повышение точности коммерческого учета электроэнергии в точках учета в соответствии с требованиями Казахстанского оптового рынка электроэнергии и мощности (ОРЭ РК) за счет использования современных приборов учета заданного класса точности, и применения цифровых технологий измерений, сбора и обработки данных; снижение эксплуатационных затрат;

получение возможности применения для расчетов энергосберегающих тарифов;

улучшение надежности и качества снабжения электроэнергией; уменьшение хищения электроэнергии; обеспечение синхронности измерений коммерческого учета; повышение надежности системы коммерческого учета за счет применяемых в системе технических, программных и организационных решений; повышение защищенности информации на всех уровнях системы за счет применяемых в системе технических, программных и организационных решений; создание системы единого информационного обеспечения для проведения финансовых расчетов Заказчика на оптовом рынке электроэнергии Республики Казахстан; обеспечение возможности передачи данных коммерческого учета смежным субъектам ОРЭ РК.

АСКУЭ представляет собой комплекс программно-технических средств, состоящий из: первичных преобразователей – измерительных трансформаторов тока и напряжения; вторичных цепей между измерительными трансформаторами и счетчиками электроэнергии; первичных средств учета – цифровых счетчиков электроэнергии; устройств сбора и передачи данных (УСПД); каналов связи УСПД с первичными средствами учета; устройства синхронизации системного времени; каналов связи УСПД с сервером базы данных и субъектами обработки коммерческой информации; автоматизированных рабочих мест оператора;

средств программного обеспечения счетчиков, УСПД, АРМ.

Функционирование АСКУЭ осуществляется нижеприведенным образом.

Измерительные трансформаторы передают по вторичным цепям на счетчики электроэнергии масштабированные значения токов и напряжений. Эти значения обрабатываются микропроцессорной схемой основной платы счетчика, преобразуются в значения мощности электроэнергии и другие величины и записываются в память счетчика в цифровом виде.

УСПД производит опрос цифровых счетчиков. Полученная информация записывается в энергонезависимую память. Далее, по запросу с верхнего уровня АСКУЭ, предоставляется на вышестоящий уровень с периодичностью раз в 15 минут. Вышеописанные процедуры происходят автоматически, а время и частота опроса настраиваются вручную на этапе пуско-наладки системы.

Сервер баз данных, периодически опрашивает все УСПД и накапливает все полученные данные в базе данных. По запросу от автоматизированных рабочих мест сервер осуществляет формирование отчетной информации о потреблении и перетоках электроэнергии по учетным группам.

Учетные группы формируются и настраиваются на этапе пуско-наладки системы.

Передача данных субъектам ОРЭ РК осуществляется с уровня ИВК с заданной периодичностью или по запросу.

Для обеспечения работоспособности АСКУЭ вводятся штатные единицы и формируется оперативно-эксплуатационный персонал АСКУЭ.

5.2 Основные технические решения

АСКУЭ является многоуровневой системой, с иерархической распределённой обработкой информации.

Уровни системы:

Первый уровень – измерительный комплекс (ИК), включающий трансформаторы тока (ТТ), трансформаторы напряжения (ТН), вторичные измерительные цепи, счетчики СЭТ-4ТМ.02.

Второй уровень – устройства сбора и передачи данных (УСПД), которые устанавливаются на ЦРП и РПП в шкафах; каналы сбора данных со счётчиков;

коммуникационная аппаратура.

Третий уровень – измерительно-вычислительный комплекс (ИВК), включающий в себя сервер баз данных, устройство синхронизации системного времени и каналы сбора данных с уровня УСПД. Размещается в здании ЭЧ.

Четвертый уровень – база данных АСКУЭ (БД АСКУЭ), включающий в себя сервер баз данных.

Передача данных от счетчиков до Сервера базы данных осуществляется по следующему маршруту: от счетчика через RS-485 до ВЧ-модема, далее по ВЧканалу до УСПД, далее через спутниковый канал до сервера БД в ЭЧ, затем по этому же каналу до сервера БД. Так же в здании ЭЧ имеется существующий выделенный канал связи Internet. По нему осуществляется передача данных с коммерческих точек учета поставщику электроэнергии и в НДЦ СО РК.

Составляющие АСКУЭ комплексы технических средств имеют гарантированное электропитание, достаточное для бесперебойной работы оборудования. Для сервера предусмотрены источники бесперебойного питания.

