Этапы строительства подстанции 110 кв

Строительство подстанций: порядок работ и требования. Выбор площадки для строительства трансформаторной подстанции

Подстанция – одна из самых важных и распространенных составных частей в системах доставки и распределения электроэнергии. С ее помощью реализуются функции контроля тока, его преобразования и приема. Качество выполнения этих и других задач будет зависеть от того, насколько грамотно было выполнено строительство подстанции, а также ее подключение к линии электропередач.

Разработка проекта подстанции

Для проектного решения предварительно подготавливаются следующие исходные материалы:

На основе вышеназванных документов производится разработка проекта трансформаторной подстанции, в котором структурно описывается организационная карта рабочих мероприятий. В нее входит комплексный график строительства с очередностью выполнения технических операций, сведения по объемам материальных ресурсов, ситуационный план, транспортная схема на стройплощадке и т. д. Отдельно указываются требования к инженерно-коммуникационному обеспечению, производственной санитарии и технике безопасности. В частности, описываются параметры дорог, мостиков, лестниц, туалетов, систем пожаротушения и др.

Разновидности подстанций

В проектном решении также определяется степень сложности объекта. По уровню сложности производства рабочих мероприятий выделяют следующие типы трансформаторных подстанций:

Требования к выбору площадки для создания подстанции

Выбор будущей стройплощадки для сооружения электрических подстанций осуществляется на основании генплана развития местной территорий с учетом требований к окружающей среде и экологической безопасности. К примеру, в соответствии с санитарно-эпидемиологическими нормативами расстояние от трансформаторной подстанции до жилого дома должно составлять не менее 3 м, если речь идет об объектах малой или средней степени огнестойкости. В зависимости от планируемого уровня шума от трансформаторных подстанций, минимальная нормативная дистанция до жилых строений может достигать 5-10 м.

Также учитываются требования к устройству самой подстанции с точки зрения ее энергоэффективности. По возможности такие сооружения должны располагаться вблизи центра электрических нагрузок, автодорог, инженерных сетей и т. д. Нередко перед строительными работами производится специальное благоустройство территории для будущего устройства подстанции. В перечень подготовительных мероприятий такого рода обычно входят земельные работы – например, выкорчевывание деревьев, снятие растительного слоя, выравнивание рельефа, устройство котлована.

Требования к грунту для размещения подстанции

Применительно к характеристикам грунта площадка выбирается с учетом инженерно-геодезических исследований территории, которые включают в себя сейсмологические, геологические и гидрологические сведения. В частности, строительство подстанций допускается на непригодных для сельскохозяйственной деятельности землях – а также вне зон с промышленным или природным загрязнением.

Относительно гидрологических требований должен учитываться и уровень залегания грунтовых вод. Не допускается строительства в прибрежных зонах, в местах с размывами, у рек и озер. Даже если планируется сооружение объекта в удалении от природных гидрологических объектов, во внимание берутся риски подтопления от естественных стоков. Если такая опасность имеет место, то, в крайнем случае, должно быть предварительно выполнено соответствующее благоустройство территории в виде создания откосов из георешетки или иной дренажно-укрепляющей системы. Но подобные работы и другие подготовительные мероприятия должны быть оценены с точки зрения экономической целесообразности. К примеру, для строительства на грунтах, которые требуют устройства дорогостоящего фундамента, должно быть составлено технико-экономическое обоснование.

Закладка фундамента для подстанции

Поскольку речь идет об относительно легких сооружениях, используются конструкционно простые виды фундаментных платформ. К таким относятся железобетонные стержневые и свайные конструкции, которые размещаются с охватом всего периметра целевой площадки. Лежневые фундаменты, к примеру, имеют форму буквы Т и размещаются горизонтально относительно поверхности – так, чтобы тело подстанции укреплялось вертикально. Монолитные ЖБ-платформы укладываются на ровных территориях, а в случае с проблемным рельефом допускается установка опорных стержней.

Самой доступной и экономически оптимальной технологией устройства фундамента является монтаж несущих винтовых свай. Установка реализуется методом вкручивания стальных труб, после чего монтируется ростверк, на котором осуществляется строительство подстанций и примыкающих корпусов. Данный вариант выгоден и своей универсальностью, так как позволяет выполнять сооружение на всех типах грунта кроме скальных пород. Надежность винтового фундамента обеспечивается заливкой полостей труб бетоном и последующей обвязкой брусом или швеллером. В дальнейшем в зависимости от рисков иногда устанавливаются дополнительные подпорки и ограждения.

