Реконструкция распределительной подстанции РП-13 и трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ, расположенных в 40 и 41 комплексах Нового города Набережных Челнов
Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 7
1.1 Схемы городских электрических сетей 8
1.2 Модернизация распределительных устройств 6-10 кВ 15
Раздел 2. Конструкторская часть 18
2.1 Краткая характеристика объекта 19
2.2 Категории электроприемников. Надежность электроснабжения 21
2.3 Определение расчетных электрических нагрузок жилых зданий .. .22
2.4 Выбор числа и мощности ТП 27
2.5 Проверка трансформаторов на систематическую перегрузку 31
2.6 Проверка трансформаторов на аварийную перегрузку 32
2.7 Выбор отходящих линий 33
2.8 Собственные нужды РП-13 39
2.9 Заземление распределительной подстанции РП-13 39
2.10 Расчет освещения РП-13 42
Раздел 3. Технологическая часть 46
3.1 Расчет токов короткого замыкания 47
3.2 Выбор оборудования в ячейках питающих линий 10 кВ на РП-13 ... 50
3.2.1 Выбор разъединителя 50
3.2.2 Выбор выключателя 51
3.2.3 Выбор трансформатора тока 52
3.2.4 Выбор оборудования РП- 10 кВ 53
3.3 Выбор электрооборудования ячейки трансформатора ТМ-630/10... .54
3.3.1 Выбор шинного разъединителя 54
3.3.2 Выбор предохранителя 56
3.3.3 Выбор выключателя нагрузки 57
3.3.4 Выбор трансформаторов тока 57
3.3.5 Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения..58
3.3.6 Выбор сборочных шин 59
3.3.7 Выбор изоляторов 62
3.3.8 Электрооборудование ТП 63
Раздел 4. Спецвопрос. Контроль изоляции в оперативных цепях постоянного тока
4.1 Приборы для поиска мест повреждения изоляции 65
4.2 Меры борьбы с ложными срабатываниями высоковольтных
выключателей микропроцессорных устройств релейной защиты 68
4.3 Влияние емкости сети оперативного тока на ложные срабатывания
устройств релейной защиты 74
Заключение 76
Список литературы 78
Города являются крупными потребителями электроэнергии, так как в них проживает не только большая часть населения, но и расположено также большое количество промышленных предприятий.
В зависимости от размера города для питания потребителей, расположенных на его территории, должна предусматриваться соответствующая система электроснабжения, которая охватывает всех потребителей города, включая промышленные предприятия.
Для электроснабжения основной массы потребителей используется распределительная сеть напряжением 6-10 кВ и сеть общего пользования напряжением 0,38 кВ.
Для городов характерен рост электропотребления, что требует систематического развития электрических сетей. Рост электропотребления связан не только с увеличением количества жителей и развитием промышленности, но также с беспрерывным проникновением электрической энергии во все сферы жизнедеятельности населения. Растёт расход электрической энергии на бытовые нужды и коммунальное хозяйство городов.
Через городские распределительные сети в настоящее время передается до 40% вырабатываемой энергии. Таким образом, сети становятся самостоятельной областью энергетики, и проблема их рационального сооружения приобретает определённое народно-хозяйственное значение.
Под системой электроснабжения города понимается совокупность электрических сетей и трансформаторных подстанций, расположенных на территории города и предназначенных для электроснабжения его потребителей.
Городские электрические сети напряжением 6-10 кВ характерны тем, что в любом из микрорайонов могут оказаться потребители всех трёх категорий по надёжности электроснабжения. Естественно, это требует и надлежащего построения схемы сети.
В ПУЭ установлен ряд требований к конструкциям, размещению, оборудованию подстанций. Отметим наиболее важные из них. Подстанции не разрешается встраивать в жилые здания, школы, больницы, спальные корпуса санаториев. Поскольку трансформаторы с масляным заполнением взрывоопасны, их не разрешается размещать под и над помещениями, в которых могут находиться более 50 человек. При установке трансформаторов сухих или с негорючим наполнителем соблюдение этого требования не обязательно.
Для городов характерен рост электропотребления, что требует систематического развития электрических сетей. Существенное увеличение общей потребной для жилого дома мощности вызывает необходимость замены части внешних питающих электросетей. Реконструкция электрических сетей города Набережные Челны вызвана необходимостью замены устаревшего оборудования, расширением сетей и улучшением комфортных условий жителей района.
В дипломном проекте проведена реконструкция распределительной подстанции РП-13 и трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ, расположенных в 40 и 41 комплексах Нового города Набережных Челнов. В конструкторской части проекта выполнен расчет электрических нагрузок жилого района и общественных зданий, вычислены необходимые мощности трансформаторных подстанций с учетом выросшей поквартирной нагрузки. Местоположение трансформаторных подстанций не изменялось, поэтому картограмма нагрузок не строилась. Напряжение питающих линий осталось прежним 10 кВ. Отходящие от РП-13 линии проверены на перегрузочную способность и выбраны сечения кабелей. На трансформаторных подстанциях района по расчетным токам короткого замыкания выбрано электрооборудование и защитное оборудование - автоматика релейных защит. На всех питающих РП-13 и отходящих линиях провели замену масляных выключателей на вакуумные. Секционные разъединители СР заменили автоматическими САВ выключателями типа ВА57-35 с величиной коммутирующего тока до 1600 А.