Шкафы имеют однофазное сетевое питание 220В (50Гц) и встроенные источники бесперебойного питания. Питание схемы шкафов производится через автоматический выключатель с тепловым расцепителем.

Для поддержания необходимой температуры в шкафах устанавливаются обогреватели с термостатами.

Проектом предусмотрено использование одного основного и одного резервного каналов связи. Передача данных осуществляется в Центральную базу данных (ЦБД) АСКУЭ, а затем сторонним потребителям коммерческой информации - основной канал: выделенный канал до сети провайдера Интернет.

Скорость передачи данных составляет не менее 28800 бит/сек. Данные могут передаваться в соответствии с регламентом ОРЭ РК «Протокол обмена информацией с внешними системами»; резервный канал: модемное коммутируемое соединение ИВК – АСКУЭ ОРЭ РК. Канал обеспечивает возможность вести опрос УСПД автоматически и по запросу с верхнего уровня.

Скорость передачи данных составляет не менее 9600 бит/сек. Данные могут передаваться согласно регламенту ОРЭ РК.

Для обеспечения совместимости форматов передачи данных коммерческого учета АСКУЭ, в ПО SINAUT, устанавливаемом на сервере и автоматизированных местах пользователей, предусмотрен ряд встроенных или вспомогательных модулей, которые поддерживают основные форматы обмена данными коммерческого учета электроэнергии.

Возможность приема данных смежными системами так же может быть обеспечена установкой ПО SINAUT на АРМ пользователей смежных систем.

Проектом предусматриваются следующие режимы функционирования:

круглосуточное функционирование коммерческих счетчиков, осуществляющих в автоматическом режиме измерение заданных параметров и хранение требуемой информации; круглосуточное функционирование технических счетчиков, осуществляющих в автоматическом режиме измерение заданных параметров и хранение требуемой информации; автономное круглосуточное функционирование УСПД в автоматическом режиме осуществляющие сбор данных, перевод измеренных значений в физические величины, обработку информации и передачу данных посредством каналообразующей аппаратуры на вышестоящие уровни; автоматическая передача информации с заданной периодичностью на верхний уровень системы на сервер БД; доступ к серверу БД со стороны внешних потребителей коммерческой информации в автоматическом и/или спорадическом режимах.

Проектом предусматривается замена существующих трансформаторов тока с целью: обеспечения требуемой точности учета при малых токах; снижения суммарной погрешности измерительных каналов.

Предлагается следующее: на присоединениях 10 (6) кВ – установка ТТ типа ТЛК-10 класса точности 0,5 производства ОАО «Самарский трансформатор»; на присоединениях 0,4 кВ – установка ТТ типа Т(Ш)-0,66 класса точности 0,5 производства ОАО «Самарский трансформатор».

Трансформаторы тока устанавливаются в двух (10 кВ) и трех (0,4 кВ) фазах на всех присоединениях.

ТТ выбраны по номинальному току, напряжению и частоте. Номинальное напряжение присоединений – 10 (6) кВ и 0,4 кВ. Номинальная частота – 50 Гц.

Ввиду отсутствия точных данных по нагрузкам на некоторых присоединениях и планируемом их изменении (увеличение или уменьшение относительно текущего), коэффициенты трансформации (номинальные токи) ТТ не рассчитываются, а выбираются согласно существующим.

Проектом предусматривается установка дополнительных (замена существующих) трансформаторов напряжения с целью: обеспечения требуемой точности учета; снижения суммарной погрешности измерительных каналов.

На шинах, подключенных к присоединениям коммерческого учета для удовлетворения требованиям по точности учета необходима установка трансформаторов напряжения класса 0,5. Проектом предусмотрена установка дополнительных трансформаторов напряжения, а также замена существующих трансформаторов напряжения производства ОАО «Самарский трансформатор».

Решение по замене ТН было принято по результатам инструментального обследования, используя критерии нагрузки цепей ТН и работы их в классе точности.

Вторичные цепи, передающие сигнал от ТТ и ТН до счетчиков, выполнены экранированными кабелями.

Прокладка кабеля осуществляется по существующим кабельным каналам, лоткам в соответствующих помещениях энергообъектов Заказчика. Прокладка ведется совместно с контрольными кабелями и раздельно от силовых цепей.

Сечения токовых цепей выбраны из условий допустимых нагрузок ТТ.

Сечения цепей напряжения выбраны из условия допустимых потерь напряжения в цепи «ТН – счетчик». Падение напряжения в кабельной линии не должно превышать 0,25% от номинального напряжения.