Сооружение конструкционной части

Технология строительства предусматривает выполнение установки компонентов сооружения и оборудования на заложенном основании. Функциональные блоки монтируются на фундаменте с помощью металлических профилей, стяжками и анкерными соединениями. В рабочем процессе при необходимости может участвовать спецтехника, обеспечивающая выгрузку на месте эксплуатации. Блоки конструкции здания трансформаторной подстанции устанавливают при помощи канатных лебедок или посредством специальных тележек. Иногда оставляется промежуточная технологическая зона укрепления между блоком подстанции и фундаментом. Ее устраивают за счет типовых подставок или стоек. Если используется железобетонная платформа, то к ней приваривается специальная рама, которая выступит промежуточным основанием сооружения.

В процессе сборки подстанции производится соединение выводов обмоток напряжения с распределительными устройствами. С помощью сжимных плит прокладываются монтажные электротехнические шины. При возведении наземной части трансформаторной подстанции должно проверяться совпадение горизонтальных и вертикальных осей электротехнических контактов. Поэтому еще до установки функциональных блоков должны быть сняты и зачищены технологические разъемы оборудования. Это позволит монтажной бригаде в соответствии с картой подключения электроустановок корректно расположить конструкцию в зоне рабочей площадки.

Монтаж основных узлов оборудования подстанции

На стройплощадку доставляются электротехнические агрегаты, которые монтируются внутри помещения. Их стягивают болтами, соединяют между собой через сборные шины, далее подкладывают кабели и производят ревизию аппаратуры.

В помещениях, где выполняется монтаж, должны быть завершены отделочные мероприятия. После этого в соответствии с чертежами прокладываются кабельные каналы. Для закрытых устройств предусматривается покрытие цементными стяжками и плитами. Ввод высокого напряжения осуществляется как посредством подземных кабелей в предусмотренных каналах, так и через воздушные линии.

Силовые трансформаторы могут занимать несколько помещений, что должно быть предусмотрено в проектном решении. Причем в ходе строительства подстанции должна быть технически продумана и возможность закрепления трансформатора непосредственно на фундаменте или на несущей подложке. Отдельное помещение предусматривается для установки распределительных устройств. Нейтраль электроустановок соединяется с заземляющим приспособлением с помощью сварки. Для заземления предварительно организуются специальные шины в виде полос с сечением 40 х 4 мм. От них делается вывод к трансформатору.

Монтаж систем для обеспечения собственных нужд подстанции

Независимо от типа подстанции, она должна иметь собственную коммуникационную инфраструктуру – прежде всего, это касается электрического питания. Для этого на площадке или в удалении размещается электросетевой объект. Причем этот источник должен рассчитываться только на потребности подстанции без снабжения сторонних потребителей. В схеме питания предусматривают линии обслуживания различных блоков, секций и узлов станции. Для этого выполняется прокладка кабелей и контура заземления в рамках отдельной изолированной трассы. К подстанциям мощностью от 330 кВ подводится и резервный канал энергоснабжения, в качестве которого может выступать автономный независимый генератор. Он не рассчитывается на постоянное питание – только на временный технологический или аварийный режим работы.

Строительство вспомогательных сооружений

В данный комплекс входят объекты масляного хозяйства. Основу его инфраструктуры формируют стационарные независимые резервуары турбинного масла. Объем технической жидкости должен составлять 110% от нормативных нужд конкретной подстанции. Если нет возможности организации турбинных резервуаров, то масляное хозяйство должно быть устроено за счет специальной площадки с навесом. Здесь размещаются бочки с технической жидкостью, необходимой для снабжения узлов и агрегатов трансформаторной подстанции. Строительство инженерных сооружений, обеспечивающих водоснабжение и водоотведение, в любом случае ориентируется и на возможность слива отработанного масла по отдельным контурам для дальнейшей утилизации. То есть организуется и специальное место для хранения производственных отходов подстанции.

Особенности строительства модульных подстанций

В данном случае рассматривается оптимизированная конструкция подстанции на блочно-модульной (иногда мобильной) основе. Для ее сооружения не требуется специальных инженерных закладок и особых условий. Это полностью самодостаточный с точки зрения строительства объект, включающий и собственные источники энергоснабжения. Средняя цена трансформаторной подстанции с питающим кабелем до 10 кВ составляет 4-5 млн руб. В комплектацию могут входить базовые силовые электроустановки, распределительный модуль и необходимые выключатели с вводной инфраструктурой.