Отказ электротехнического оборудования приводит к нарушению электроснабжения потребителей, в результате чего электросетевая компания недополучит определенную сумму оплаты за транспорт электроэнергии. Минимизировать потери можно лишь одним путем - в кратчайшие сроки возобновить электроснабжение потребителей. Для этого необходимо принять меры по определению поврежденного элемента и вводу его в работу. В дипломном проекте рассматривается внедрение микропроцессорной релейной защиты секционного выключателя и вводных кабелей распределительной подстанции РП-13. В качестве специальной части решается вопрос контроля состояния изоляции в оперативных цепях постоянного тока подстанций.
Оперативные цепи постоянного тока (ОЦПТ) на подстанциях являются важнейшими компонентами систем электроснабжения, без которых немыслима надежная работа релейной защиты, автоматики и систем управления. Эти цепи выполняются полностью изолированными от земли и имеют большую протяженность. В случае повреждения изоляции цепей одного из полюсов и появления на них земли, ОЦПТ продолжают нормально функционировать, но это повреждение должно быть выявлено и устранено как можно быстрее, т.к. может привести к аварийной ситуации. Однако после выявления факта снижения изоляции необходимо еще и найти место повреждения, что без специальных приборов выполнить очень сложно.
Очень важный параметр, который может быть решающим в выборе того или иного типа устройства контроля изоляции - это величина тестового тока, который измерительный прибор добавляет в оперативную цепь. Кроме этого фактора в разделе рассматривается и влияние емкости на процесс обнаружения дефекта изоляции ОЦПТ.
Заземление распределительной подстанции выполнено стальной полосой 40х4 мм по контуру здания при использовании 12 вертикальных электродов диаметром 12мм на глубину 0,7 м.
Освещение подстанции в нормальном режиме проведено светодиодными светильниками Luxon Bell 50 Вт при нормированной освещенности 150 лк.
1. Тульчин И.К., Нудлер Г.И. Электрические сети жилых и общественных зданий. - М.: Энергоатомиздат, 2003. - 304 с.
2. Кузнецов В.С. Электроснабжение и электроосвещение городов: учебное пособие для вузов / В.С. Кузнецов. - Минск: Вышэйшая школа, 2009. - 135 с.: ил.
3. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий: учеб. для студ. сред. проф. образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 368 с.
4. Воеводин И.С., Тихонова О.А., Безрукова Е.В. - Разработка автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://forca.ru/...
5. Правила устройства электроустановок. - X.: Изд-во «Форт», 2009. - 704 с.
6. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 2004. - 472 с.
7. Gevorkian Peter Alternative energy systems in building design. - The McGraw-Hill Companies, 2009. - 545 с.
8. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения . - М.: Инфра-М,
2006 - 481 с.
9. Козлов В.А. Электроснабжение городов / В.А. Козлов. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 2008. - 263 с.: ил.
10. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Проектирование и расчет/ А.С. Овчаренко, М. Л. Рабинович, В.И. Мозырский, Д.И. Розинский. - К.: Техшка, 2005. - 279 с.
11. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1997. - 368 с.: ил.
12. Цигельман И.Е. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий: учебник для техникумов - М.: Высшая школа,
2007. - 392 с.: ил.
13. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: учебное пособие для профессионального технического образования - М.: Мастерство, 2001. - 320 с.: ил.
14. Маньков В.Д. Основы проектирования систем электроснабжения . - Спб.: НОУ ДПО УМИТЦ «ЭлектроСервис», 2010. - 664 с.
15. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник для вузов - 2-е изд. - М.: Интермет Инжиниринг, 2006. - 672 с.
16. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: учебник для средних специальных учебных заведений - Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1990. - 363 с.
17. Борисов Б.П. Электроснабжение электротехнологических установок / А.К. Шидловского; АН УССР,Ин-т электродинамики. - К.: Наукова думка, 1999. - 245 с.
18. Фокина О.М. Экономическое управление энергосбережением / О.М. Фокина, В.И. Алехин // Энергосбережение и водоподготовка № 1. - 2004. -с. 81-85.
19. Назарычев А.Н. Обеспечение эффективности энергоснабжения на основе оценки технического ресурса электрооборудования / А.Н. Назарычев, Д.А. Андреев // Энергосбережение и водоподготовка № 1. -2005. -с. 35-41.
20. Гуревич В.И. Проблемы повышения надежности систем оперативного питания РЗА на постоянном токе // Электроэнергия. Передача и распределение. 2012. № 3.
21. Сидоренко С.Р., Денисова Н.В. Проектирование осветительных