|
Реконструкция электроснабжения зоны подстанции "Рождественское" и "Василево" Шарьинских электрических сетей с обоснованием использования однофазных трансформаторовгде Iкз(1) - ток однофазного короткого замыкания в месте повреждения, кА; х0 - результирующее индуктивное сопротивление нулевой последовательности до места короткого замыкания; хт1 - сопротивление нулевой последовательности трансформатора рассматриваемой электроустановки. Если однофазное короткое замыкание произошло за пределами электроустановки (7.2) Ток однофазного короткого замыкания рассчитывается по формуле
где х1рез, х2рез, х0рез - соответственно результирующее индуктивные сопротивления прямой обратной и нулевой последовательностей, при однофазном коротком замыкании на шинах 35 кВ подстанции; Iб35 - базовый ток для стороны высокого напряжения, кА. линия 35 кВ одноцепная без тросов Определяем ток, стекающий с заземлителя на землю, при коротком замыкании в пределах электроустановки кА при коротком замыкании за пределами электроустановки кА Из расчета видно, что ток, стекающий с заземлителя при однофазном коротком замыкании произошедшем в пределах электроустановки, больше чет ток, стекающий с заземлителя при однофазном коротком замыкании произошедшем за пределами электроустановки. При расчетах заземления принимаем больший ток, стекающий с заземлителя. Согласно ПУЭ заземляющие устройства электроустановок выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью выполняются с учетом сопротивления Rз£0.5 Ом или допустимого напряжения прикосновения. расчет по допустимому сопротивлению Rз£0.5 Ом приводит к неоправданному перерасходу проводникового материала и трудозатрат при сооружении заземляющих устройств для подстанций небольшой площадью, не имеющих естественных заземлителей. Опыт эксплуатации распределительных устройств 10 кВ и выше позволяет перейти к нормированию напряжения прикосновения, а не величины Rз [20]. Заземляющее устройство, выполненное по нормам напряжения прикосновения, должно обеспечить в любое время года ограничение Uпр до нормированного значения в пределах всей территории подстанции, а напряжение на заземляющем устройстве Uз должно быть не выше 10 кВ. Данные необходимые для расчета заземляющего устройства. Площадь подстанции 25.5х31.1 м2; удельное сопротивление верхнего слоя грунта с учетом промерзания r1=500 Ом*м; толщина верхнего слоя грунта h1= 2 м; удельное сопротивление нижнего слоя грунта r2= 60 Ом*м; глубина заложения горизонтальных выравнивающих полос t = 0.7 м; длина вертикального заземлителя lв = 5 м; время действия релейной защиты tр.з. = 0.12 с; полное время отключения выключателя tотк.в = 0.08 с; ток, стекающий с заземлителей при однофазном коротком замыкании на рассматриваемой подстанции, Iз = 1.33 кА. Естественных заземлителей нет. расчетная длительность воздействия напряжения прикосновения с Для tв= 0.2 с находим [20] допустимое напряжение прикосновения Uпр.доп = 400 В. Определяем коэффициент напряжения прикосновения , где М - параметр, зависящий от r1/r2 [3]; b - коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека Rч и сопротивлению растекания тока от ступней Rст; Lг - длина горизонтальных заземлителей , м; а - расстояние между вертикальными заземлителями, м; S - площадь заземляющего устройства, м2. . Зная наибольшее допустимое напряжение прикосновения определяем напряжение на заземлителе В, что в пределах допустимого (меньше 10 кВ). Определяем сопротивление заземляющего устройства Ом Действительный план заземляющего устройства(лист 4) преобразуем в расчетную квадратную модель со стороной
Определяем число ячеек по стороне квадрата шт.; принимаем m = 8 шт. Определяем длину полос в расчетной модели м. Определяем длину стороны ячейки м. Определяем число вертикальных заземлителей по периметру контура шт. принимаем nв = 23 шт., где nв1 - число вертикальных заземлителей по стороне квадрата при а/lв = 1 [20]. Определяем общую длину вертикальных заземлителей м. Определяем общее сопротивление сложного заземлителя, преобразованного в расчетную модель (7.3) где