Строительство осуществляется на расчищенной ровной площадке. На первом этапе монтируется несущая металлическая платформа на рамах. К ней крепятся панельные стены, фиксация которых осуществляется посредством метизов и зажимных приспособлений. В конструкции блочных трансформаторных подстанций предусмотрены необходимые ниши для интеграции электротехнических шкафов, защитных и предохранительных устройств, систем охлаждения и обеспечения масляного снабжения. Установка внутреннего оборудования производится также в соответствии с проектной схемой, по которой должна подбираться и комплектация объекта.

Заключение

Проектно-строительная часть работ по устройству электрических подстанций реализуется в соответствии с общими техническими нормативами, которые применяются в отношении инженерных сооружений. При этом учитывается и эксплуатационная специфика объекта с его нуждами в коммуникационном обеспечении. В случае со стационарными трансформаторными подстанциями цена строительно-монтажных работ может варьироваться от 20 до 50 тыс. руб. Вместе со стоимостью оборудования реализация проекта может составлять несколько миллионов рублей, как в случае с модульными конструкциями. Выбор типа подстанции, его технического наполнения и тактики производства строительных мероприятий зависит от множества факторов, связанных с эксплуатационными требованиями и нормативными правилами.

Источник

Строительство электрической подстанции «Южная»

Электрические нагрузки и существующая сеть 110 кВ в районе размещения подстанции 110 кВ «Южная». Выбор и составление расчетной схемы электрической сети и схемы замещения. Защита трансформаторов собственных нужд и трансформаторов дугогасящих катушек.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	дипломная работа
Язык	русский
Дата добавления	14.02.2015
Размер файла	311,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Электрические нагрузки и существующая сеть 110 кВ в районе размещения ПС 110 кВ «Южная»

1.1 Электрические нагрузки потребителей ПС110кВ «Южная»

1.2 Существующая сеть электроснабжения потребителей в районе размещения ПС 110 кВ «Южная»

2. Технические решения по строительству ПС 110 кВ «Южная» и питающих ВЛ 110 кВ

2.1 Варианты схемы внешнего электроснабжения

2.1 Выбор силовых трансформаторов

2.2 Выбор схемы подстанции

2.3 Технические решения по строительству ВЛ 110 кВ

2.4 Выбор сечения проводов

3. Расчет токов короткого замыкания

3.1 Выбор и составление расчётной схемы электрической сети и схемы замещения

3.2 Расчет параметров элементов схемы замещения

3.3 Определение токов при симметричном трёхфазном КЗ

4. Выбор высоковольтной аппаратуры

4.1 Выбор трансформаторов собственных нужд подстанции

4.3 Выбор выключателей

4.4 Выбор разъединителей

4.5 Выбор ограничителей перенапряжений

4.6 Выбор шин

4.7 Выбор изоляторов

4.8 Выбор измерительных трансформаторов тока

4.9 Выбор измерительных трансформаторов напряжения

5. Релейная защита и автоматика

5.1 Источники оперативного тока

5.2 Защита и автоматика трансформаторов 25 МВА

5.3 Защита и автоматика секционных выключателей 10 кВ

5.4 Защита трансформаторов собственных нужд и трансформаторов дугогасящих катушек

5.5 Защита и автоматика линий 10 кВ

5.5.1 Максимальная токовая защита

5.5.2 Максимальная токовая отсечка

5.5.3 Автоматическое повторное включение

5.5.4 Защита от замыканий на землю

5.5.5 Автоматическая частотная разгрузка

6. Учет электроэнергии

7. Технико-экономическое обоснование проекта ПС 110 кВ «Южная»

7.1 Технико-экономическое сравнение схем подстанции 110 кВ «Южная»

7.2 Определение показателей экономической эффективности капиталовложений для выбранного варианта

8. Безопасность и экологичность проекта

8.1 Охрана труда и техника безопасности

8.2 Расчет заземляющего устройства

8.3 Расчет молниезащитного устройства

8.4 Оценка экологичности проекта

Заключение

Список использованных источников

трансформатор сеть электрический подстанция

Введение

1.Обоснование необходимости строительства ПС 110/10кВ «Южная» в подгорной части города Тобольска.

Необходимость строительства ПС «Южная» с расположением площадки в подгорной части города Тобольска вблизи от центра нагрузок диктуется следующими обстоятельствами:

* низкой надежностью электроснабжения потребителей подгорной части города, зоны исторической застройки;

* высокими потерями электрической энергии в распределительных сетях 10кВ из-за удаленности от центра питания (ведомственной ПС 35/6кВ «Фанерокомбинат»);

* низкими уровнями напряжения на выводах электроприемников потребителей.

