Взрывоопасные зоны — помещения или часть его или вне помещения, где образуются взрывоопасные смеси как при нормальном протекании технологического процесса, так и в аварийных ситуациях.

Здание распределительного пункта (РП) должно быть I или II степени огнестойкости. Степень огнестойкости зданий и сооружений определяется группой  возгораемости  и  пределом  огнестойкости  их  основных строительных конструкций (несущие стены, перекрытия и т.д.). Конкретные данные приведены в табл. 9.6.

Предел огнестойкости строительной конструкции определяется временем в часах от начала испытания конструкции на огнестойкость до возникновения одного из следующих признаков:

а) образование в конструкции сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя;

б) повышение температуры на не обогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140 °С или в любой точке этой поверхности более чем на 180 °С в сравнении с температурой конструкции до испытания или более 220 °С независимо от температуры конструкции до испытания;

в) потеря конструкцией несущей способности (обрушение).

Таблица 9.5

Группа возгораемости и минимальные пределы огнестойкости основных строительных конструкций, ч

9.5.         Оценка экологичности проекта.

Влияние подстанции на окружающую среду крайне разнообразно. Вредное действие магнитного поля на живые организмы, и в первую очередь на человека, проявляется только при очень высоких напряжённостях порядка 150-200 А/м, возникающих на расстояниях до 1-1,5 м от проводов фаз ВЛ, и представляет опасность при работе под напряжением .

Непосредственное (биологическое) влияние электромагнитного поля на человека связано с воздействием на сердечно-сосудистую, центральную и периферийную нервные системы, мышечную ткань и другие органы. При этом возможны изменения давления и пульса, сердцебиение, аритмия, повышенная нервная возбудимость и утомляемость. Вредные последствия пребывания человека зависят от напряжённости поля Е и от продолжительности его воздействия.

Для   эксплуатационного   персонала   подстанции   установлена допустимая продолжительность периодического и длительного пребывания в электрическом поле при напряжённостях на уровне головы человека (1,8 м над уровнем земли): 5 кВ/м - время пребывания неограниченно; 10 кВ/м -180 мин; 15 кВ/м - 90 мин; 20 кВ/м - 10 мин; 25 кВ/м - 5 мин. Выполнение этих условий обеспечивает самовосстановление организма в течении суток без остаточных реакций и функциональных или патологических изменений.

9.6.         Оценка чрезвычайных ситуаций

Произведём оценку чрезвычайных ситуаций - их последствие, меры предотвращения и меры по ликвидации.

Обрыв линии и короткое замыкание на линиях. Данная ситуация может привести к снижению напряжения у потребителей, соответственно к снижению качества выпускаемой продукции. Для предотвращения данной ситуации необходимо особо ответственные потребители запитывать по двум одноцепным линиям и от двух независимых источников питания. Для восстановления  нормального  режима  работы  линии,  необходимо использовать системную автоматику: АВР и АПВ. При успешном АПВ  линия может вернуться в нормальный режим работы, в противном случае применяется АВР и вызывается служба линии для восстановления линии.

Пожар трансформатора приводит к перерыву электроснабжения потребителей на время АВР. При сгорании масла в атмосферу выделяются вредные токсичные  газы.  Данная  ситуация также  приводит к дополнительным затратам на восстановление трансформатора. Для предотвращения    пожара   применяется    автоматическая   система пожаротушения, вызывается пожарная команда.

Пожар окружающего лесного массива может привести к пожару на территории подстанции, при переносе огня.

Для   предотвращения   возникновения   пожара   необходима противопожарная полоса вокруг подстанции шириной 50 м. Для ликвидации последствий может привлекаться персонал ПС и пожарная служба.