rз - эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом*м [20]; тогда Относительная толщина слоя По таблице 7.6 [20] для r1/r2 = 8.3; а/lв = 1, определяем rз/r2= 1.4, тогда . Определяем общее сопротивление сложного заземлителя Ом что меньше допустимого Rз.доп =2.244 Ом. Определяем напряжение прикосновения В что меньше допустимого значения 400 В. Определяем наибольший допустимый ток, стекающий с заземлителей подстанции при однофазном коротком замыкании: А При больших токах необходимо снижение Rз за счет учащения сетки полос или дополнительных вертикальных заземлителей. Чертеж заземления приведен в графической части проекта [лист 4.] 7.2.2 Защита от прямых ударов молнии Наиболее опасный вид поражения от атмосферных перенапряжений - это прямой удар молнии в объект. В связи с этим защита от прямых ударов молнии основана на том, что направление лидера молнии наиболее вероятно к объекту, на котором имеется максимальное значение напряженности электрического поля. В качестве объектов сооружают возвышенные молниеотводы, которые принимают на себя лидер и главный разряд молнии. Исходные данные. Подстанция защищена одним молниеотводом, установленным совмещённым с радиомачтой. Высота молниеотводов h, равна 30 м. Высота защищаемого объекта 7.0 м, высота средней точки- 3.0 м. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой менее 30 м показана на рисунке 7.1. Радиус зоны защиты одиночного молниеотвода определяется по формуле [5] ; (7.4) где h - полная высота молниеотвода, м; hх - высота защищаемого объекта. Радиус зоны защиты определяется для двух точек - для самой высокой точки защищаемого оборудования, и для средней точки. Определяем радиус зоны защиты одиночного молниеотвода для высокой точки по (7.1) :
Определяем радиус зоны защиты молниеотвода для средней точки по (7.4):
Чертеж молниезащиты представлен в графической части проекта [лист 4.]. 7.3 Правила безопасности при монтаже электрооборудования Все конструкции ОРУ до монтажа оборудования закрепляют в соответствии с проектом всеми болтами или сваркой. Поднятые для монтажа элементы оборудования немедленно закрепляют на месте полностью. Запрещается одновременно регулировать разъединитель или выключатель и делать его ошиновку, а также регулировать выключатель одновременно с его приводом. Регулировать разъединитель или выключатель, отделенный стеной от своего привода, можно только при надежной связи между исполнителями. При регулировке приводов выключателей надо удалить из цепей управления привода предохранители во избежание случайного дистанционного включения или отключения. Нельзя опускать или натягивать пружины без специальных приспособлений. Для проверки контактов выключателей на одновременность замыкания, а также для освещения внутри баков выключателей нужно применять напряжение 12В. После подсоединения ошиновки к трансформатору напряжения нужно накоротко зашунтировать и заземлить все его выводы со стороны высшего напряжения (шунт сохраняется до окончания монтажных работ), чтобы предотвратить появление напряжения из-за обратной трансформации. Необходимо также зашунтировать и заземлить все неиспользуемые вторичные обмотки трансформаторов тока. Запрещается совмещать отверстия в собираемых деталях пальцами. Надо пользоваться ломиками, бородками. Нельзя поддерживать вручную привариваемые конструкции массой более 10 кг или мелкие детали. Их следует до сварки укрепить струбцинами. Пробивая отверстия в кирпиче или бетоне, следует надевать защитные очки. При сквозной пробивке надо пользоваться шлямбурами или скарпелями, длина которых не менее чем на 200 мм превышает толщину стены. Машины или аппараты, хотя бы раз находившиеся под рабочим напряжением (присоединенные к сборным шинам или источнику питания), приравниваются к аппаратуре, находящейся в эксплуатации, и все работы по их проверке и наладке нужно выполнять в соответствии с правилами безопасности при эксплуатации электроустановок. Если же понадобятся какие-то доделки силами монтажников или строителей, электроустановка должна быть не просто отключена и заземлена, а переведена в число недействующих путем демонтажа участков шин, шлейфов, отсоединения кабелей. Все работы по монтажу электродвигателя нужно выполнять до подключения к нему проводов. 7.4 Пожарная безопасность и экологичность проекта Разработка противопожарных норм, правил и инструкций по проектированию, строительству и эксплуатации зданий и установок, а так же надзор за соблюдением правил ведет Управление пожарной охраны Министерства внутренних дел. Инспектор Государственного пожарного надзора, обнаружив нарушение правил, предписывает руководителю устранить нарушение, за невыполнение виновного могут оштрафовать или привлечь к уголовной ответственности. Основную ответственность за пожарную безопасность на территории хозяйства несет руководитель хозяйства. Количество членов Пожарно-сторожевой охраны (ПСО) устанавливает руководитель предприятия, либо общее собрание, по согласованию с местными органами пожарного надзора и с учетом имеющихся средств тушения пожаров. По средствам пожаротушения проектируемая подстанция относится к третьей группе. Пожаротушение этой группы обеспечивается первичными средствами: ручными порошковыми и углекислотными огнетушителями, песком