* плохим техническим состоянием оборудования ПС 35/6кВ «Фанерокомбинат» и ПС 6/10кВ «Связи» (построена по временной схеме с одним трансформатором и одной секцией шин 10кВ);

* необходимостью разгрузки оборудования ПС 35/10кВ «Городская» и ПС 110/35/10кВ «Тобольская»;

* отсутствием возможности резервного электроснабжения потребителей подгорной части города Тобольска;

* отсутствием возможности резервного электроснабжения потребителей, запитанных с шин ПС 35/10кВ «Городская», от других источников по сети 10кВ;

* повышение конкурентоспособности Тобольских электрических сетей и ОАО «Тобольские межрайонные электрические сети» на рынке сбыта электроэнергии.

1. Электрические нагрузки и существующая сеть 110 кВ в районе размещения ПС 110 кВ «Южная»

1.1 Электрические нагрузки потребителей ПС 110 кВ «Южная»

Электрические нагрузки являются исходными данными для решения сложного комплекса технических и экономических задач. Определение электрических нагрузок составляет первый этап проектирования любой системы электроснабжения и производится с целью выбора и проверки токоведущих элементов (шин, кабелей, проводов), силовых трансформаторов и преобразователей по пропускной способности (нагреву) и экономическим параметрам, расчёта потерь, отклонений и колебаний напряжения, выбора компенсирующих установок, защитных устройств и т.д. От правильной оценки ожидаемых электрических нагрузок зависит рациональность выбора схемы и всех элементов системы электроснабжения и её технико-экономические показатели [1].

Электрические нагрузки по данным «Схемы развития электрических сетей 10 кВ г. Тобольска» на расчетный срок на шинах 10 кВ составят: активная мощность Рр =19,5 МВт, полная мощность Sp = 32 МВА.

Ожидаемые нагрузки для выбора мощности трансформаторов ПС «Южная» составляют:

перевод фактической нагрузки 6,9МВт

система водопонижения подгорной части г. Тобольска 3,6МВт

система теплоснабжения подгорной части г. Тобольска 0,7МВт

восстановление объектов Тобольско-Тюменской Епархии 0,9МВт

возрождение жилого строительства 0,4МВт

резервирование нагрузки ПС Городская 7,0МВт

Итого с учётом резервирования: 19,5МВт

1.2 Существующая сеть электроснабжения потребителей в районе размещения ПС 110 кВ «Южная»

Площадка проектируемой подстанции расположена в городе Тобольске, переулок 3-й Менделеевский. Генеральный план разработан с учетом решений, обеспечивающих максимальную плотность застройки в целях наибольшего сохранения прилегающих построек.

Вертикальная планировка обеспечивает отвод поверхностных вод с площадки подстанции.

На территории подстанции запроектирована внутриплощадочная дорога шириной 4,0м с покрытием из плит, обеспечивающая подъезд автотранспорта, ремонтной техники к трансформаторам, модульному зданию, маслосборнику.

Территория подстанции благоустраивается, свободная от сооружений территория засеивается многолетними травами. Проектом предусмотрено сооружение подъездной автомобильной дороги протяженностью 100.0 м с покрытием из плит.

Город Тобольск получает питание от Тюменской энергосистемы. Основными опорными центрами питания города являются ПС 500/110 кВ «Иртыш» и «Волгинская».

Электроснабжение городских потребителей в 2006 г. осуществляется от двух существующих ПС 110 кВ «Тобольская», «Волгинская» и двух ПС 35 кВ «Городская» и «Фанерокомбинат». В соответствии со «Схемой развития электрических сетей 35 кВ и выше г. Тобольска» должны быть построены в дополнение к уже существующим еще несколько ПС 110 кВ таких как «Южная», «Вузгородок»; подстанции 35 кВ «Городская» и «Фанерокомбинат» будет демонтирована.

2. Технические решения по строительству ПС 110 кВ «Южная» и питающих ВЛ 110 кВ

Подключение ПС «Южная» к сети 110 кВ в продление действующей ВЛ-1 10кВ Тобольская-Волгинская 1-ая и 2-ая цепи с сооружением двух цепей ВЛ-110кВ длиной около 10км на железобетонных опорах с перезаводом питания 1-ой цепи по одному из рассматриваемых вариантов.

Вариант №2. Путем строительства ответвления от ВЛ-110кВ Иртыш Тобольская (3Цепь) длиной около 0,2км в одноцепном исполнении с подключением в рассечку ВЛ-110кВ Тобольская-Волгинская(1 цепь).

Вариант требует серьезной проработки в части релейной защиты, возможны значительные ограничения по условиям работы устройств РЗА.

