Проектирование подстанции типа четырехугольник 220/35 с дополнительной исследовательской частью. Исследование линий на наличие наведенного напряжения

 

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ханты-Мансийского автономного округа - Югры

Сургутский государственный педагогический университет

Политехнический институт

Кафедра радиоэлектроники






Курсовая работа

по курсу: Электрические станции и подстанции

на тему:

Проектирование подстанции типа четырехугольник - 220/35 с дополнительной исследовательской частью. Исследование линий на наличие наведенного напряжения




Исполнитель: студентка группы 12-14

Шуманская Елена Владимировна,

Научный руководитель: к.п.н., доцент

Голдобин Дориан Артемьевич






Сургут 2014 г.


ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ


Вариант №7- схема четырехугольник - электрическая типовая схема подстанции



График нагрузки:

С 24- до 8 утра - P/Pmax=0.2 о.е.

С 8 - до 10 утра - P/Pmax=1 о.е.

С 10 -18 вечера - P/Pmax=0.6 о.е.

С 18- 24 ночи - P/Pmax=0.8 о.е.

Суточный график нагрузки необходим для выбора количества и мощности трансформаторов, а также токоведущих элементов подстанции

Исходные данные:

Номинальное напряжение низкой стороны Uн.н = 35 кВ

Номинальное напряжение высокой стороны Uв.н = 220 кВ

Активная мощность (максимально потребляемая нагрузка) Рmax=600 МВт

Ток короткого замыкания, трехфазныйI к.з.(3)= 10 кА


СОДЕРЖАНИЕ


ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДСТАНЦИИ 220/35

1.1 Теоретическое обоснование выбора типовой электрической схемы подстанции и выявление особенностей такой схемы

1.2 Выбор оборудования для подстанции 220/35 и обоснование выбора данного типа оборудования по предварительно проведенному расчету

.2.1 Выбор силовых трансформаторов

.2.2 Выбор выключателей

.2.3 Выбор разъединителей

.2.4 Выбор трансформаторов тока

.2.5 Выбор трансформаторов напряжения

.2.6 Выбор шин и ошиновок

.2.7 Выбор опорных изоляторов

.2.8 Выбор ОПН

.2.9 Компоновка электрической подстанции 220/35

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО 1 ГЛАВЕ

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Исследование линий на наличие наведенного напряжения в линии 500 кВ

.2 Влияние линий более высокого напряжения на линии более низкого напряжения. Расчет наводок

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО II ГЛАВЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ



ВВЕДЕНИЕ


В наше время вся хозяйственная деятельность построена на использовании электрической энергии. Ни одно производство, ни одно предприятие не может функционировать, не будучи электрифицированным. Поэтому существует необходимость в строительстве новых электроустановок.

Комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений, предназначенный для производства ил и преобразования, передачи, распределения или потребления электрической энергии, называется электроустановкой.

Электроэнергия, вырабатываемая на электростанции, поступает на электрические подстанции, на которых происходит преобразование электроэнергии по напряжению, частоте или роду тока.

Электрические подстанции - это электроустановки, предназначенные для распределения электроэнергии (распределительные подстанции), преобразования электроэнергии одного напряжения в энергию другого напряжения с помощью трансформаторов (трансформаторные подстанции). По способу присоединения к сети подстанции делят на тупиковые, ответвительные, проходные и узловые.

Тупиковая подстанция - это подстанция, получающая электроэнергию от одной электроустановки по одной или нескольким параллельным линиям.

Ответвительная подстанция присоединяется глухой отпайкой к одной или двум проходящим линиям. Проходная подстанция включается в рассечку одной или двух линий с двусторонним или односторонним питанием.

Узловая подстанция - это подстанция, к которой присоединено более двух линий питающей сети, приходящих от двух или более электроустановок.

В данном курсовом проекте необходимо реализовать задачу расчета и проектирования электрической части узловой подстанции с напряжениями 220/35кВ.

Понижающие подстанции предназначены для распределения электрической энергии по сети низкого напряжения и создания пунктов соединения сети ВН (коммутационных пунктов).

Подстанции классифицируются по их месту в ЕН ЭС и способу присоединения на тупиковые, ответвительные, проходные и узловые. Через шины проходных и узловых подстанций могут осуществляться перетоки мощности между отдельными частями энергосистемы, поэтому такие подстанции называются транзитными.

Подстанции включают в себя один или два трансформатора или автотрансформатора. Количество трансформаторов зависит от надёжности электроснабжения потребителей.

Целью данной работы является проектирование электрической части подстанции при условии, что электрическая схема задана.

В курсовом проекте должны быть решены следующие задачи:

1) выбор мощности силовых трансформаторов;

) выбор марки проводов питающих линий;

) обоснование принципиальной электрической схемы подстанции;

) выбор выключателей и коммутирующих устройств - разьединителей по току короткого замыкания необходимом для выбора и проверки электрооборудования;

) выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения, проходных и опорных изоляторов, нелинейных ограничителей перенапряжения, гибкой ошиновки РУ и жёстких шин.



ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДСТАНЦИИ ТИПА ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНИК 220/35


1.1Обоснование выбора схемы «четырехугольник-7»


Подстанция один из наиболее сложных и наиболее часто встречающихся элементов электроэнергетической системы, который требует при проектировании и сооружении многообразия профессий привлеченных работников и значительных трудозатрат.

Трудозатраты строительно-монтажных работ при сооружении ПС в два - три раза выше, чем при строительстве воздушных линий.

Территория открытых подстанций формируется в основном за счет открытых распределительных устройств (ОРУ) высшего напряжения (ВН), занимающих до 80% от общей площади ПС. Остальные 20% территории ПС занимают здания и сооружения (общеподстанционный пункт управления (ОПУ, закрытое (ЗРУ) или комплектное (КРУ) распредустройство, синхронные компенсаторы, склад масла, башня для ремонта трансформаторов и т.д.).

В общем случае выбор схемы электрических соединений подстанций оказывает влияние на выбор стратегии развития ЭЭС. Так, например, преобладание радиальных сетей позволяет применять упрощенные, а следовательно, и более дешевые схемы.

Исходя из данного варианты схемы - «Четырехугольник-7» необходимо выделить достоинства такой электрической схемы.

Данная схема относится к классу схем с двукратным принципом подключения присоединений. В этих схемах каждое присоединение коммутируется двумя выключателями. В тоже время эти схемы очень экономичны.

Схема четырехугольника применяется в РУ напряжением 110-750 кВ для двухтрансформаторных подстанций, питаемых по 2-м воздушным линиям, при необходимости секционирования транзитной ВЛ.

В последующем - при одном трансформаторе и двух линиях или при двух трансформаторах и одной линии- устанавливается, как правило, три выключателя.

Этапом развития схемы 7 возможна схема «треугольника» с двумя трансформаторами и одной линией или с двумя линиями и одним трансформатором (схема 6Н).

Схема «7» для подстанции с 4 присоединениями (2 ВЛ + 2Т) является практически по всем показателям более предпочтительной, чем схемы мостиков 5Н и 5АН.

Схема РУ подстанций должна удовлетворять экономически целесообразному уровню надежности, расчеты которого осуществляются, как привило при их выборе. Уровень надежности схемы РУ в различных режимах работы может быть жестко регламентирован

Результаты расчета надежности могут быть использованы для последующей оценки: частоты возможного полного или частичного погашения ПС, возможного недоотпуска электроэнергии, устойчивости работы энергосистемы, нарушения функционирования подключенных объектов и т.п.

При обосновании схем рассматриваются нормальный, ремонтный и послеаварийные режимы их работы.

В нормальном режиме все элементы схемы находятся в работе и ПС должна обеспечивать передачу всей получаемой мощности в систему (за вычетом расходов на собственные нужды) и полное электроснабжение потребителей.

В ремонтном режиме один из элементов отключается для проведения планового ремонта.

Пропускная способность элементов схем в ремонтных режимах, как привило должна исключать ограничение транзитов мощности.

Допускается при соответствующем обосновании и согласовании временное отключение потребителей и снижение или даже перерыв транзитных перетоков мощности.

Послеаварийные режимы - это режимы работы схемы после отказа (аварии) одного из элементов схемы. В качестве расчетных аварий рассматривается единичный отказ элемента схемы и отказ одного элемента во время другого. Нерасчетные аварийные режимы (отказ двух или трех элементов схемы), сопровождающиеся значительными разовыми экономическими последствиями, могут приниматься во внимание в случае, когда сравниваемые при расчетных авариях варианты схем равнозначны.

В послеаварийных режимах допускается снижение или даже перерыв транзитных перетоков мощности, а также ограничение электроснабжения потребителей, но при наличии технико - экономического образования, которое является сопоставлением экономических последствий отказов элементов схемы (ущерб потребителей) с затратами на увеличение пропускной способности схемы, исключающей ограничение электроснабжения потребителей.


1.2 Выбор оборудования для подстанции 220/35 и обоснование выбора данного типа оборудования по предварительно, проведенному расчету


.2.1 Выбор трансформаторов

Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях определяется величиной и характером электрических нагрузок (требуемой надежностью электроснабжения и характером потребления электроэнергии), территориальным размещением нагрузок, их перспективным изменением и при необходимости обосновывается технико-экономическими расчетами.