и передвижными средствами ближайшего пожарного депо. На подстанции предусмотрен щит для хранения пожарного инвентаря и средств пожаротушения. Щит укомплектовывается инвентарем и средствами пожаротушения в соответствии с требованиями правил пожарной безопасности и местными инструкциями по пожарной безопасности. Приказом по предприятию назначается ответственный за комплектацию подстанции защитными средствами и средствами тушения пожара, а также за их исправность и своевременную замену при необходимости. К техническим средствам пожаротушения на подстанции относят: огнетушители порошковые, в электроустановках тушение производится при помощи углекислотных огнетушителей. Кроме ручных применяют перевозимые углекислотные огнетушители УП-2М и порошковые огнетушители ОП-10. К простейшим средствам применяемым для ликвидации огня относят: песок и земля - отделяют горящую поверхность от воздуха. В пожарный инструмент непременно входят лопаты, ведра, багры. При проектировании производственных объектов сельскохозяйственного назначения необходимо предусматривать его влияние на уже существующие объекты и на окружающую среду. Трансформаторные подстанции следует располагать согласно проекту района электроснабжения, разрабатываемого в КЭС и документации СНиП. Основными опасностями исходящими от воздушных линий электропередач являются магнитные поля, влияние которых увеличивается с увеличением номинального напряжения линии; пожары, возникающие вследствие падения проводов или попадания молнии в опоры; загрязнение в результате строительства или плановой очистки трассы. Снижение вредного влияния магнитного поля достигается путем выдержки регламентированных размеров от линий электропередач, а при напряжениях свыше 110 кВ создания зон отчуждения. Для предупреждения возгорания растительной массы необходима планомерная очистка трассы, но при этом ведется сжигание убранной растительной массы, что само по себе не экологично. При сжигании происходит тепловое загрязнение окружающей среды, поэтому необходимо предусмотреть меры по использованию растительной массы убираемой трассы. Один из вариантов - это зимняя расчистка в местах с хвойной растительностью, елки на новогодние праздники. Под ЛЭП земля пригодна для возделывания, кроме участков под опорами. При сельскохозяйственном использовании земель трассы необходимо следить за высотой растительности, запрещается посадка деревьев и высоких кустарников. Так как на подстанции применяются маслонаполненные трансформаторы, перед их установкой на площадке выкапывается специальная земляная яма, которая в дальнейшем засыпается гравием. После приготовления ямы трансформатор устанавливается над ней на металлическом или железобетонном основании. Яма в данном случае предназначается для улавливания масла в случае его утечки при повреждении бака трансформатора. 7.5 Выводы по разделу На подстанции необходимо увеличить объем средств на охрану труда, что в значительной мере поможет более тщательно следить за состоянием средств индивидуальной защиты, средствами пожаротушения, а также за их исправностью и своевременной замене. Это необходимо для предотвращения электротравм и тяжести производственного травматизма, а также увеличению трудоспособности обслуживающего и ремонтного персоналов. Содержание пожарного инвентаря и средств пожаротушения в работоспособном состоянии помогут предотвратить возникновение пожароопасных ситуаций, которые могли бы привести к значительному материальному ущербу, экологическим загрязнением и возможно человеческим жертвам. 8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ В данной части рассматривается вопрос экономической выгоды от реконструкции подстанции “Василево ”. При существующем варианте имеем маломасляные выключатели ВК-10. Так как эти выключатели морально устарели, то при проектировании заменили их на вакуумные ВВ-10-630-1000. 8.1 Определение капитальных вложенийКапитальные вложения определяются по формуле [5]: К= Ц + М +Нр+П (8.1.) где: Ц - цена по прейскуранту , руб. (существующий вариант 33000 руб; проектный вариант 41000 руб); М-затраты на монтаж (30 % от цены); Нр- накладные расходы (10 % от цены); П- плановые накопления (10 % от суммы Ц+М+Нр). Существющий вариант, расчет капитальных вложений одного выключателя: М = 33000·0,3 = 9900 руб. Нр = 33000·0,1 = 3300 руб. П = (33000+9900+3300) · 0,1 = 4620 руб. К = 33000+9900+3300+4620 = 50820 руб. Проектный вариант, расчет капитальных вложений одного выключателя: М = 41000·0,3 = 12300 руб. Нр = 41000·0,1 = 4100 руб. П = (41000+12300+4100) · 0,1 = 5740 руб. К = 41000+12300+4100+5740 = 63140 руб. Таблица 8.1. Результаты расчетов капитальных вложений.