2.2 Выбор силовых трансформаторов

В соответствии с приведенными нагрузками потребителей, учитывая требования к надежности электроснабжения потребителей I, II и III категорий и к качеству электроэнергии, а также ввиду невозможности дальнейшего расширения и реконструкции проектируемой подстанции в дальнейшем из-за городской застройки, на подстанции устанавливаются два трансформатора напряжением 110 / 10 кВ.

Номинальная мощность трансформаторов выбирается по расчетной максимальной мощности потребителей. При двухтрансформаторной подстанции мощность каждого из трансформаторов выбирается из условия:

При таком выборе в аварийном режиме оставшийся в работе один трансформатор должен обеспечить нормальное электроснабжение всех потребителей I и II категорий надежности, перегружаясь при этом не более чем на 40 %. Следовательно:

Силовые трансформаторы проверяются по коэффициенту загрузки. В нормальном режиме коэффициент загрузки определяется по формуле:

Следовательно, коэффициент загрузки в нормальном режиме по (2.2):

Загрузка трансформаторов в нормальном режиме составит 62% от номинальной.

В послеаварийном режиме коэффициент загрузки определяется по формуле:

По (2.3) коэффициент загрузки в послеаварийном режиме:

Т.е. при отключении одного трансформатора оставшийся в работе покрывает 100 % нагрузки, при этом его загрузка возрастает до 124% от номинальной. Такая перегрузка допустима для трансформаторов в течение 6 часов в сутки сроком не более чем на 5 суток. Считают, что этого времени достаточно для устранения аварии, ремонта или замены поврежденного элемента.

Параметры трансформатора приведены в таблице 2.1

Номинальная мощность трансформаторов Sном т, МВА

Номинальное напряжение обмотки ВН Uв н, кВ

Номинальное напряжение обмотки НН1 Uн н1, кВ

Номинальное напряжение обмотки НН2 Uн н2, кВ

Потери холостого хода ДР0, кВт

Потери короткого замыкания ДРк, кВт

Напряжение короткого замыкания Uк, %

Ток холостого хода I0, %

2.3 Выбор схемы подстанции

Потребители, получающие питание от ПС 100 кВ «Южная» относятся к I, II и III категориям по надежности электроснабжения. Это, в соответствии с ПУЭ предъявляет к системе электроснабжения следующие требования:

электроснабжение осуществляется от двух независимых взаимно резервируемых источников питания;

питание потребителей должно производиться от двухтрансформаторной подстанции;

перерыв в электроснабжении потребителей при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Оперативный ток на подстанции постоянный, напряжением 220В.

Источником постоянного тока является аппарат управлением оперативным током со шкафом аккумуляторным типа АУОТ-16/20-110/220-УХЛ?, установленном в модульном здании.

Согласно проведенным расчетом, оборудование подстанции устойчиво к действию токов короткого замыкания.

Для предотвращения ошибочных действий при оперативном переключение предусматривается электромагнитная и механические блокировки заводской поставки.

Защита оборудования подстанции от перенапряжений, набегающих с линий, выполняются с помощью ограничителей перенапряжения, присоединяемых к шинам 110 и 10 кВ.

2.4 Технические решения по строительству ВЛ 110 кВ

Проектируемую ПС «Южная» запитать в продление ВЛ-110 кВ Тобольская-Волгинская 1-ая и 2-ая цепи с сооружением двух цепей ВЛ-110 кВ длиной около 10км.

Выполнить разрыв цепи ВЛ-10 кВ Тобольская-Волгинская в районе опоры №17 и выполнить заход на ПС 500/220/1 10/1О кВ «Иртыш» длиной около 4.3км. предназначаются для присоединения к энергосистеме ПС 110/10 кВ «Южная».

В соответствии с ПУЭ, по условиям обеспечения требуемой надежности электроснабжения потребителей, проектируемые ответвления должны быть выполнены на одноцепных опорах. Проектируемые одноцепные ответвления от существующих ВЛ 110 кВ присоединяются в собственные ячейки 110 кВ с выключателями на ПС 110/10 кВ «Южная», сооружение которых предусматривается в составе настоящего проекта.

Выбор сечения проводов

Сечение проводов и кабелей выбирают по техническим и экономическим соображениям. Выбор сечения по нагреву производят по расчетному току. За расчётные токи (I_р) принимаются значения, определяемые по формуле:

Выбор сечения проводов воздушных линий напряжением 110 кВ по экономической плотности тока производится следующим образом. Экономически целесообразное сечение (F_эк):

Затем необходимо выполнить проверку по допустимой токовой нагрузке по нагреву:

Проверяем выбранное сечение по допустимой токовой нагрузке по нагреву:

Источник