Пример дерева причин и опасностей рассмотрим для наиболее опасного случая - пожара на подстанции:

	Пожар на подстанции

 

	Пожар в трансформаторе		Местное возгорание

 

	Отказ  выключателя		КЗ в трансформаторе		Искрение		Нагрев проводов

 

Рис. 9.1 Дерево причин и опасностей

Начальные условия возникновения ЧС:

1.     пригорели контакты отключающего реле. При этом контакты реле не

перекинулись, и сигнал на катушку отключения не пошел;

2.     не сработала катушка отключения выключателя;

3.     не сработал привод выключателя;

4.     старение изоляции в самом трансформаторе;

5.     не соблюдение правил ТБ при работе на действующем электрооборудовании;

6.     природный катаклизм (ураганный ветер, наводнение, землетрясение, удар молнии и т. д.);

7.      нарушение норм и правил проведения сварочных работ;

8.      провисание проводов и сильное загрязнение изоляторов;

9.     брак сборки и наладки панелей защиты, слабое крепление проводов в клеммнике,   а   также   невыполнение   требований   правил   ПТЭ электроустановок;

10. сломалась автоматика управления отопительными приборами;

11.       повышенный режим потребления электроэнергии потребителями;

12.       наличие легковоспламеняющихся предметов.

9.7.         Грозозащита и заземление подстанции.

Изоляция электроустановок должна работать надежно как при длительно приложенных напряжениях промышленной частоты, так и при возникающих в эксплуатации перенапряжениях грозового характера. Грозовые перенапряжения возникают при прямом ударе молнии в землю, а так же при ударе молнии в предметы или объекты находящиеся вблизи электрических установок. От грозовых перенапряжений все электрические установки должны иметь специальную защиту. Основные элементы защиты - разрядники. От прямых ударов молний электрические установки защищаются стержневыми или тросовыми молниеотводами. Защита осуществляется молниеотводами, установленными непосредственно на металлических   конструкциях   (порталах)   и   отдельно   стоящими молниеотводами.

В данной работе расчет грозозащиты сводится к определению местоположения молниеотводов, которые определяются таким образом, чтобы зона действия молниеотводов полностью защищала все электрооборудование подстанции.

h = 19,35 м. – высота молниеотвода

hх = 11,35 м. – высота защищаемого объекта.

hа = 8 м – высота молниеотвода над ошиновкой.

D = м.                                               (9.2)

D - максимальный диаметр окружности, защищающей наиболее высокую точку ОРУ.

Где, р = 1, при h< 30 м,     р =       при h> 30 м

Рис. 9.2. Схема грозозащиты

9.8.         Расчёт заземляющих устройств.

Наибольший  ток через заземление при замыканиях на землю – 3613А на стороне 110кВ и 11187 на стороне 10кВ.

Грунт в месте сооружения подстанции – суглинок. Согласно ПУЭ, заземляющие устройства электроустановок выше 1кВ сети с заземлённой нейтралью выполняется с учётом сопротивления  или допустимого напряжения прикосновения.

Расчёт по допустимому сопротивлению приводит к неоправданному перерасходу проводникового материала и трудозатрат при сооружении ЗУ для ПС небольшой площади, не имеющих естественных заземлителей.

Заземляющие устройства для установок 110кВ и выше выполняются из вертикальных заземлителей, соединительных полос, полос, проложенных вдоль рядов оборудования, и выравнивающих полос, проложенных в поперечном направлении и создающих заземляющую сетку с переменным шагом.

Время действия релейной защиты: ;

Напряжение прикосновения: ;

Коэффициент прикосновения:

                                                                             (9.3)

где - длина вертикального заземлителя (5м), м; - длина горизонтальных заземлителей (525м по плану), м; а – расстояние между вертикальными заземлителями (5м), м; - площадь заземляющего устройства (S=60х70), м2; - параметр, зависящий от сопротивления верхнего и нижнего слоя земли ( и  соответственно для  и ,  [[4] стр.598]; - коэффициент определяемый по сопротивлению тела человека и сопротивлению растекания тока от ступней :

                                                                                    (9.4)

где ;

Потенциал на заземлителе

                                                                                    (9.5)

Напряжение заземляющего устройства:

                                                                                      (9.6)

Сопротивление сложного заземлителя, преобразованного в расчётную модель:

                                                                          (9.7)

где

  при  ;                                         (9.8)

 при  ;                                       (9.9)

- эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом·м [табл.7.6 [4]];  - общая длина вертикальных заземлителей;  - глубина залегания ()

Согласно

Напряжение на заземлителе

Сопротивление заземляющего устройства

План преобразуем в расчётную схему (квадратную) со стороной:

Число ячеек по стороне квадрата:

принимаем

Длина полос в расчётной модели:

Длина стороны ячейки:

Число вертикальных заземлителей по периметру контура:

Общая длина вертикальных заземлителей:

Относительная глубина:

, тогда

по табл.76 [4] для  

;

Общее сопротивление сложного заземлителя:

Как видно

Необходимо применять меры для снижения  путём использования подсыпки гравия в рабочих местах слоем толщиной 0,2м, тогда  

Подсыпка гравием не влияет на растекание тока с заземляющего устройства, так как глубина заложения заземлителей 0,7м больше толщины слоя гравия, поэтому соотношение  и значение М остаются неизменными.

Напряжение на заземлителе

, что меньше допустимого (10кВ).

Допустимое сопротивление заземлителя:

Напряжение прикосновения:

, что меньше допустимого 400В.

Определим наибольший джопустимый ток, стекающий с заземлителей подстанции при однофазном КЗ:

.

При больших токах необходимо снижение , за счёт учащения сетки полос или дополнительных вертикальных заземлителей.

10.          Смета на сооружение подстанции.

Таблица 10.1

Смета на сооружение подстанции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В дипломном проекте рассмотрены вопросы присоединения подстанции к существующей сети 110кВ, выполнены выбор рационального варианта трансформаторов на подстанции, расчёты установившихся режимов электрической сети на базе программы «RASTR», расчёт токов короткого замыкания произведён с помощью программы TKZ3000, выполнен выбор оборудования и разработано конструктивное выполнение подстанции.

К исполению принята подстанция 110/10кВ, выполненная по схеме «Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и неавтоматической перемычкой». Подстанция выполнена с перспективой расширения в габаритах схемы «Двойная система сборных шин с обходной». На подстанции установлено два трансформатора ТРДН-25000/110/10. Сторона низшего напряжения выполнена из ячеек КРУН К-47, К49.

Выполнен расчёт релейной защиты понижающих трансформаторов (дифференциальная защита, МТЗ трансформатора, МТЗ от перегрузки).

Выбор наилучшего варианта выполнен на основе сравнения приведённых затрат.

Выполнены мероприятия по  электробезопасности объекта (расчёт грозозащиты и заземления подстанции)

Библиографический список

1.           Ананичева С.С. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1995. 55 с.

2.            Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 3-е изд., 1987. 648 с.

3.           Рокотян С.С., Шапиро И.М. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. 3-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1995. 349 с.

4.           Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электроэнергетическая часть станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 1989. 605 с.

5.           Степанчук К.Ф. Техника высоких напряжений. Минск: Высшая школа, 1983. 265 с.

6.           Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т./ Под общ. Ред. А.А. Федорова. Т.2. Электрооборудование. – М.: Энергоатомиздат, 1987. -592 с.; ил.

7.           Электротехнический справочник: В 3-х т. Т. 3. 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии (Под общ. Ред. Профессоров МЭИ: И.Н. Орлова (гл. ред.) и др.) 7-е изд., испр. И доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988. 880 с. Ил.

8.           Бургсдорф В.В., Якобс А.И. Заземляющие устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 1987. 400 с.

9.           Богатырёв Л.Л., Богданова Л.Ф. Расчёт релейной защиты элементов электроэнергетической системы. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 1995. 38 с.

10.       Правила устройства электроустановок. М.: Энергоиздат, 1986ю 648 с.

11.       Проектирование подстанций: Учеб. Пособие / М.Н. Гервиц, С.Е. Кокин, В.П. Нестеренков. Свердловск: УПИ, 1988. 85 с.

Методы расчёта параметров электрических сетей и систем: Методическое пособие по курсу «Электрические системы и сети» / С.С Ананичева, П.М. Ерохин, А.Л. Мызин. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1977. 55 с.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11