Сечения контрольных кабелей удовлетворяют требованиям по пожарной безопасности и механической прочности.

Применяемые счетчики электроэнергии многофункциональные СЭТТМ.02.2-42 и ПСЧ-4М.05.04, которые должны удовлетворять всем требованиям технического задания к счетчикам.

Счетчики выпускаются Федеральным государственным унитарным предприятием «Нижегородский завод им. Фрунзе».

Трехфазные многотарифные цифровые счетчики СЭТ-4ТМ.02.2-42 и и ПСЧ-4М.05.04 с последовательным цифровым интерфейсом передачи данных, трансформаторного включения (ТТ и ТН), прямого и обратного направления, активной и реактивной энергии предназначен для учета активной и реактивной энергии прямого и обратного направления переменного тока частотой 50Гц в трехпроводных и четырехпроводных сетях для энергосистем (подстанций, распределительных сетей, электростанций), промышленного производства.

Счетчики могут эксплуатироваться автономно или в составе автоматизированной системы контроля и учета электроэнергией (АСКУЭ).

Счетчик соответствует ГОСТ 30206-94, ГОСТ 26035-83. Счетчики зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений и допущены к применению в Республике Казахстан.

Счетчики имеют два равноприоритетных, независимых, гальванически развязанных интерфейса связи: RS-485 и оптопорт, поддерживают ModBus совместимый протокол и могут эксплуатироваться в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) и в составе автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ). Технические характеристики приведены в таблице 5.1.

–  –  –

На присоединениях 10 кВ коммерческого учета устанавливаются счетчики СЭТ-4ТМ.02.2-42, класса 0,2S, измеряющие активную, реактивную электроэнергию и мощность. На остальных присоединениях 10(6) кВ устанавливаются счетчики типа ПСЧ-4М.05. класса 0,5S, измеряющие активную, реактивную электроэнергию и мощность.

На присоединениях 0,4 кВ устанавливаются - ПСЧ-4М.05. класса 0,5S, измеряющие активную, реактивную электроэнергию и мощность.

Все счетчики имеют возможность измерений в двух направлениях.

Все счетчики комплектуются платой хранения графика нагрузки (ГН), платой дополнительного питания и программируются на 3-минутное и 15-ти минутное усреднение мощности. Счётчики снабжены ЖКИ индикатором для визуального контроля информации.

Каждый счетчик снабжается платой цифрового интерфейса RS-485 для подключения к коммуникационной аппаратуре и передачи данных на вышестоящие уровни. Скорость передачи данных составляет не менее 9600 бит/сек. Коэффициент готовности не хуже 0,95.

Счетчики снабжены функцией резервного питания для обеспечения их работы при отключении оборудования.

Счётчики имеют оптический порт для снятия данных со счётчика автономно, при помощи переносного инженерного пульта.

Счетчики устанавливаются в шкафах, на панелях или на щитах учета.

Рядом с каждым счетчиком монтируется испытательная клеммная колодка типа КИ-10 с возможностью пломбирования.

Схемы расположения мест установки счетчиков и типы счетчиков приведены в рабочей документации на чертежах.

В качестве основного телекоммуникационного интерфейса принимается интерфейс 10 BaseT и протокол TCP/IP.

Применяемое УСПД PLC S7-300 CPU-314 предназначено для сбора данных об энергопотреблении от первичных измерителей – микропроцессорных счётчиков электрической энергии с цифровыми интерфейсами, перевода измеренных значений в именованные физические величины, формирования групповых измерений. УСПД обеспечивает высокоточный учет электрической энергии и мощности за фиксированные интервалы времени, в условиях многотарифности и передачу данных по каналам связи.

Модульный контролируемый контролер Simatic S7-300 предназначенный для решения задач автоматизации различного уровня сложности имеет удобную для обслуживания конструкцию и работает с естественным охлаждением.

Возможно свободное наращивание при модернизации системы. Соответствует требованиям стандартов ГОСТ 29125-91 (п. 2.8), ГОСТ 51318.24-99.

ПЛК работает под управлением программы из системы гарантированной доставки данных SINAUT, производящей считывание данных из счетчиков.

CPU-314 является центральным процессором без встроенных входов и выходов и предназначен для использования в программируемых контроллерных устройствах S7-300. CPU-314 – это центральный процессор для построения систем управления, в которых требуется скоростная обработка информации и поддержка систем локального ввода-вывода, включающих в свой состав до 32 модулей.

Модуль ввода дискретных сигналов 6ЕS7-321 предназначен для преобразования входных дискретных сигналов контроллера в его внутренние логические сигналы. Данный модуль может работать в системах локального ввода-вывода всех модификаций программируемых контроллеров S7-300.

Модули выпускаются в пластиковых корпусах. На лицевой панели расположены:

зеленые светодиоды, индицирующие состояние входных цепей и красные – отказов в ошибке.

Поддержку и организацию интерфейса RS-485 для обмена информации со счетчиками производит коммуникационный процессор СР340. Для передачи данных могут быть использованы протоколы ASC11, 3964(R) и протоколы принтера. Настройка параметров коммуникационного процессора осуществляется с помощью инструментальных средств пакета STEP7.

При пропадании основного питания УСПД, оно запитывается от источника бесперебойного питания.

Электропитание шкафа УСПД производится при помощи блока питания РS307/5А предназначенные для формирования выходного напряжения равного 24В, необходимого для питания центральных процессоров и целого ряда модулей контроллеров SIMATIC S7-300. Блоки питания используют для своей работы входное напряжение 120/230В и могут использоваться как для питания внутренних цепей контроллера, так и для питания его входных и выходных цепей. Он сохраняет работоспособность в диапазоне температур от -200 до +600С.

Общие технические данные контроллеров и центрального процессора приведены в инструкциях по эксплуатации.



Pages:   || 2 | 3 |
 
Похожие работы:

«Высшее профессиональное образование БАКАЛАВРИАТ Б. И. КУДРИН ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ УЧЕБНИК для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника» 2-е издание, переработанное и дополненное УДК 621.3(075.8) ББК 31.2я73 К88 Р е ц е н з е н т ы: советник ректора Приазовского государственного технического университета, академик Академии наук высшей школы Украины, зав. кафедрой «Электроснабжение промышленных предприятий», д-р техн. наук, проф. И....»

«КЭР-АвтомАтиКА инженеРнАя КомпАния © Инженерная компания «КЭР-Автоматика» СоДеРжАние ЧАСТЬ 1 О КОМПАНИИ 3 ЧАСТЬ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА 15 Решения и продукты 1 Ведущие проекты 19 Референц-лист 2 ЧАСТЬ 3 ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНЖИНИРИНГ 29 Комплекс услуг Ведущие проекты 31 Референц-лист 2 www.keravt.com © 2015. Группа компаний «КЭР-ИНЖИНИРИНГ» о компании ЧАСтЬ 1 Инжиниринг, создающий преимущества © Инженерная компания «КЭР-Автоматика» СФеРА ДеятеЛЬноСти АвтомАтизАция техноЛогиЧеСКих...»

«Публичный отчет государственного автономного образовательного учреждения среднего профессионального образования Тольяттинского электротехнического техникума г.о. Тольятти Основные результаты деятельности государственного автономного образовательного учреждения среднего профессионального образования Тольяттинского электротехнического техникума за 2013-2014 учебный год: Публичный отчет Тольятти: ГАОУ СПО ТЭТ, 2014. 46 Введение Публичный отчет государственного автономного образовательного...»

«Публичный отчет государственного автономного образовательного учреждения среднего профессионального образования Тольяттинского электротехнического техникума г.о. Тольятти Основные результаты деятельности государственного автономного образовательного учреждения среднего профессионального образования Тольяттинского электротехнического техникума за 2012-2013 учебный год: Публичный отчет – Тольятти: ГАОУ СПО ТЭТ, 2013. 52 стр. Введение Публичный отчет государственного автономного образовательного...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина)” (СПбГЭТУ «ЛЭТИ») Муратова Екатерина Николаевна ИСКУССТВЕННО И ЕСТЕСТВЕННО УПОРЯДОЧЕННЫЕ МИКРОИ НАНОРАЗМЕРНЫЕ КАПИЛЛЯРНЫЕ МЕМБРАНЫ НА ОСНОВЕ АНОДНОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ Специальность 05.27.06 – технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники...»

«1. Цели, задачи и результаты изучения дисциплины Цель изучения дисциплины умение выбора типа и схемы релейной защиты и автоматики; определение уставок реле для выбранной схемы; освоение навыков эксплуатации схем релейной защиты и автоматики.Основными задачами изучения дисциплины являются: 1. Умение работать над проектами электроэнергетических и электротехнических систем и их компонентов.2.Приобретение способности разрабатывать простые конструкции электроэнергетических и электротехнических...»







 
2016 www.nauka.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.