Двухтрансформаторные ТП применяются при преобладании электроприемников I и II категорий. При этом мощность трансформаторов выбирается такой, чтобы при выходе из работы одного другой трансформатор с учетом допустимой перегрузки принял бы на себя нагрузку всех потребителей (в этой ситуации можно временно отключить электроприемники III категории). Такие подстанции желательны и независимо от категории потребителей, но при наличии неравномерного суточного или годового графика нагрузки. В этих случаях выгодно менять присоединенную мощность трансформаторов, например, при наличии сезонных нагрузок, одно или двухсменной работы со значительными изменениями загрузки смен.

В системах электроснабжения промышленных предприятий наиболее распространены следующие единичные мощности трансформаторов: 630, 1000,1600 кВА, в электрических сетях городов - 400, 630 кВА. Практика проектирования и эксплуатации показала необходимость применения однотипных трансформаторов одинаковой мощности, так как разнообразие их создает неудобства в обслуживании и вызывает дополнительные затраты на ремонт.

В общем случае выбор мощности трансформаторов производится на основании следующих основных исходных данных: расчетной нагрузки объекта электроснабжения, продолжительности максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, стоимости электроэнергии, нагрузочной способности трансформаторов и их экономичной загрузки.

Основным критерием при выборе единичной мощности так же, как и количества трансформаторов, является минимум приведенных затрат, полученный на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Важное значение при выборе мощности трансформаторов является правильный учет их нагрузочной способности. Под нагрузочной способностью трансформатора понимается совокупность допустимых нагрузок, систематических и аварийных перегрузок из расчета теплового износа изоляции трансформатора.

Если не учитывать нагрузочную способность трансформаторов, то можно необоснованно завысить при выборе их номинальную мощность, что экономически нецелесообразно.

Номинальная мощность трансформатора выбирается исходя из максимальной мощности нагрузки, которая задается исходными данными.

Номинальная мощность трансформатора рассчитывается по формуле:


S ном= Pmax /cos ?= 600МВт/0.85=706МВА


Исходя из графика нагрузки, максимально допустимая перегрузка составляет всего 2 часа - 30%, поэтому мощность трансформатора выбираем из номенклатурного ряда силовых трансформаторов - табл.1.1.

Выбирается тип трансформатора с учетом параметров нагрузки - ТЦ 630000/220-74 У1, номинальная полная мощность S ном=630 МВА.


Таблица 1.1

Справочные данные силовых трансформаторов 220 кВ [1]

ИпSном, МВАНапряжение обмотки, кВГабариты, мМасса, тВНСНННДлинаШиринаВысотаМаслаПолнаяВысшее напряжение 220 кВТД-80000/22080242-6,3; 10,5; 13,86,354,455,4545160ТДЦ-125000/220125242-10,5; 13,87,74,57.6535175ТЦ-160000/220160242-13,8; 15,75……………ТДЦ (ТЦ) -200000/220200242-13,8; 15,75; 1812,6 (11,25)5,6 (4,1)7,5546215ТДЦ (ТЦ) -250000/220250242-13,8; 15,7511,4 (10,55)4,2 (3,35)8,842250ТДЦ (ТЦ)-400000/220-73(71)У1400242-13,8; 15,75; 2012,554,4757,725…365ТДЦ-400000/220-78Т1400237-2112,25,988,45…330ТЦ-630000/220-74У1630242-15,75; 2013,756,748,06…480

1.2.2 Выбор выключателей

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения в цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

Надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);

Быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;

Пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

Возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше;

Легкость ревизии и осмотра контактов;

Взрыво- и пожаробезопасность;

Удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток Iном и номинальное напряжение Uном.

Основными конструктивными частями выключателей являются: контактная система с дугогасительным устройством, токоведущие части, корпус, изоляционная конструкция и приводной механизм.

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей: масляные баковые, маломасляные, воздушные, элегазовые, электромагнитные, автогазовые, вакуумные выключатели. Особая группа - выключатели нагрузки - рассчитаны на отключение токов нормального режима.

К установке на РУ 220 кВ примем выключатель ВГТ-220. Основные технические характеристики выключателя приведены далее, в том числе в таблице 1.2.

Выключатель элегазовый баковый типа ВЭБ-220 (220кВ)


Рис. 1.1


·Выключатель ВЭБ-220 предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах, а также работы в циклах АПВ в сетях трехфазного переменного тока частоты 50, 60 Гц с номинальным напряжением 220 кВ.

·Выключатель изготавливается в климатическом исполнении УХЛ1 категории размещения 1 ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543.1 и предназначен для эксплуатации в открытых и закрытых распределительных устройствах в районах с умеренным и холодным климатом при следующих условиях:

oокружающая среда - невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Содержание коррозионноактивных агентов по ГОСТ 15150-69 (для атмосферы типа II);

oверхнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет плюс 40°С;

oнижнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет минус 60°С;

oотносительная влажность воздуха: при температуре +15°С - 75% (верхнее значение 100% при температуре +25°С);

oпри гололеде с толщиной корки льда до 20 мм и ветре скоростью до 15 м/с, а при отсутствии гололеда - при ветре скоростью до 40 м/с;

oвысота установки над уровнем моря не более 1000 м;

oтяжение проводов в горизонтальном направлении не более 1000 Н (100 кГс).

oпо заказу возможна поставка выключателя в климатическом исполнении Т1 (верхнее рабочее значение температуры воздуха +55°С).

Основными преимуществами выбранного типа выключателя являются следующие:

oналичие встроенных трансформаторов тока с высокими классами точности и характеристиками;

oкомплектация пружинным приводом ППВ. Пониженные усилия оперирования выключателем;

oиспользование в соединениях двойных уплотнений, а также «жидкостного затвора» в узле уплотнения подвижного вала. Естественный уровень утечек - не более 0,5% в год - подтверждается испытаниями каждого выключателя на заводе-изготовителе по методике, применяемой в космической технике;

oсовременные технологические и конструкторские решения и применение надежных комплектующих, в том числе высокопрочных изоляторов зарубежных фирм;

oвысокая заводская готовность, простой и быстрый монтаж и ввод в эксплуатацию;

oвысокая коррозионная стойкость покрытий (горячий цинк), применяемых для стальных конструкций выключателя;

oвысокий коммутационный ресурс, заданный для каждого полюса, в сочетании с высоким механическим ресурсом, повышенными сроками службы уплотнений и комплектующих, обеспечивают при нормальных условиях эксплуатации не менее, чем 25-летний срок службы до первого ремонта;

oавтоматическое управление системами элетроподогрева и сигнализация об их исправной работе;

oвозможность отключения токов нагрузки при потере избыточного давления газа в выключателе;

oсохранение электрической прочности изоляции выключателя при напряжении равном 1,15 наибольшего фазного напряжения в случае потери избыточного давления газа в выключателе;

oотключение емкостных токов без повторных пробоев, низкие перенапряжения;

oнизкий уровень шума при срабатывании;

oвысокие пожаро- и взрывобезопасность.


Таблица 1.2

Основные технические характеристики выключателя ВЭБ-220 [1]

№ п/пНаименование параметраЗначение1Номинальное напряжение, кВ2202Наибольшее рабочее напряжение, кВ2523Номинальный ток, A31504Номинальный ток отключения, кА505Параметры сквозного тока короткого замыкания, кА:наибольший пик125начальное действующее значение периодической составляющей50ток термической стойкости50время протекания тока термической стойкости, с36Параметры тока включения, кАнаибольший пик125начальное действующее значение периодической составляющей507Ток ненагруженных линий, отключаемый без повторных пробоев, А, не более1258Ток одиночной конденсаторной батареи, отключаемый без повторных пробоев, А3009Индуктивный ток шунтирующего реактора, А50010Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с0,312Испытательное одноминутное напряжение частоты 50 Гц, кВ46013Испытательное напряжение грозового импульса (1,2/50 мкс)относительно земли900между разомкнутыми контактами105014Тип приводаПружинный15Номинальное напряжение питания электродвигателя завода включающих пружин, В22016Количество приводов117Абсолютное давление элегаза, МПа, при 20° С:- давление заполнения- давление предупредительной сигнализации- давление блокировки - запрета оперирования0,70 0,62 0,6018Масса выключателя с приводом, не более, кг:- с керамической изоляцией- с полимерной изоляцией5350 420019Масса элегаза в выключателе, кг9420Расход элегаза на утечки в год, % от массы элегаза, не более0,521Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69УХЛ 1

Устройство и работа

·Выключатели изготавливаются в трехполюсном исполнении. Полюсы выключателя, включающие в себя одноразрывные дугогасительные устройства и высоковольтные вводы, установлены на опорной раме, покрытой горячим цинком.

·Управление выключателем осуществляется одним пружинным приводом типа ППВ.

Пружинный привод по исполнению механизма завода рабочих пружин может быть изготовлен с универсальным двигателем на напряжение = 220 В и однофазное ~230 В или = 110 В. Для управления выключателем в каждом приводе установлены: 1 электромагнит включения и 2 электромагнита отключения. В зависимости от заказа электромагниты могут поставляться на напряжение 220 В или 110 В постоянного тока. В шкафу привода установлена автоматическая система включения и контроля работы подогрева мощностью 280 Вт и неотключаемый антиконденсатный нагреватель мощностью 70 Вт. Номинальное напряжение питания устройств подогрева ~220 В. В электрической схеме привода имеется переключатель выбора режима управления «местное/дистанционное» и реле блокировки от многократных включений.

·В качестве дугагасительной и изоляционной среды в выключателе применен специальный инертный негорючий газ - элегаз (во всём диапазоне рабочих температур), что делает выключатель практически необслуживаемым во время всего срока эксплуатации, а также благодаря этому выключатель взрыво- и пожаробезопасен. Полюсы выключателя снабжены защитными мембранами, что делает его взрывозащищённым даже при возникновении внутреннего короткого замыкания.

·Каждый полюс выключателя снабжён электроконтактными сигнализаторами плотности, для осуществления постоянного мониторинга состояния элегаза.

·Выключатели по выбору заказчика комплектуются высокопрочными фарфоровыми или полимерными изоляторами, закупаемыми у ведущих зарубежных изготовителей. Изоляторы могут иметь II*, III или IV степень загрязнения по ГОСТ 9920.

·Выключатель комплектуется встроенными трансформаторами тока типа ТВГ-220, которые устанавливаются на вводы выключателя. На полюсы выключателя может быть установлено до шести трансформаторов тока для коммерческого учета, измерения и защиты (по специальному заказу возможна установка до восьми трансформаторов тока на полюс). Характеристики и комплектация выключателей встроенными трансформаторами тока могут быть выполнены в соответствии с требованиями заказчика.

·Выключатель снабжен устройствами элетроподогрева полюсов. Электроподогрев состоит из двух ступеней, каждая из которых автоматически включается и отключается соответствующими элементами управления, размещенными в шкафу вторичных соединений. С помощью установленных в устройства элетроподогрева датчиков температуры предусмотрена сигнализация об исправной работе нагревателей.

·Выводы трансформаторов тока, сигнализаторов плотности, датчиков температуры выведены в шкаф вторичных соединений, который размещен на раме выключателя.

·Выключатель поставляется в частично разобранном виде, имеет высокую заводскую готовность, что обеспечивает сохранение заводской регулировки и предельно упрощает монтаж и наладку. Транспортировка к месту монтажа возможна какжелезнодорожным, так и автомобильным транспортом (автотрейлером).

·Шеф-монтаж и шеф-наладка производятся специалистами завода-изготовителя.

·Габаритный чертеж выключателя представлен на рисунке 1.2


Рис. 1.2:1 - привод пружинный, 2 - ycтpoйствo гасильное, 3 - ввод, 4 - вывод, 5 - устройство электроподогрева, 6 - сигнализатор плотности, 7 - указатель положения контактов, 8 - рама, 9 - устройство передаточное, 10 - механизм отключающий, 11 - шкаф вторичных coeдинений, 12 - опора рамы, 13 - болт М16, 14 - знак заземления, 15 - фланцец, разрывной мембраны, 16 - клапан для заправки элегазом

Проверка данного выключателя:


Таблица 1.3

Основные технические параметры выключателя ВЭБ-220

Тип выключателяIНОМ, АSОТКЛ.МВАIОТКЛ, кАIУД, кАtОТКЛ, сtВКЛ, сТок термической стойкости, кА/ доп. Время в сНаиб. пик, кАНачальное действ. знач. периодич. Составл., кАПрим.ВЭБ-22031507600501000,0250,0850/312550УХЛ 1

Проверим выбранный выключатель по следующим условиям:

А) По длительному току:



А?1850А

Б) Проверка на возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ:



- номинальное допустимое значение апериодической составляющей в отключаемом токе;

- апериодическая составляющая токов КЗ в момент расхождения контактов выключателя



- определяется по графику (Рожкова), при условии:


? = ?р.защиты+ ?с.выкл.=0,01+0,025=0,035 c.


?с.выкл- собственное время отключения выключателя

?р.защиты - время действия релейной защиты


Значит,

Ia,?=1.4*Iпо*e- ?/ ?a


?a - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя;


Ia,?= 1.4*50000А*e-1.7=12,6кА

,6кА?31.5 кА


В) По включающей способности:



- номинальный ток выключателя (действующее значение периодической составляющей тока кз)

- начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя;

10кА?50 кА

Г) Проверка на термическую стойкость - по тепловому импульсу тока КЗ:



- тепловой импульс тока КЗ;

- среднеквадратическое значение тока за время его протекания (ток термической стойкости);

- длительность тока термической стойкости.


Bк=Iпо 2* (tоткл. + ?a)=102* (0,025+0,03)=5,5

Iтерм2* tтерм.=502*3=7500 кА2с

,5 кА2 ?7500 кА2с.

Таким образом, выбранный выключатель отвечает всем предъявляемым требованиям. Принимаем выключатель ВЭБ-220.


1.2.3 Выбор разъединителей

Разъединитель - это коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток. При ремонтных работах разъединителем создается видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами, выведенными в ремонт.

Разъединители могут быть внутренней и наружной установок. Заземляющие ножи могут быть расположены со стороны шарнирного или разъемного контакта или с обеих сторон. Заземляющие ножи имеют механическую блокировку, не разрешающую включать их при включенных главных ножах.

Включение и отключение разъединителей осуществляется электродвигательным приводом (ПДВ), позволяющим произвести эти операции дистанционно. Для управления заземляющими ножами используются ручные рычажные приводы (ПР, ПЧ).

Помимо этого основного назначения разъединители используют также для других целей, поскольку их конструкция это позволяет, а именно:

) для отключения и включения ненагруженных силовых трансформаторов небольшой мощности и линии ограниченной длины при строго установленных условиях;

) для переключений присоединений РУ с одной системы сборных шин на другую без перерыва тока;

) для заземления отключенных и изолированных участков системы с помощью вспомогательных ножей, предусматриваемых для этой цели.

Выбор разъединителя для РУ 220 кВ.

.

Принимаем разъединитель типа:

РНДЗ.1-220/2000 У1, РНДЗ.2-220/2000 У1 с одним (шинные разъединители) и двумя (линейные) заземляющими ножами. Параметры разъединителей приведены в таблице 1.4

Р - разьединитель

Н - наружный

Д - двухколонковый

З - наличие заземлителя


Таблица 1.4

Основные технические характеристики разъединителей [2]

Тип разъединителяIНОМ, АUНОМ.кВIТЕРМ, кА Главных ножей/время сIТЕРМ, кА заземляющих ножей/время, сIПРЕД. СКВ, кА Главных ножейIПРЕД. СКВ, кА Заземляющих ножейРНДЗ.1 - 110/1000 У1200022040,340,1100100РНДЗ.2 - 110/1000 У1200022040,340,1100100

Выполним проверку данных разъединителей:

А) По номинальному напряжению:



220 кВ ?220 кВ

Б) По длительному току:



2000А ?1850А

В) По термической стойкости - по тепловому импульсу тока КЗ:

а) Главных ножей:


Bк=Iпо 2* (tоткл. + ?a)


Iпо=10 кА(из исходных данных)

Bк=528,5 кА2


Iтерм2* tтерм.=402*3=4800 кА2с

,5 кА2 ?4800 кА2с.


б) Заземляющих ножей:


Iтерм2* tтерм.=402*1=1600 кА2с

,5 кА2 ?1600 кА2с.


Таким образом, выбранные разъединители удовлетворяют всем предъявленным требованиям. Принимаем разъединители: РНДЗ.1 - 220/2000 У1; РНДЗ.2 - 220/2000 У1.


1.2.4 Выбор измерительных трансформаторов тока

Трансформаторы тока предназначены для подключения измерительных приборов и реле защиты. Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Трансформаторы тока классифицируются по различным признакам:

. По назначению трансформаторы тока можно разделить на измерительные, защитные, промежуточные (для включения измерительных приборов в токовые цепи релейной защиты, для выравнивания токов в схемах дифференциальных защит и т.д.) и лабораторные (высокой точности, а также со многими коэффициентами трансформации).

. По роду установки различают трансформаторы тока:

а) для наружной установки (в открытых распределительных устройствах);

б) для закрытой установки;

в) встроенные в электрические аппараты и машины: выключатели, трансформаторы, генераторы и т.д.;

г) накладные - надевающиеся сверху на проходной изолятор (например, на высоковольтный ввод силового трансформатора);

д) переносные (для контрольных измерений и лабораторных испытаний).

. По конструкции первичной обмотки трансформаторы тока делятся на:

а) многовитковые (катушечные, с петлевой обмоткой и с восьмерочной обмоткой); б) одновитковые (стержневые); в) шинные.

. По способу установки трансформаторы тока для закрытой и наружной установки разделяются на:

а) проходные; б) опорные.

. По выполнению изоляции трансформаторы тока можно разбить на группы:

а) с сухой изоляцией (фарфор, бакелит, литая эпоксидная изоляция и т.д.);

б) с бумажно-масляной изоляцией и с конденсаторной бумажно-масляной изоляцией;

в) газонаполненные (элегаз <#"justify">Применение трансформаторов тока обеспечивает безопасность при работе с измерительными приборами и реле, поскольку цепи высшего и низшего напряжений разделены; позволяет унифицировать конструкции измерительных приборов для номинального вторичного тока 5 А (реже 1 или 2,5 А), что упрощает их производство и снижает стоимость.

Погрешность трансформатора тока зависит от его конструктивных особенностей: сечения магнитопровода, магнитной проницаемости материала магнитопровода, средней длины магнитного пути. В зависимости от предъявляемых требований выпускаются трансформаторы тока с сердечниками классов точности: 0,2;0,5; 1; 3; 10, - это также токовая погрешность. Она зависит от нагрузки вторичной обмотки, с её увеличением ТА работает с худшим классом точности. Нормально ТА работает в режиме, близком к току КЗ, поэтому разрыв вторичной обмотки, при протекании тока в первичной, не допустим.

Отечественные трансформаторы тока имеют следующее обозначения:

·первая буква в обозначении "Т" - трансформатор тока

·вторая буква - разновидность конструкции: "П" - проходной, "О" - опорный, "Ш" - шинный, "Ф" - в фарфоровой покрышке

·третья буква - материал изоляции: "М" - масляная, "Л" - литая изоляция, "Г" - газовая (элегаз).

Далее через тире пишется класс изоляции трансформатора тока, климатическое исполнение и категория установки Например: ТПЛ - 10УХЛ4 100/5А: "трансформатор тока проходной с литой изоляцией с классом изоляции 10 кВ, для умеренного и холодного климата, категории 4 с коэффициентом трансформации 100/5" (читается как "сто на пять").

Примем для напряжения 220 кВ трансформатор ТГФМ- 220 УХЛ1, где

Т - трансформатор тока,

Г - (газ) элегазовый,

Ф - с фарфоровой покрышкой,

М - модифицированный.

Трансформатор тока «ТГФМ 220» представляет собой модернизацию трансформатора «ТГФ-220» с целью повышения надежности при транспортировке, увеличения запасов от некорректных действий при монтаже и снижения затрат.

Элегазовый трансформатор тока ТГФМ-220 предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления в сетях переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 кВ.

Элегазовый трансформатор тока ТГФМ-220 отвечает требованиям следующих нормативных документов:

. ГОСТ 7746-2001 «Трансформаторы тока. Общие технические условия»

. ГОСТ 15150-69 «Исполнения для различных климатических районов в части воздействия факторов внешней среды»

. ГОСТ 9.014-78 «Единая система защиты от коррозии и старения»

. ПБ03-576-03 «Правила устройств и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением»

. ТУ-3414-006-00213606-2207

. Сертификат соответствия РОСС RU.МЕ95.В15804.

Конструкция внутренней изоляции ТГФМ-220 базируется на уникальных изоляционных свойствах элегаза и специальной форме экранов, создающих практически однородное электрическое поле. Трансформатор тока ТГФМ-220 имеет два исполнения по минимальной температуре эксплуатации:

ТГФМ-220-УХЛ1* при минимальном избыточном давлении элегаза в аппарате 0,22 МПа и обычном крепеже для минимальной температуры - -55°С.


Таблица 1.5

Основные технические характеристики трансформатора тока ТГФМ-220-УХЛ1 [6]

ХарактеристикиЗначенияНоминальное напряжение, кВ220Наибольшее рабочее напряжение, кВ252Номинальная частота, Гц50Номинальный ток первичной обмотки, А300-600, 500-1000, 600-1200, 750-1500,1000-2000, 1500-3000Номинальный ток вторичной обмотки, А1 или 5Удельная длина пути утечки, см/кВ2,25Односекундный ток термической стойкости, кА86-104Ток электродинамической стойкости, кА125-150Климатическое исполнениеУХЛ1*УХЛ1Нижнее значение рабочей температуры, °С-50-60Изолирующая средаэлегазСмесь: элегаз 30% азот 70%Номинальное давление заполнения, МПа изб0,320,45Давление аварийной сигнализации, МПа изб0,220,36Давление предупредительной сигнализации, МПа изб0,240,38Общее число вторичных обмотокmax 6Классы точности обмоток для измерений0,2S 0,2 0,5S 0,5Номинальная нагрузка обмоток для измерений, ВА2 - 30Коэффициент безопасности обмоток для измерений5, 10, 15,Классы точности обмоток для защиты5Р 10РНоминальная нагрузка обмоток для защиты, ВА10-60Номинальная предельная кратность обмоток для защиты20-40Масса ТГФМ-220700 ±70 кг

ТГФМ-220-УХЛ1 при минимальном избыточном давлении смеси элегаз-азот в аппарате 0,36 МПа и холодостойком крепеже для минимальной температуры - -60°С. Трансформатор тока ТГФМ-220 имеет внутреннюю конструкцию с жестко связанными деталями и узлами, для которой понятия сейсмостойкость и сейсмопрочность эквивалентны. Испытания на сейсмопрочность воздействиями в 9 баллов по шкале MSK-64 подтвердили прочность и работоспособность изделия при землетрясениях максимальной силы.

Технические характеристики ТГФМ-220

Чертеж ТГФМ-220



Из перечня технических параметров данного ТТ, приведенного в таблице 1.5 выберем основные технические характеристики трансформатора тока.


Таблица 1.6

Основные технические характеристики трансформатора тока ТГФМ-220-УХЛ1

Тип Трансформатора токаIНОМ, А Первичный/ вторичныйUНОМ., кВiДИН, кАIТЕРМ, кА, Время в сТГФМ-2202000/5220150104/1

Выполним проверку данного трансформатора тока ТГФМ- 220 УХЛ1

А) По номинальному напряжению:

220кВ=220 кВ

Б) По длительному току:

2000А?1850А

В) По электродинамической стойкости:

150кА?16,52А

Г) По термической стойкости:



- тепловой импульс тока КЗ;

- среднеквадратическое значение тока за время его протекания (ток термической стойкости);

- длительность тока термической стойкости.


Bк=Iпо 2* (tоткл. + ?a)=102* (0,025+0,03)=5,5

Iтерм2* tтерм.=1042*1=10816 кА2с

,5 кА2 ?10816 кА2с.


Выбранный трансформатор тока удовлетворяет всем условиям проверки. Принимаем трансформатор тока ТГФМ-220 УХЛ1


1.2.5 Выбор трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Применение трансформаторов напряжения обеспечивает безопасность для людей, соприкасающихся с измерительными приборами и реле, поскольку цепи высшего и низшего напряжения разделены, позволяет унифицировать конструкции измерительных приборов, обмоток реле для номинального напряжения 100, что упрощает производство и снижает стоимость.

В соответствии со значением допустимой погрешности при определенных условиях работы трансформаторы напряжения разделены на четыре класса точности: 0,2; 0,5; 1; 3.

Номинальный режим TН зависит от нагрузки во вторичной обмотке и находится в пределах от до . Если нагрузка превышает , установленную для данного класса точности, то TН переходит в худший класс точности.

Трансформатор напряжения проверяем по условиям:

А) По номинальному напряжению:

200кВ =200 кВ

Б) По классу точности

Выбираем класс точности 3.

Выбираем трёхфазный трансформатор напряжения типа НАМИ-220-УХЛ1 класса точности 3, мощность которого в выбранном классе точности составляет до 1200 ВА.

3-фазный трансформатор напряжения НАМИ 220


Рис. 1.3


Электромагнитный антирезонансный однофазный трансформатор напряжения типа НАМИ-220 предназначен для установки в электрических сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с глухо заземленной нейтралью с целью передачи сигнала измерительной информации приборам измерения, устройств автоматики, защиты, сигнализации и управления.

Трансформатор имеет каскадную конструкцию и состоит из двух ступеней в фарфоровых корпусах с металлическими фланцами. Каждая ступень трансформатора имеет по два магнитопровода, закрепленных на соответствующих фланцах. Каждая ступень трансформатора имеет масляный затвор емкостью 2л, защищающий внутреннюю изоляцию от увлажнения.

Трансформатор и масляный затвор заполнены трансформаторным маслом марки ГК. Масляный затвор каждой ступени сообщается с атмосферой через дыхательную пробку. Имеется отверстие для доливки масла в основной бак каждой ступени, заглушенное шариком из нержавеющей стали и затянутое наглухо пробкой во избежание попадания влаги внутрь трансформатора.

Условия эксплуатации:

·высота установки над уровнем моря не более 1000 м

·температура окружающей среды от -60°С до +40°С

·допустимая величина механической нагрузки от горизонтального натяжения проводов не менее 1000 Н

·максимальная скорость ветра при отсутствии гололеда 40 м/с

·максимальная скорость ветра при наличии гололеда 15 м/с

·толщина стенки гололеда 20 мм

·сейсмостойкость трансформатора по шкале МSК не менее 7 баллов

·удельная длина пути утечки внешней изоляции 2,0-2,5 см/кВ

·средняя наработка до отказа не менее 8,8х106 часов

Технические характеристики:

·Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ: 220/?3

·Наибольшее рабочее напряжение первичной обмотки частоты 50 Гц, Кв: 252/?3

·Номинальное напряжение основной вторичной обмотки №1, кВ: 0,1/?3

·Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки №2, кВ: 0,1

·Номинальное напряжение основной вторичной обмотки №3, кВ: 0,1/?3

·Номинальная мощность, ВА, основной вторичной обмотки №1 в классах точности:

· 0,2: 200

· 0,5: 400

· 1,0: 600

·Номинальная мощность, ВА, дополнительной вторичной обмотки №2 в классах точности: - 3,0: 1200

·Номинальная мощность, ВА, основной вторичной обмотки №3 в классах точности:

· 0,2: 100

· 0,5: 200

· 1,0: 300

·Предельная мощность первичной обмотки, ВА: 2000

·Предельная мощность основной вторичной обмотки №1, ВА: 1200

·Предельная мощность дополнительной вторичной обмотки №2, ВА: 1200

·Предельная мощность основной вторичной обмотки №3, ВА: 800

·Группа соединения обмоток: 1/1/1/1-0-0-0

·Масса трансформатора, кг: 1500

·Масса масла, кг: 400

·Габаритные размеры, мм: 600х690х3360 [6]



1.2.6 Выбор шин и ошиновок на РУ 220 кВ

Назначение

Ошиновка предназначена для выполнения многопролетных сборных шин и внутриячейковых связей открытых распределительных устройств электрических станций и подстанций.

Конструкция

Ошиновка сборных шин и внутриячейковых связей выполнена из трубчатых шин. Каждая фаза сборных шин и внутриячейковых связей представляет собой шинную конструкцию, выполненную из ряда однопролетных шин. Сборные шины закреплены своими концами на опорных изоляторах, а внутриячейковые связи - на контактных выводах высоковольтной аппаратуры электрический станций и подстанций (разъединители, выключатели, трансформаторы и т.п.)

В конструкции ошиновки предусмотрено устройство для эффективного гашения вибраций, которые могут возникнуть при ветровых нагрузках. В качестве опорной изоляции применяются изоляторы фарфоровые или полимерные.

Крепление сборных шин к изоляторам осуществляется при помощи шинодержателей, а внутриячейковых связей к разъединителям, выключателям, трансформаторам и т.п. осуществляется с помощью держателей.

Электрическое соединение между собой соседних пролетов каждой фазы сборных шин осуществляется при помощи компенсаторов токовых.

Присоединение гибких спусков, ответвлений к сборным шинам (для присоединения оборудования) предусматривается опрессовкой на месте монтажа с использованием зажимов.

С двух сторон по торцам ошиновка закрыта торцевыми заглушками.

Ошиновка имеет цветные метки, соответствующие раскраске фаз: для фазы А - желтая, для фазы В - зеленая, для фазы С - красная.

В комплект поставки входят: трубчатые шины, опорные изоляторы, токовые компенсаторы, шинодержатели, держатели для внутриячейковых связей, зажимы для присоединения гибких спусков.

Дополнительно по заказу: металлоконструкции под опорную изоляцию

Преимущества:

Жесткая ошиновка высокой заводской готовности, в среднем, позволяет снизить металлоемкость ОРУ на 30-50%, расход железобетона на 10-20%, площадь ОРУ на 10-15%, объем строительно-монтажных работ и трудозатрат до 25% (в зависимости от схем электрических соединений ОРУ и конкретных условий района строительства).

В РУ 220 кВ жёсткая ошиновка, выполненная алюминиевыми проводами. Выбор производится по нагреву (допустимому току):



- максимальный рабочий ток, протекающий по шинам;

- допустимый ток шины.



Выбранные шины проверяют по условиям:

А) По допустимому току:

2000А ?1850А

Следовательно выбираем жесткую ошиновку - ШН-А(В,С)-220/2000УХЛ1.

Технические характеристики жесткой ошиновки данного типа - представлены в таблице 1.7.

Таблица 1.7

Основные технические характеристики жесткой ошиновки ШН-А(В,С)-220/2000УХЛ1 [5]

Наименование и тип изделияНоминальный ток, AТок термической стойкости, кАПредельный сквозной ток, кАОбозначение ТУГод постановки на производствоДЛЯ ОРУ-220 кВШН-А(В,С)-220/2000УХЛ1200050125ТУ 3414-073- -49040910-2007 (ИВЕЖ.685517.054 ТУ)II полуг. 2007ШНК-А(В,С)-220/2000УХЛ1- // -- // -- // -- // -- // -

Проверка на термическое действие токов КЗ не проводится, т.к. шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе;

Проверка по условиям коронирования может не проводится, т.к. согласно ПУЭ, для воздушной линии 220кВ минимальное сечение составляет 90 мм2.

Токоведущие части от выводов трансформатора до сборных шин выполняются теми же проводами, что и шины.


1.2.7 Выбор опорных изоляторов

Выбираем изоляторы опорные полимерные наружной установки на номинальное напряжение 220 кВ.

Изоляторы с данной нормированной разрушающей силой на изгиб 8 кН могут применяться в качестве изоляционных колонн в разъединителях серии РЛНД, РНДЗ, РДЗ, РГ и РПГ.

Возможность применения изоляторов в качестве шинных опор должна подтверждаться расчётом электродинамической стойкости шинных конструкций.

Основные технические характеристики опорных изоляторов наружной установки предназначенных для подстанций с напряжением 220 кВ, приведены в таблице 1.8


Таблица 1.8

Основные технические характеристики опорных изоляторов наружной установки 220 кВ [5]

ПараметрыТип изолятораОТПК 8-220 А-2 УХЛ1ОТПК 8-220 Б-2 УХЛ1ОТПК 8-220 В-2 УХЛ1Номинальное напряжение, кВ220Наибольшее рабочее напряжение, кВ253Испытательное напряжение грозового полного импульса, кВ9509501050Кратковременное испытательное напряжение промышленной частоты в сухом состоянии, кВ440Кратковременное испытательное напряжение промышленной частоты под дождём, кВ440Уровень радиопомех при 110% от наибольшего рабочего напряжении, Дб(мкВ), не более54 (500)Минимальное разрушающее усилие на изгиб в течение срока службы 30 лет, кН, не менее888Отклонение верхнего фланца под воздействием изгибающей силы 1,6 кН, мм не более181920Минимальный разрушающий крутящий момент в течение срока службы 30 лет, кНм, не менее1Угол поворота под воздействием крутящего момента 0,3 кНм, град., не более1Длина пути утечки, см (может быть изменена по заказу потребителей)353570630Масса, кг697173Диапазон рабочих температур, °СОт -60 до +50Строительная высота, Н, мм210022002300Присоединительные отверстия верхнего фланца, на Ød или ?b (могут быть изменены по заказу потребителей),размер фланца ?а, ммМ16 на Ø127,1804×М18 на Ø160,1804×М18 на Ø160,200Присоединительные отверстия нижнего фланца, на ØD или ?B (могут быть изменены по заказу потребителей),размер фланца ?А, ммМ18 на Ø160,2004×М18 на Ø160,1804×М18 на Ø180,220Форма фланцевКруглая, квадратная по заказуТип заменяемого фарфорового изолятораС8-950-II УХЛ1-С8-1050-II УХЛ1

Выбираем для нашей схемы опорные изоляторы ОТПК 8-220 Б-2 УХЛ1


.2.8 Выбор ОПН (ограничителей перенапряжения)

ОПН выбираем по классу напряжения:

Выбираем ограничители перенапряжений ОПН-220 УХЛ-1 в фарфоровых покрышках для электрических сетей класса напряжения 220 кВ <#"justify">Ограничители снабжены предохранительными устройствами, обеспечивающими взрывобезопасность аппарата.

Основные параметры ограничителей для сетей 220 кВ приведены в таблице 1.9.


Таблица 1.9

Основные параметры ограничителей для сетей 220 кВ с током пропускной способности 550 А

Основные технические характеристикиОПН-220/146/10/550 УХЛ1ОПН-220/154/10/550 УХЛ1ОПН-220/165/10/550 УХЛ1ОПН-220/176/10/550 УХЛ11. Класс напряжения сети, кВ2202. Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, Uнр *)кВ1461541651763. Номинальное напряжение ограничителя, кВ1821922062204. Номинальный разрядный ток, кА105. Остающееся напряжение при токе грозовых перенапряжений с амплитудой, кВ, не более: 5000 А 10000 А 20000 А441 476 499465 502 523487 540 561518 579 6006. Остающееся напряжение при токе комму-тационных перенапряжений на волне 30/60 мкс с амплитудой, кВ, не более: 250 А 500 А 1000 А356 369 394376 386 416400 416 442426 436 4707. Остающееся напряжение при импульсах тока 1/10 мкс с амплитудой 10000 А, кВ, не более5355626006388. Классификационное напряжение ограничителя при классификационном токе 1,5 мА ампл., кВ действ., не менее1821922062209. Пропускная способность ограничителя: а) 18 импульсов тока прямоугольной формы длительностью 2000 мкс с амплитудой, А б) 20 импульсов тока 8/20 мкс с амплитудой,А в) 2 импульса большого тока 4/10 мкс с ампли-тудой, кА550 10000 10010. Удельная поглощаемая энергия одного импульса, кДж/кВ(U нр), не менее2,7

*)- диапазон Uнр 115 кВ - 186 кВ, шаг 1 кВ пропускная способность при 2000 мс от 500 А до 1200 А


ОПН 220- УХЛ 1


Рис. 1.5


1.2.9 Компоновка электрической подcтанции 220/35

С учетом выбранного оборудования определена оптимальная компоновка ПС. Электрооборудование располагается на территории подстанции согласно электрической схемы (схема ниже, рисунок 6). По правилам ПУЭ все расстояния между основным оборудованием и фазами учтено, и лежит в пределах допустимых значений (Приложение 2).

Состав компоновки и габариты электрооборудования описаны в спецификации (Приложение 1).


Электрическая схема подстанции типа четырехугольник, с полным комплектом оборудования [4]


Рис. 1.6


Таблица 1.9

Обозначение условное графическое и буквенный код элементов электрических схем

Трансформатор и автотрансформатор с РПН с указанием схемы соединений обмотокTТрансформатор напряженияТVТрансформатор тока измерительныйТAРазъединительQSРазъединитель заземляющийQSGВыключатель высокого напряжения Выключатель генератора (синхронного компрессора)Q QGОграничитель перенапряженийRUСекционный выключательQK

Выводы:

В ходе данной работы был произведен выбор типа и мощности главных трансформаторов, электрических схем распределительных устройств всех напряжений ПС 220/35, выбор электрических аппаратов и проводников. В соответствии с требованиями технического проектирования были выбраны выключатели (элегазовые), которые более экономичны и безопасны по сравнению с масляными и имеют лучшие технические показатели. Так же были выбраны разъединители; измерительные трансформатора тока и напряжения. Также в данном проекте было рассмотрено, как и по каким критериям выбирать электрооборудование. Оборудование выбрано современное, так как в настоящее время на новых энергообъектах устанавливается новое оборудование, которое по своим характеристикам превосходит устаревшее оборудование. Следовательно, это позволяет увеличить срок службы подстанции и сократить расходы на постройку подстанции. Было установлено, что все оборудование соответствует критериям выбора. В итоге всего расчёта было изучено, по каким правилам и нормам выбирать и проектировать подстанцию.

электрический подстанция трансформатор изолятор


ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ


.1 Исследование воздушной линии на наличие наведенного напряжения в линии 220 кВ


Для того, чтобы понимать всю суть проблемы - необходимо обратиться к истокам, т.е. к определению понятие наведенное напряжение.

Так что же такое наведенное напряжение? Какова его природа? Какие факторы определяют величину наведенного напряжения? Как известно, при движении переменного тока по любому проводнику вокруг него возникает переменное электромагнитное поле. Оно более сильное возле проводника и слабеет по мере удаления от него. По мере удаления от проводника, уменьшается интенсивность электромагнитного поля. В свою очередь, одновременно с изменением в проводнике величины и направления тока также пульсирует и возникающее вокруг проводника и электромагнитное поле. На практике проводник - это запитанные воздушные линии электропередачи. Как параллельного следования, так и пересекающиеся отключенные воздушные линии, где возможно будут проводиться работы. Физические свойства электромагнитного поля таковы, что при попадании в это поле любого другого металлического проводника, например воздушной линии, в ней, в результате преобразования электромагнитного поля, возникает, т.е. индуцируется наведенное напряжение. Оно, как и рабочее напряжение, смертельно опасно для жизни обслуживающего персонала. В целом, наведенное напряжение бывает двух видов: электростатического и электромагнитного происхождения. Поэтому наведенное напряжение состоит из суммы двух составляющих.

Электростатическая составляющая наведенного напряжения на проводах отключённой ВЛ обусловлена воздействием на них электрического поля остающейся в работе соседней (влияющей) линии и при сохранении определённых ПУЭ конструктивных параметров участка параллельного следования зависит только от уровня напряжения влияющей линии. Значение этой составляющей одинаково по всей длине отключённой ВЛ (рис. 2.1) и определяется по формуле:

э = k Uр.в.


где k - коэффициент ёмкостной связи линий;р.в. - рабочее напряжение влияющей линии.


Рис. 2.1 Диаграмма распределения электростатической составляющей наведенного напряжения


Электростатическая составляющая наведенного напряжения снижается до безопасного уровня по всей длине линии при заземлении её в любой, хотя бы одной точке. Следовательно, воздействие этой составляющей полностью устраняется при заземлении отключенной ВЛ по концам (на подстанциях) и на месте производства работ согласно ПТБ.

Совсем иначе проявляет себя электромагнитная составляющая наведенного напряжения, возникновение которой обусловлено суммарным влиянием магнитных полей, создаваемых токами фазных проводов влияющей линии. Наводимая на отключенной линии ЭДС определяется выражением:

= MLI


где M - коэффициент индуктивной связи фазных проводов линии при частоте 50 Гц;- длина участка параллельного следования линии;- ток нагрузки влияющей линии.

Коэффициент индуктивной связи для каждого конкретного «коридора» линий практически не меняется. В связи с этим значение наведенной ЭДС обусловлено только длинной участка параллельного следования линий и током нагрузки влияющей линии и не зависит от уровня рабочих напряжений каждой из ВЛ.

При этом потенциал (напряжение относительно земли) любой точки, например x, определяется выражением:


U=- E/L *x + E/2


где E - наведенная на проводе ЭДС;- расстояние от начала линии до точки x.

Отсюда следует, что в начале линии (при x=0) электромагнитная составляющая наведенного напряжения Uн=+E/2, в конце линии Uк=-E/2 (при x= L) в середине линии Uср=0 (при x=L/2).

Особенностью проявления электромагнитной составляющей наведенного напряжения является неизменность её значения независимо от того, изолирован провод от земли или заземлён в одном или даже в нескольких местах.

При изменении числа точек заземления на ВЛ меняется лишь положение точки нулевого потенциала на ней. Специфичность именно этого проявления наведенного напряжения и обусловлены требования ПТБ.

Диаграмма распределения электромагнитной составляющей наведенного напряжения на отключённой ВЛ в зависимости от места установки на ней защитных заземлений:


Рис. 2.2


На рис. 2.2 приведены характерные примеры распределения электромагнитной составляющей наведенного напряжения (потенциала) на отключённой ВЛ в зависимости от места установки защитных заземлений. Как видно из диаграмм, при однократном заземлении ВЛ точка нулевого потенциала совпадает с точкой заземления.

С учётом изложенного представлено графическое обоснование опасности организации одновременно двух и более рабочих мест на ВЛ, находящейся в зоне наведения электромагнитной составляющей напряжения. Например, бригада работает в точке С, линия согласно правилам заземлена только в одной этой точке, где напряжение равно нулю (рис. 2.3 а).

Если теперь для подготовки второго рабочего места установить защитное заземление в другой точке D, то нулевой потенциал переместится на участок между двумя этими заземлениями (рис. 2.3 б). При этом напряжение в местах заземления (точки С и D) может превысить допустимый уровень, и работающие там люди подвергнутся опасности поражения электрическим током.

Аналогичный эффект проявляется и при производстве работ на линейном разъединителе, находящемся под наведенным напряжением ВЛ. Заземление разъединителя со стороны линии в этом случае гарантирует электробезопасность только при условии, что эта линия нигде больше не заземлена (см. рис. 2.2 б, д).

Если установить дополнительное заземление на каком-либо другом участке, например, включить заземляющие ножи на подстанции с другого конца линии, то уровень наведенного напряжения на линейном разъединителе в месте производства работ «подскочит» до максимума (см. рис. 2.2 г).

Примеры распределения электромагнитной составляющей напряжения на отключённой ВЛ при работе ремонтной бригады в различных условиях:


Рис. 2.3


При обслуживании энергетического оборудования обязательно следует учитывать тот факт, что в отключенных энергоустановках и ВЛ может присутствовать наведенное напряжение. А при пересечении и параллельном следование включенных линий электропередачи переменного тока, оно присутствует всегда в отключенных энергоустановках и ВЛ электропередачи. Для того чтобы, обезопасить себя от наведенного напряжения на отключенной линии, некоторые участки этой линии заземляют.

Но, к сожалению, определены линии электропередачи на которых даже после наложения всех необходимых заземлений, имеются участки где присутствует наведенное напряжение более 42 вольт опасное для жизни человека.

Существуют некоторые факторы, определяющие величину наведенного напряжения. Таких факторов три.

·Это значение рабочего тока, протекающего по проводнику. Например, по ВЛ или пересекающей контактной сети переменного тока, чем больше значение тока, протекающего по рабочему проводнику, тем и сильнее электромагнитное поле вокруг этого проводника. Следовательно и выше значение наведенного напряжения в нерабочем проводнике.

·Расстояние между рабочим проводником и нерабочим. Т.е. между запитанными линиями и линиями электропередачи. Чем ближе нерабочий проводник расположен к рабочему, тем он больше попадает в более сильное электромагнитное поле рабочего проводника. Следовательно и в нерабочем проводнике возникает и более высокое наведенное напряжение. И наоборот, по мере удаления нерабочего проводника от рабочего, ослабевает электромагнитное поле и соответственно уменьшается наведенное напряжение в нерабочем проводнике.

·Значение длины параллельного следования рабочего и нерабочего проводников.

Чем больше расстояние параллельного или попутного следования какой - либо запитанной ВЛ с отключенной ВЛ, тем более сильное она испытывает влияние электромагнитного поля запитанной линии. Следовательно и выше значение наведенного напряжения в отключенной линии.

Наведенное напряжение воздействует на организм человека аналогично рабочему напряжению. Так, протекание тока от наведенного напряжения через жизненно важные органы либо парализует их (при малой величине тока), либо разрушает (при более значительных токах).

Причем, как правило, при этом не происходит сильных ожогов или возгораний, так как мощность этого поражающего фактора невелика. В то же время величина наведенного напряжения достаточна, чтобы преодолеть сопротивление одежды и обуви. Иначе, там, где, попадание человека пол рабочее напряжение 220 или 380 вольт иногда может закончиться благополучно из- за изолирующих свойств одежды и обуви работающего, то в случае с попаданием под наведенное напряжение та же одежда и обувь будут пробиты. Кроме этого отличия, есть еще и ряд явлений характерных только для наведенного напряжения, проясняющих его коварство и делающих его значительно опаснее рабочего напряжения. Одно из таких явлений короткое замыкание в рабочей линии, которое одновременно провоцирует аналогичный по времени всплеск тока и наведенного напряжения в отключенной линии. Этот ток может продолжаться от долей до единиц секунд.

Нередко у персонала притупляется бдительность, проявляется расхлябанность и безрассудность к соблюдению ими правил техники безопасности. Ведь не исключено, что во все время их работы на отключенной, но незаземленной цепи, в соседней рабочей цепи сможет возникнуть короткое замыкание или любой другой всплеск значения тока. Но последствия непредсказуемы, даже оканчивается смертельным исходом.

Еще одно отличие наведенного напряжения, которое значительно опаснее, от рабочего

при попадании рабочего под наведенное напряжение, никакая защита не чувствует, и пострадавший находится под воздействием этого ОПАСНОГО фактора до его освобождения. А в случае попадания под рабочее напряжение, в электрической цепи возникает короткое замыкание, что приводит к срабатыванию релейной защиты и автоматическому отключению данной энергоустановки. Следовательно, время воздействия электрического тока на организм пострадавшего равно времени срабатывания релейной защиты.(от долей до единиц секунд).

В случае попадания под наведенное напряжение никакая защита этого не чувствует, так как в работающей линии электрический ток практически не увеличивается, и следовательно рабочая линия по этой причине не отключается. Значит опасный или смертельный ток наведенного напряжения будет протекать через пострадавшего до тех пор, пока кто-либо не примет специальных мер по освобождению пострадавшего от воздействия наведенного напряжения (это могут быть секунды и минуты). Поэтому большинство попаданий под наведенное напряжение заканчиваются трагически, хотя внешние повреждения могут быть не значительны.

Также еще одно влияние на рабочего, попавшего под наведенное напряжение - как правило, пострадавший успевает ухватиться за отключенный проводник, где присутствует ток наведенного напряжения и находится под воздействием этого тока до тех пор, пока не будут предприняты меры, по прекращению протекания этого тока через пострадавшего. При опасном приближении к рабочему напряжению выше 1000 вольт пострадавший поражается еще до прикосновения к токоведущим частям, поскольку пробивается воздух и его как бы « отбрасывает» электрическим ударом. В сочетании с автоматическим отключением установки воздействие электрического тока сводится к возможному минимуму и нередко жизнь пострадавшего бывает спасена. Таким образом, если при попадании под рабочее напряжение пострадавшего как бы "отбрасывает" рабочее напряжение, то при воздействии наведённого напряжения, наоборот, работающего как бы "притягивает" к проводу, тросу и так далее. А учитывая, что в последнем случае еще и не срабатывает никакая защита в электрический цепи рабочего проводчика, то в большинстве случаев попадания под наведенное напряжение, исход трагичен - смерть! Но если все же работающий попал под воздействие наведенного напряжения, то какие необходимо принять меры по освобождению пострадавшего от воздействия наведенного напряжения? Во-первых следует помнить, что освобождение пострадавшего от воздействия наведенного напряжения без изолирующих средств опасно для лиц, оказывающих первую медицинскую помощь. Чаще всего, пострадавший держится руками за элемент с наведенным напряжением, то есть его «притянуло». Самым надежным и правильным способам освобождения пострадавшего от воздействия наведенного напряжения является принятие мер по исключению протекания поражающего тока через человека. С этой целью необходимо металлической связью соединить с «землей» часть энергоустановки, за которую держится пострадавший.

Т.е. таким образом создать однопотенциальную зону в месте поражения Руки пострадавшего разомкнутся, поскольку через него полностью прекратится протекание тока наведённого напряжения. Наиболее эффективным способом освобождения пострадавшего от наведенного напряжения является применение наброса - заземления. Причём в момент касания набрасываемого металлического предмета на части, находящиеся под наведенным напряжением, следует исключить касание этого металлического набрасываемого предмета. Чтобы исключить подобное следует в полном объеме принимать меры безопасности по защите от воздействия наведенного напряжения. Эти правила определены «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок», технологическими картами по эксплуатации и ремонту линий электропередачи. Правилами техники безопасности (ПТБ) при эксплуатации электроустановок определены меры безопасности во время работ на воздушных линиях (ВЛ) электропередачи, на которых наводится дополнительное напряжение от соседних работающих линий. Отдельно выделены меры безопасности при работах на таких ВЛ, когда заземление их в соответствии с общими требованиями правил не позволяет снизить уровень наводящегося на отключённых проводах потенциала ниже 25 В.

Проявления наведенного напряжения вынуждают эксплутационный персонал резко сокращать фронт работы на ВЛ (до одной бригады), находящихся в зоне усиленного действия этого напряжения. Разделение линии на отдельные электрически несвязанные участки путём разрезания шлейфов также вызывает дополнительные затраты времени на поочерёдное разрезание и последующее их восстановление. Однако необходимость обеспечения безопасности линейного персонала обязывает считаться с этими фактами.

Вместе с тем одной из альтернативных мер, снимающих практически все ограничения в расширении фронта производства работ во всех случаях (при сохранении безопасности линейного персонала), является выполнение работ под напряжением.

При подготовке рабочего места на ВЛ следует обращать особое внимание на надёжность контактов защитных заземлений с фазными проводами и заземлителем. Нельзя забывать, что при случайной потере контакта (разземлении линии) точка нулевого потенциала в то же мгновение может изменить своё местоположение, а напряжение на рабочем месте превысить допустимое значение Uс (рис 4). Следовательно, для гарантии безопасности в месте производства работ целесообразно устанавливать параллельно два заземления.

Диаграмма распределения электромагнитной составляющей наведенного напряжения при заземлении линии в точке С и при её разземлении


Рис. 2.4


Итак, наибольшего значения электромагнитная составляющая наведенного напряжения достигает на границах участка взаимного влияния линий (в общем случае - на отключённых линейных разъединителях). Именно в этих точках, непосредственно на спуске шины заземления линейного разъединителя или на первой от подстанции опоре, следует производить измерения при включённых с обеих концов линии заземляющих ножах.

Класс напряжения используемых для этого вольтметров необходимо подбирать по ожидаемому уровню наведенного напряжения. В первом приближении можно использовать вольтметр с пределом измерения до 0,5и 1,0 кВ.

Пересчёт результатов измерения на условия аксимальных нагрузок влияющей линии можно провести по формуле, полученной из соотношения:



где Uизм - измеренное наведенное напряжение;изм - ток нагрузки влияющей ВЛ в момент измерения;макс - максимальный допустимый ток нагрузки влияющей линии.

Следует отметить, что включенные заземляющие ножи, рама разъединителя, соединительные провода и вольтметр во время измерений могут находиться под опасным напряжением. В целях обеспечения безопасности персонала, производящего измерения, соединять схему измерения с фазными проводами линии следует только после сборки схемы измерения. При необходимости переключения пределов шкалы или замены вольтметра предварительно необходимо отсоединить схему измерения от провода ВЛ. Персонал должен пользоваться диэлектрическими ботами и перчатками. Используемые при измерениях провода должны иметь изоляцию, рассчитанную на напряжение 1 кВ.

Следовательно, наведенное напряжение более коварно и опасно, чем рабочее напряжение, оно может появиться в любой момент в установках переменного тока.

Исходя из определения наведенного напряжения и его «коварства» - персоналу необходимо соблюдать меры безопасности во время работ на воздушных линиях (ВЛ) электропередачи, на которых наводится дополнительное напряжение от соседних работающих линий, то возникает проблема того, как рассчитать наведенное напряжение, чтобы допускать рабочих на ремонт линий или другого электрического оборудования.

Исходя из проблемы, актуальностью является то, что в настоящее время наведенное напряжение рассчитывается по одной методике, которая может показать не те результаты, которые возникают на самом деле в линиях. Поэтому мы решили разработать математический инструмент, по расчету наведенного напряжения в линиях различной конфигурации, независимо от класса напряжения. Из того вытекает цель нашего исследования.

Цель - создать оптимальный математический инструмент по расчету наводок в воздушных линиях, как трехфазной ВЛ, так и многопроводной цепи из N проводов.

Гипотеза исследования, если при обслуживании энергетического оборудования не учитывать факт того, что в отключенных энергоустановках и ВЛ может присутствовать наведенное напряжение, а при пересечении и параллельном следование включенных линий электропередачи переменного тока, оно присутствует всегда в отключенных энергоустановках и ВЛ электропередачи, то попадание под рабочее напряжение обслуживающего персонала, может закончиться трагически.

Задачи, которые предстоит решить:

)Изучить теоретический материал по данному вопросу и пронализировать полученнную информацию.

2)Построить в программе VMAES различные конфигурации линий, разного класса напряжения.

)Составить схемы для трехфазной цепи и создать ряд вариаций (случаев) работы на линии, соответствующих возможным нормальным и аварийным режимам.

)Разработать модель многопроводной ВЛ для расчетов наведенных напряжений на отключенных фазах, на отключенной цепи ВЛ, а также ВЛ, расположенной в зоне влияния ВЛ более высокого класса напряжения.

)Произвести проверочные расчеты, свидетельствующие о достоверности модели.

В программе VMAES для численного моделирования сложных электроэнергетических схем выполнили первый опыт, это создании модели линии 500кВ. ОПЫТ 1 « Модель линии 500 кВ»

1)Отключение поврежденной фазы С с двумя заземлениями - в начале линии и в конце, остальные работают в нормальном режиме



График зависимости наведенного напряжения от длины участка ВЛ с разными углами от 0-90 гр.



При R = 5 Ом (сопротивление заземлителя в начале и в конце линии), l- длина линии (км)


График зависимости наведенного напряжения от длины участка ВЛ с разными углами от 0- 90 гр.



При R = 0 Ом (сопротивление заземлителя в начале и в конце линии), l- длина линии (км)

)Отключение поврежденной фазы С с тремя заземлениями - в начале линии, в середине и в конце, остальные работают в нормальном режиме



График зависимости наведенного напряжения от длины участка ВЛ с разными углами от 0- 90 гр.



При R = 0 Ом (сопротивление заземлителя в начале, в середине и в конце линии), l- длина линии (км)


График зависимости наведенного напряжения от длины участка ВЛ с разными углами от 0- 90 гр.



При R = 5 Ом (сопротивление заземлителя в начале, в середине и в конце линии), l - длина линии (км)


График зависимости наведенного напряжения от длины участка ВЛ с разными углами от 0-90 гр.



При R = 10 Ом (сопротивление заземлителя в начале, в середине и в конце линии), l - длина линии (км)


График зависимости наведенного напряжения от длины участка ВЛ с разными углами от 0- 90 гр.


При R = 20 Ом (сопротивление заземлителя в начале, в середине и в конце линии), l - длина линии (км)



3)КЗ в фазе А в конце линии с двумя заземлениями - в начале и в конце, на отключенной ВЛ



График зависимости наведенного напряжения от длины участка ВЛ с разными сопротивления заземления от 0, 5,10,20 Ом



) КЗ в фазе А в середине линии с двумя заземлениями -в начале и в конце, на отключенной ВЛ


График зависимости наведенного напряжения от длины участка ВЛ с разными сопротивлениями заземлений 0,5,10,20 Ом



) КЗ в фазе А в конце линии с тремя заземлениями -в начале и в конце, на отключенной ВЛ



График зависимости наведенного напряжения от длины участка ВЛ с разными сопротивлениями заземлений 0,5,10,20 Ом


) КЗ в фазе А в середине линии с тремя заземлениями -в начале и в конце, на отключенной ВЛ



График зависимости наведенного напряжения от длины участка ВЛ с разными сопротивлениями заземлений 0,5,10,20 Ом



Определение токов в линии. График с 3 заземлениями (R = 20 Ом), с рабочими токами на здоровых фазах, с разными углами




2.2 Влияние линий более высокого напряжения на линии более низкого напряжения. Расчет наводок


ОПЫТ 2 «Определение влияния линии 220 кВ на линию 110 кВ»

Модель линии 220 кВ - 110кВ



Для того, что бы определить влияние линии более высокого напряжения на линию, более низкого напряжения, возникает перевод фазных координат в модальные. Этот перевод мы осуществляли с помощью подпрограммы - Line Parameters.

Для заполнения параметров модели шестифазной линии, нам необходимы матрицы токов - «бетта» и напряжений - «дельта», а также погонные параметры ВЛ в модальных координатах. Эти параметры мы получаем в программе VMAES Line Parameters, перед этим составляя геометрию линии и выбирая соответствующие значения погонных сопротивлений, диаметров фазы и т.д.

) F - частота (Гц), F > 0;

) dX, Xмакс - шаг расчета (dX=1e-3 - 1e-4) и верхний предел (Xмакс = 2-5) для интеграла Карсона, если dX = 0 или Xмакс = 0, то матрица [Z] рассчитывается по сходящемуся ряду;

) Kфаз, Kтрос - кол-во фазных проводов и тросов;

) Нв, ROZв - глубина (м) и удельная проводимость (Ом*м) верхнего слоя грунта;

) ROZн - удельная проводимость (Ом*м) нижнего слоя грунта, для однослойной земли

) ROZв = ROZн (Нв - любое число)

) Nпр - номера фазных проводов и тросов, первыми нумеруются фазные провода 1-ой цепи, затем фазные провода 2-ой цепи и т. д., последними нумеруются тросы;

) D - горизонтальные координаты (м);

) Hср - вертикальные координаты, т.е. средние высоты подвеса проводов (м);

) Kсост - кол-во составляющих в фазах и тросах;

) Dсост - диаметры составляющих фаз и тросов (мм);

) a - шаги расщепления (м) для нерасщепленных фаз и тросов а=0;

) Rпог- погонные сопротивления проводов для одной составляющей (Ом/км);

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕdX Хмакс Кфаз Ктрос Нв ROZв ROZн

.0E+0001 0.00010 3.0 6 0 1000.0 100.0 1000.0пр D Hср Kсост Dсост a Rпог

0.00 30.00 1 0.020 0.00 0.0100

5.00 30.00 1 0.020 0.00 0.0100

10.00 30.00 1 0.020 0.00 0.0100

0.00 15.00 1 0.020 0.00 0.0100

5.00 15.00 1 0.020 0.00 0.0100

10.00 15.00 1 0.020 0.00 0.0100

Погонные параметры ВЛ в модальных координатах

Rmod Xmod Gmod Bmod

.86135 0.81268 -3.982E-0013 1.357E-0006

.11641 2.39917 -1.214E-0012 7.787E-0007

.86701 0.90969 -1.679E-0014 1.251E-0006

.80777 0.74413 -4.056E-0012 1.101E-0006

.88048 0.89233 7.278E-0013 1.354E-0006

.86699 0.88642 -2.193E-0014 1.281E-0006

Матрица токов в фазных координатах

[Дельта_в]

.00000 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000

.68057 1.08263 -0.00000 1.18896 -1.86036 -0.00000

.00000 1.00000 -1.00000 1.00000 1.00000 -1.00000

.26954 0.72467 0.88542 -1.36941 0.80558 -1.12941

.10533 0.78821 -0.00000 -1.65243 -1.46344 0.00000

.26954 0.72467 -0.88542 -1.36941 0.80558 1.12941

Матрица напряжений в фазных координатах

[Лямбда_в]

.00000 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000

.68057 1.08263 -0.00000 1.18896 -1.86035 -0.00000

.00000 1.00000 -1.00000 1.00000 1.00000 -1.00000

.26954 0.72467 0.88542 -1.36941 0.80558 -1.12941

.10533 0.78821 -0.00000 -1.65243 -1.46343 0.00000

.26954 0.72467 -0.88542 -1.36941 0.80558 1.12941

Матрица токов в модальных координатах

[Дельта1_в]

.08013 -0.13466 0.08013 -0.10172 0.16869 -0.10172

.20646 0.22351 0.20646 0.14961 0.16273 0.14961

.28027 -0.00000 -0.28027 0.24816 -0.00000 -0.24816

.10106 0.12016 0.10106 -0.13840 -0.16700 -0.13840

.11235 -0.20902 0.11235 0.09051 -0.16442 0.09051

.21973 -0.00000 -0.21973 -0.24816 0.00000 0.24816

Матрица напряжений в модальных координатах

[Лямбда1_в]

.08013 -0.13466 0.08013 -0.10172 0.16869 -0.10172

.20646 0.22351 0.20646 0.14961 0.16273 0.14961

.28027 -0.00000 -0.28027 0.24816 -0.00000 -0.24816

.10106 0.12016 0.10106 -0.13840 -0.16700 -0.13840

.11235 -0.20902 0.11235 0.09051 -0.16442 0.09051

.21973 -0.00000 -0.21973 -0.24816 0.00000 0.24816


График зависимости наведенного напряжения от длины линии, в случае, когда модальный угол = 0 градусам



На линии 110 кВ в фазе С - ремонт, линия отключена



График зависимости наведенного напряжения от длины линии, в случае когда угол =90 градусов



На линии 110 кВ в фазе С - ремонт, линия отключена




ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Полученные результаты по разработанной модели линии 500 кВ не противоречат физическим явлениям, поэтому данная схема может быть использована для более детальных исследований.

Рассматривая первый случай, когда отключение поврежденной фазы линии 500 кВ с двумя заземлениями - в начале линии и в конце (сопротивлением 0 Ом), а остальные фазы работают в нормальном режиме, причем угол между приемником и источником генерируемой мощности равен нулю. То электростатическая составляющая наведенного напряжения имеет максимальное значение в середине линии = 1.7кВ. При увеличении угла, т.е. увеличение передаваемой мощности приводит к увеличению наведенного напряжения примерно в 1.5-2 раза, что также подтверждает правильность работы модели.

При увеличении сопротивления на заземлителях, взятых равным 5Ом, и при большой передаваемой мощности, наведенное напряжение может повышаться до 6.5кВ, причем максимальное значение наведенного напряжения не в середине линии, а на самих заземлениях в начале и в конце линии. При увеличении числа заземлений, результат показывает, что наиболее опасное наведенное напряжение возникает при большей предаваемой мощности на концевых заземлителях (в начале и в конце),в середине наведенное напряжение равно нулю, за счет циркуляции токов.

А в случае короткого замыкание наведенное напряжение может достигать от 25кВ и даже до 120кВ.

Исследование различных факторов влияния на величину наведенного напряжения показало, что определяющим является влияние магнитной связи между работающей и отключенной линией ВЛ (емкостная связь не значительна). На графике видно, что при увеличении активной мощности, передаваемой по влияющей линии, пропорционально увеличивается и наведенное напряжение.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989, - 608 с.

. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.

. Правила устройства электроустановок - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 648 с.

. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35-750кВ. Типовые решения: ОАО «ФСК ЕЭС», 2007 г.

. ГОСТ 14209-97 «Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов», Дата введения: 2002.01.01.

. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Учеб. Пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986, 633 с.

. Васильева А.П., Морозова Ю.А. Проектирование схем распределительных устройств электрических станций и подстанций. - М.: МЭИ, 1981.



ПРИЛОЖЕНИЕ 1


№НазваниеВес, кгВысота, мКоличество11Трансформатор ТЦ 630000/220 - 74 У1480 0008, 06212Выключатель ВЭБ-22053505, 72543Разъединитель РНДЗ.1 - 220/2000 У1, РНДЗ.2 - 220/2000 У15526,11044Разъединитель РНДЗ.2 - 220/2000 У15936,11085Трансформатор тока ТГФМ- 220 УХЛ17703,37046Трансформатор напряжения НАМИ-220-УХЛ116403,36027ОПН - 220 УХЛ-1 в фарф. покрышке2202,228Жесткая ошиновка ШН-А(В,С)220/2000УХЛ1512,2706


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ханты-Мансийского автономного округа - Югры Сургутский государственный педаг

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