Реферат
1. Характеристика мікрорайону
На території мікрорайону розташована велика кількість споживачів електричної енергії, різнохарактерні по режиму роботи, і величиною споживаної потужності. Серед всіх елекропотребітелей найенергоємнішими є житлові та цивільні споруди, культурно-побутові установи, які обслуговують потреби населення і місцевого господарства.
Мікрорайон забезпечується електроенергією від системи ДП Регіональні електричні мережі
. Можливі джерела живлення мікрорайону – з напругою 110 кВ і завдовжки повітряної лінії електропередачі 1,5 км або з напяженіем 35 кВ з довжиною повітряної лінії електропередачі 5 км.
2. Будівельна частина підстанції
Підстанція розміщується в двоповерховій будівлі (рис. 1). Розміри підстанції становлять: по ширині 48 м, по глибині 21 м, висота кожного поверху становить 6 м. Також є цокольне приміщення висотою 3 м, яке використовується для підведення кабелю живлення.
Рис. 1 – Загальний вигляд будівлі підстанції 110/10 кВ
ЗРП-110 кВ з’єднується з силовими трансформаторами за допомогою закритого елегазового струмопроводу 110 кВ в трифазному виконанні. Діаметр цього струмопроводу 70 см. Струмопровід прокладений під стелею і через приміщення РЗ виходить в камери силових трансформаторів
На 1-му поверсы (рис. 2) знаходяться два приміщення з ЗРП-10 кВ, в каж будинок з яких може встановлюватися до 44 осередків типу К-63 c вакуумними вимикачами BB/TEL. Силові трансформатори зі ЗРП-10 кВ з’єднуються вітчизняним стандартним струмопроводом. На кожній секції шин встановлено ТН, що розташовуються в осередках. ТСН потужністю по 25 кВА розташовані в осередках ЗРП-10 кВ.
Рис. 2 – Поповерховий план підстанції
Поряд з камерами силових трансформаторів розташовуються камери з дугогасним реактором і з трансформаторами для підключення реакторів до мережі (їх кіль може бути збільшено до двох в разі використання трансформатора з розщепленої обмоткою).
В одному приміщенні ЗРП-10 кВ розташована 1-ша секція збірних шин, що харчується від першого трансформатора, у другому приміщенні ЗРП-10 кВ розташована 2-а секція збірних шин, що харчується від другого трансформатора. Секціонування 1 і 2 секцій шин, розташованих в різних приміщеннях, здійснюється за допомогою кабельних перемичок і відповідних комутаційних апаратів.
Кабельні лінії 110 кВ підходять до ПС в землі, в лотках (рис. 3-4). Через кабельне приміщення, розташоване на першому поверсі, вони піднімаються на другий поверх в ЗРП-110 кВ і підключаються до лінійного модулю ЕХК-0. У приміщенні ЗРП-110 кВ встановлюються 7 модулів, що дозволяють виробляти секціонування і підключення силових трансформаторів. Трансформатори розташовані в закритих камерах, які займають по висоті два поверхи. Приміщення дозволяє встановлювати силові трансформатори потужністю до 63 МВА. В даному проекті тип трансформатора – ТДН-10000/110/110.
Рис. 3 – Кабель 110 кВ з ізоляцією із зшитого поліетилену
Рис. 4 – Прокладка дволанцюгової кабельної лінії в залізобетонних лотках
Експлуатація підстанцією здійснюється в автоматичному режимі, тобто вона працює без обслуговуючого персоналу. Ремонтні бригади приїжджають лише для профілактичних або ремонтно-відновлювальних (в разі аварії) робіт.
Управління вимикачами проводиться у разі місцеві і дистанційно з диспетчерського пункту. Як канал зв’язку підстанції з диспетчерським пунктом використовується оптоволоконний кабель зв’язку.
Автоматизована система комерційного обліку електроенергії виробляється інформаційно-вимірювальною системою типу ЕКОМ 3000
. На кожній лінії, що відходить 10 кВ встановлюється інтелектуальний лічильник типу СЕТ-4ТМ.03, який дозволяє здійснювати облік активної і реактивної енергії, як в прямому, так і в зворотному напрямку.
Розроблена закрита підстанція з кабельними лініями 110 кВ є екологічно безпечною, все обладнання підстанції захищене від зовнішніх забруднюючих факторів і атмосферних впливів. Проект закритою підстанції з КЛ-110 кВ може використовуватися для будівництва підстанцій в міських умовах і в умовах промислової зони.
3. Схемы ЗРП 110 кВ
До схем електричних з’єднань електроустановок висувається цілий комплекс вимог, з яких можна виділити: надійність, економічність, зручність експлуатації, технологічна гнучкість, екологічна чистота, компактність і уніфікованість.
На вищій і середній напругах застосовуються схеми з одиночної і подвійної системами збірних шин. Обидві ці схеми застосовуються в поєднанні з обхідний системою збірних шин, що дозволяє виробляти почерговий ремонт вимикачів без відключення приєднань шляхом заміни ремонтується вимикача обхідним вимикачем (ОВ).
За виконання секціонування схеми з однією системою СШ поділяються на:
-
Схеми без секціонування.
-
Схема з двома і більше секціями збірних шин.
-
Схема з двома секціями збірних шин і обхідним пристроєм.
-
Схеми з двома системами збірних шин.
3.1. КРПЕ
КРПЕ – це розподільчий пристрій, який включає в себе основне комутаційне і вимірювальне обладнання підстанції. В одному корпусі поєднані збірні шини, вимикачі, роз’єднувачі з заземлювачами, трансформатори струму та трансформатори напруги. Всі елементи КРПЕ укладені в металеві оболонки, заповнені елегазом.
Елегаз (електротехнічний газ) – шестифториста сірка SF6 – хімічно інертний газ без кольору і запаху, не токсичний, в п’ять разів важчий за повітря, не підтримує горіння, вибухобезпечний, має пробивну напругу в 2-2,5 рази вище, ніж у повітря, азоту і двоокису вуглецю, має гарну дугогасящей здатністю за рахунок активного поглинання вільних електронів (електронегативний газ).
Відмінні ізолюючі властивості елегазу, який служить в якості ізолюючої середовища, дозволяє досягти високого ступеня компактності КРПЕ. Це дозволяє економити значні корисні площі під установку, що є дуже важливим фактором при обмеженому просторі.
Комірки КРПЕ, окремі модулі і елементи допускають можливість компоновки розподільних пристроїв по будь-яких схемах. Комірки КРПЕ за функціональним призначенням бувають лінійні, шіносоедінітельние, секційні і трансформаторів напруги, з однією або двома системами збірних шин.
У 2011 році новітні комірки КРПЕ напругою 110 і 220 кВ, розроблені ВАТ Енергомеханічний завод
(ЕМЗ), Санкт-Петербург, успішно пройшли всі необхідні випробування і були атестовані. У нових зразках обладнання враховані недоліки, які були виявлені під час експлуатації осередків типу ЯЕ 110 і 220 кВ.
В даний час поряд з вітчизняними виробниками елегазовий обладнання виробляють такі відомі зарубіжні фірми, як АВВ, Siemens, Alstom і ін.
Досвід експлуатації показав, що КРПЕ володіє істотною перевагою перед звичайними розподільними пристроями:
- пожежна безпека;
- висока надійність і стійкість до впливу зовнішнього середовища;
- безпеку експлуатації, заземлений корпус з численними запобіжниками і блокувальними пристроями;
- повний захист від дотику до струмоведучих частин;
- надійне екранування електромагнітних полів і відсутність радіоперешкод, малообслуговувані обладнання через свої високотехнологічних характеристик;
- невеликі витрати при експлуатації і в обслуговуванні;
- значне зниження обсягів будівельно-монтажних робіт.
Однак крім позитивних якостей КРПЕ володіє і негативними:
- відсутність можливості перевірки напруги на кабельній лінії електропередачі перед накладенням заземлення;
- особливі вимоги до приміщення в чистоті приміщення, вентиляції, опалення та кондиціонування, контролю загазованості;
- обов’язкове залучення для виконання робіт спеціально навченого персоналу, атестованого заводом-виробником;
- тривалий час відновлення при внутрішніх пошкодженнях;
- в стандартному виконанні при заміні деяких модулів виникає необхідність повного знеструмлення КРПЕ.
Згідно [1] для КРПЕ (комплектних розподільних пристроїв елегазових), як правило, застосовуються ті ж схеми, що і для ВРП. При проектуванні КРПЕ слід мати на увазі наступні вимоги.
Комірки КРПЕ виготовляються на напругу до 750 кВ.
У КРПЕ основні елементи, з яких збирається схема, в тому числі апарати (вимикачі, роз’єднувачі, заземлювачі, вимірювальні апарати і ін.) І збірні шини, укладені в газощільні кожухи з алюмінію-ніевих сплавів і являють собою закінчені монтажні одиниці-модулі . Окремі апаратні модулі (блоки) з’єднуються між собою газощільних фланцевими сполуками.
Набір зазначених модулів, що представляє закінчену ланцюжок схеми, називається осередком. З осередків і окремих модулів збирається РУ (КРПЕ).
З комірок та модулів можна зібрати КРПЕ по кожній із наведених схем.
Схему з обхідний системою шин для КРПЕ, як правило, застосовувати не рекомендується внаслідок його значного подорожчання. Надійність обладнання КРПЕ досить висока, і додаткове підвищення його надійності за рахунок застосування обхідної системи шин недоцільно.
На підстанціях з КРПЕ на лінійних вводах рекомендується застосовувати швидкодіючі заземлювачі. Зв’язок КРПЕ з трансформаторами доцільно виконувати кабелями або закритими струмопроводами.
Слід мати на увазі, що вартість обладнання (осередків) КРПЕ в 1,5-2,0 рази вище сумарної вартості окремо розташованих апаратів у ВРУ, яке виконано за тією ж схемою, що і КРПЕ. Однак загальні капітальні витрати на спорудження КРПЕ ненабагато вище, ніж на спорудження ВРП. Особливо це відноситься до ПС, що споруджуються в містах, де вартість землі висока.
Модуль вимикача типу ELK-01 рис. 5 має два або три сполучних фланця, положення і форма яких визначаються схемою підстанції. Оскільки всі інші модулі можуть з’єднуватися безпосередньо, при належному плануванні проекту можна створювати дуже компактні і, отже, недорогі підстанції.
Рис. 5 – КРПЕ типу EXK-01. Модульна система
Вимикач вимагає дуже невеликого часу обслуговування, працює на автодутьевом принципі з одним ступенем тиску і має один розрив на полюс. Дугогасильні камери характеризується послідовним розмиканням головних і дугогасильних контактів. Використання довговічних дугогасильних контактів і відсутність зносу основних контактів дозволяють проводити перевірки і технічне обслуговування дугогасительного пристрої набагато рідше, а в більшості випадків взагалі відмовитися від них.
В процесі відключення дутьевой поршень, з’эднаний з контактним соплом, створює потік елегазу, необхідний для гасіння дуги під час руху. Поршень автопневматіческого вимикача, з’єднаний з контактним соплом, створює потік елегазу, необхідний для гасіння дуги під час руху на відключення.
3.2. Схема підстанції
Рис. 6 – Модель підстанції КРПЕ з безпосереднім з’єднанням через шинопровід з елегазової ізоляцією
Представлений ескізний проект ПС напругою 110/10 кВ дозволяє встановити на ПС силові трансформатори потужністю до 63 МВ · А. На рис. 7 показана принципова схема ПС. Схема ЗРП-110 кВ дозволяє здійснити харчування ПС від чотирьох кабельних ліній, т. Е. ПС може мати зв’язку, по крайней мере, з двома живлять центрами. Осередки ЕХК-0 формують одинарну систему збірних шин 1СШ і 2СШ. Між секціями встановлений секційний вимикач. Силові трансформатори потужністю 10 МВ. А підключаються до секцій 1СШ і 2СШ через вимикачі, ПС функціонально може бути виконана тупикової, підключених до цих відгалужень або прохідний.
На відміну від звичайного пневматичного вимикача, автопневматіческій вимикач має двосекційний дутьевой обсяг, в якому секції розділені вільно переміщається клапаном-заслінкою.
У камері стиснення відбувається стиснення елегазу під час руху контакту на відключення. Газ гасить дугу робочого струму, а також слабкий струм короткого замикання. Камера стиснення і геометрія контактів оптимізовані для забезпечення захисту від невеликих перенапруг і м’якого гасіння дуги.
У камері нагріву відбувається нагрів елегазу за рахунок енергії дуги короткого замикання. Створюване при цьому тиск використовується для відключення струмів короткого замикання аж до номінального струму відключення. Таким чином, енергія, необхідна для відключення струму короткого замикання не створюється приводом, і привід (гідропружінний) може бути виключно простим і надійним.
Рис. 7 – Принципова схема ЗРП-110 кВ
Перелік джерел
Кокин С. Е. Схемы электрических соединений подстанций: учебное пособие / С. Е. Кокин, С. А. Дмитриев, А. И. Хальясмаа, – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015, – 100 с.
Токо-шинопроводы 0,4-35 кВ с воздушной изоляцией. Техническое описание, // Группа компаний
Мосэлектро
Ершов А. М. Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения. Часть 3: Защита электрических сетей напряжением 6-10 кВ // Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2013, – 161 с.
Руководство пользователя по применению комплектного распределительного устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ) на номинальное напряжение 72,5 кВ и выше CIGRE WG 23-10 Рабочая группа 03 У. Качинский, У. Боек Р. К. Болин А. Де Геус, Х. Хисингер, П. А. Холт, Ю. Мураяма, Дж. Джоунс, О. Кнудсен, С. Кобайши, Д. Копейткова, Б. Маззолени, Б. Приор, А. С. Сахни, Дж. П. Тейллебойс, К. Чаннен, П. Уэстер
Кабельные системы с изоляцией из сшитого полиэтилена. Руководство пользователя: https://library.e.abb.com
Выбор сечения питающей линии: http://www.energynow.ru
Овчаренко А. С., Рабинович М. Л., Мозырский В. Н., Розинский Д. И. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Проектирование и расчет 1985, – К.: Техника, 279 с.