8.2 Расчет эксплуатационных издержекРасчет эксплуатационных издержек производится по формуле [5]: Э = ЗП + А + Т + ТСМ +Эл+ Пз; (8.2) где: ЗП - заработная плата по данному технологическому процессу, руб.; А - амортизационные отчисления, руб.; Т - текущий ремонт и техническое обслуживание, руб.; ТСМ – топливно-смазочные материалы, руб.; Эл- стоимость электроэнергии на обогрев масла выключателя в зимнее время; ПЗ - прочие прямые затраты, руб. Заработная плата включает заработную плату по тарифу, доплаты и надбавки, начисления на заработную плату. ЗП = Тс · ЗТ · Кдоп · Кот; (8.3) где: Тс – тарифная ставка (8,80 руб.) [5]; ЗТ – затраты труда по обслуживанию и ремонту электрооборудования, чел.час; Кдоп – коэффициент доплат (1.67 руб) [5]; Кот – отчисления в единый социальный фонд (1.356 руб) [5]; ЗТ = Ку.е. • 18.6 чел.час; (8.4) где: Ку.е.- количество условных единиц ремонта, чел.час [26]; 18,6 – трудоемкость обслуживания 1 у.е. электрооборудования, чел.час; Условные единицы эксплуатации для выключателей определяются по [2]. Для маломасленного выключателя-16,3; а для вакуумного-7,5. Такая разница обусловлена тем, что трудозатраты на выполнение плановых технических обслуживаний и текущих ремонтов у масляных выключателей много выше, чем у вакуумных. Для существующего варианта ЗТ = 16.3 • 18.6 =303.18 чел.час; Для проектного варианта ЗТ = 7.5 • 18.6 =139.5 чел.час; Следовательно затраты на заработную плату составят: Для существующего варианта ЗП=8.80 • 303.18 • 1.67 • 1.356=6041.7, руб. Для проектного варианта ЗП=2.62 • 139.5 • 1.67 • 1.356=2779.92, руб Амортизационные отчисления определяются по формуле [5]. ; (8.5) где: ka - коэффициент отчислений , ka = 4.4% . Существующий вариант руб. Проектный вариант руб. Текущий ремонт и техническое обслуживание определяется по формуле [5]; (8.6) где: kт - коэффициент отчислений, kт = 5,3 %; Существующий вариант руб. Проектный вариант руб. Прочие прямые затраты составляют 10 % от суммы прямых затрат [5]. ; (8.7) Существующий вариант руб. Проектный вариант руб. Расчет эксплуатационных издержек производится по формуле (8.2), с учетом, что ТСМ и Эл отсутствуют для вакуумных выключателей, а для масляных ТСМ рассчитываем по (8.14), Эл- по (8.15). (8.8) где: Nвыкл- количество выключателей; V- объем масла в одном выключателе, (4,5 литра); Ц- цена масла за 1 литр, (17 руб.). руб. Стоимость электроэнергии на обогрев масляного выключателя в зимнее время рассчитывается по (8.15). (8.9) где: Р- мощность обогревающего устройства, 0,5 кВт; Вр- время работы устройства в год, час в год; Т- тариф за 1 кВтчас, 1.22 руб. (8.10) где: Оп- отапливаемый период, 220 дней [5]; 24- час в сутках. час/год Эл = 13 · 0,5 · 5280 · 1,22 =41870,4 руб. Эксплуатационные издержки: Существующий вариант: Э1=28860,7+29069+36336+994,5+41870,4+9426,5=146562,6 руб. Проектный вариант: Э2=13279,5+36116+43503+9289,8 =102188,3 руб. Расчет приведенных затрат. ; (8.11) где: Ен- нормированный коэффициент экономической эффективности капиталовложений, равный 0,15. Существующий вариант ПЗ1 = 146562,6+(660660 · 0,15) = 245661,6 руб. Проектный вариант ПЗ2 = 102188,3+(820820 · 0,15) = 225311,3 руб. Годовая экономия определяется как разность эксплуатационных издержек: Гэ = Э1-Э2 (8.12) Гэ = 146562,6-102188,3=44374,3 руб. Годовой экономический эффект определяется как разность приведенных затрат: Эг=ПЗ1-ПЗ2 (8.13) Эг = 245661,6-225311,3 = 20350,3 руб. Результаты экономического расчета заносится в сводную таблицу 8.4 Таблица 8.4 Результаты расчета экономической части.
На основе проведенного экономического расчета видно, что проектируемый вариант за счет более высокой цены является не намного экономически выгодным. Затраты на эксплуатацию и обслуживание оборудования при проектируемом варианте не много ниже, чем при существующем, годовая экономия составляет 44374,3 руб, годовой экономический эффект составляет 20350,3 руб. У вакуумных выключателей большой срок окупаемости, в связи с более высокой ценой. Следовательно, основная причина замены выключателей заключается не в экономическом эффекте, т.к. он не большой, а в надежности системы электроснабжения, потому что вакуумные выключатели намного надежнее, требуют меньше обслуживания. Вывод по проекту Из рассмотренных выше вопросов дипломного проекта можно сделать вывод о необходимости замены силовых трансформаторов мощностью 10 МВА, установленных на подстанции «Василево» в настоящее время, на трансформаторы мощностью 6,3 МВА так как нагрузка на подстанции гораздо меньше, чем мощность подстанции. Это обусловлено тем, что при существующем варианте больше потери электроэнергии в трансформаторах. Рассмотренный вариант реконструкции является экономически приемлемым ввиду устранения ущерба от недоотпуска электроэнергии и имеет наименьшие капитальные вложения и затраты на эксплуатацию по сравнению с существующим вариантом. В плане надежности электроснабжения необходимо заменить устаревшие масляные выключатели на вакуумные. В результате не только повысится надежность электроснабжения, но и потребуются меньшие трудозатраты на обслуживание замененных выключателей. При проведении мероприятий по реконструкции нет необходимости в замене всего оборудования распределительных устройств подстанции, так как оно проверено и является пригодным для эксплуатации при уменьшении мощности трансформаторов. Приложение таблица 1Таблица мощностей и токов трансформаторов Т1 и Т2 в зимний режимный день на стороне 10 кВ.
таблица 2. Таблица мощностей, напряжений и токов трансформаторов Т1 и Т2 в зимний режимный день на стороне 35 кВ.
Таблица 3. Таблица мощностей и токов трансформаторов Т1 и Т2 в летний режимный день на стороне 10 кВ.
таблица 4. Таблица мощностей, напряжений и токов трансформаторов Т1 и Т2 в летний режимный день на стороне 35 кВ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. А.Б. Барзам, Т. М. Пояркова “Лабораторные работы по релейной защите и автоматике”.- М.: “Энергия”, 1976.- 275 с 2. И.А. Будзко Н.М. Зуль “Электроснабжение сельского хозяйства”. -М.: “Агропромиздат”, 1990.- 495 с. 3. “Безопасность жизнедеятельности”/ Под ред. С.В. Белова.-М.: “Высшая школа”, 1999.- 447 с. 4. С.Е. Васильев “Справочник по наладке электроустановок и электроавтоматики”.- Киев: “Наукова думка”, 1972.- 623 с. 5. В.Т. Водянников “Экономическая оценка средств электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства и систем сельской энергетики”.- М.: “Колос”, 1997.- 169 с. 6. А.В. Луковников “Охрана труда”.- М.: “Колос”, 1984.- 281 c 7. Э.С. Мусаэлян “Как оценить возможность включения в работу нового электрооборудования”.- М.: “Энергоатомиздат”, 1994.- 201 с. 8. Э.С. Мусаэлян “Справочник по наладке вторичных цепей электростанций и подстанций”. -М.: “Энергоатомиздат”, 1989.-255 с. 9. Министерство энергетики и электрификации СССР главное техническое управление при эксплуатации энергосистем “Правила устройства электроустановок”.- 6 издание,- М.: “Энергоатомиздат”, 1986.- 645 с. 10.М.А. Шилоносов, В.М. Ларин “Электролаборатория промышленного предприятия и ремонт приборов”.- М.: “Машиностроение”, 1989.- 397 с. 11.“Электротехнический справочник”: 2 т.-М.: “Энергоатомиздат”, 1988.- 680 с. 12.“Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства”/ Л.И. Васильев, Ф.М. Ихтейман, С.Ф. Симановский и др. 2-е изд., перераб. и доп.-М.: “Агропромиздат”, 1989.- 159 с. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, рефераты на тему, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |