Проектирование электрической подстанции «Багратионовская». Часть 2

Страницы: 1 2

7.РАСЧЕТ УСТРОЙСТВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ И МОЛНИЕЗАЩИТЫ

 

Различают три вида заземлений:

Рабочее заземление — это соединение с заземляющим контуром определённых точек сети (нейтраль обмоток трансформатора и генератора, реакторов) со следующей целью:

1. Эффективная защита сети, оборудования подстанции, разрядниками от атмосфер­ных перенапряжений;
2. Снижение уровня изоляции элементов электроустановки;
3. Снижение коммутационных перенапряжений;
4. Упрощение релейной защиты от однофазных к.з.;
5. Возможность работы повреждённой линии.

Защитное заземление — это заземление всех металлических частей электроустано­вок, которые е нормальном режиме работы не находятся под напряжением, но могут ока­заться под ним при повреждении изоляции.

Защитное заземление выполняется, для того чтобы:

1. Повысить безопасность эксплуатации электрических установок;
2. Уменьшить вероятность поражения людей электрическим током в процессе экс­плуатации.

Заземление молниезащиты предназначено для отвода в землю тока молнии и атмо­сферных индуцированных перенапряжений от молниеотводов, защитных тросов и разряд­ников, а также для снижения потенциалов отдельных частей электроустановки по отно­шению к земле.

Заземляющее устройство любого вида состоит из заземлнтеля, располагаемого в земле проводника, соединяющего заземляемый элемент с заземлителем. Заземлитель мо­жет состоять из одного или нескольких вертикальных и горизонтальных электродов и характеризуется сопротивлением, которое окружающая земля оказывает стекающему то­ку. По конструктивному исполнению различают естественные и искусственные зазем-лители.

К естественным заземлителям относятся железобетонные фундаменты зданий, опор, отдельно стоящих молниеотводов, также трубопроводы, обсадные трубы, свинцовые оболочки кабелей.

К искусственным относятся заземлители в виде вертикальных электродов, располо­женных в непосредственной близости от молниеотвода. Они применяются только тогда, когда исчерпана возможность использования близко расположенных естественных зазем­лите лей. Заземляющее устройство рассматриваемой подстанции 35/10 кВ спроектирован­ной по нормам на допустимое напряжение прикосновения и норме сопротивления расте­канию и соответствует требованиям обеспечения работы электрических сетей в нормаль­ных и аварийных режимах.

Заземление подстанции должно быть выполнено в соответствии с ПУЭ. Сопро­тивление заземляющего контура в любое время года не должно превышать 0,5 Ом. По данным вертикального электрического зондирования, выполненного при инженерно-геологических изысканиях, удельное сопротивление грунта принимаем равным: 1000 Ом-м.

Расчетное удельное сопротивление грунта принимаем равным 1200 Ом-м (с учетом коэффициента сезонности К_с =1,2). В качестве естественного заземления используется заземляющая система «тросы-опоры».

Заземляющее устройство подстанции принято из электродов диаметром 10 мм, дли­ной 5 м полосы сечением 40×4 мм³.

Данные для расчета заземляющего устройства подстанции приведены в таблице 7.1

Таблица 7.1 — Данные для расчета заземляющего устройства подстанции

 

Одним из важнейших условий бесперебойной работы подстанции является обеспе¬чение надежной грозозащиты зданий, сооружений и электрооборудования подстанции. Правильно выбранная молниезашита надежно защищает объект и тем самым значительно повышает его эксплуатационные показатели. В то же время дополнительные затраты на устройство молниезащиты по сравнению с общими затратами на строительство подстан¬ции, как правило весьма незначительны (не более 0,5%). Необходимость молниезащиты различных сооружений и установок связана с тем, что при ударах молнии на них оказыва¬ется определенное воздействие, представляющее опасность как для самих сооружений, так и для находящихся в них людей.
Наиболее опасным из всех проявлений молнии является прямой удар молнии.В настоящее время защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии осуществляется при помощи молниеотводов различных конструкций. Молнии имеют свойство в первую очередь поражать заземленные (у которых электропроводность стремится к бесконечности) и возвышающиеся над поверхностью земли металлические предметы. Защитное действие молниеотвода основано на этой особенности грозового разряда. Молниеот¬вод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом устройство, воспринимающее прямой удар молнии и отводящее токи молнии в землю посредством определенной системы заземления. В современной практике молниезащиты используются сле-дующие типы молниеотводов стержневые, тросовые или антенные и сетчатые, устанавли¬ваемые непосредственно на защищаемом объекте. Из-за простоты изготовления и деше¬визны наибольшее распространение получили стержневые молниеотводы.
Для зашиты ОРУ и открытых подстанций от прямых ударов молнии используются стержневые молниеотводы, которые устанавливаются при эквивалентном удельном со¬противлении земли в грозовой период р <500 Ом-м.
Конструкции (стойки) ОРУ напряжением 35 кВ с молниеотводами должны быть присоединены к заземлению подстанции кратчайшим путем, длиной не более пяти метров и таким образом, чтобы в месте присоединения было обеспечено прохождение тока по ма¬гистралям заземления не менее чем в трех направлениях.
Кроме того, должно быть установлено два-три вертикальных электрода длиной три-пять метром, на расстоянии не менее длины электрода от стойки с молниеотводом.
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода (высотой до 60м) представлена на рисунке 7.3

Рисунок 7.3 – Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода
1. Очертания торцевых частей зоны rx определяется по расчетным формулам, используемым для построения зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода:

8.ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

 

Интенсивное использование электромагнитной и электрической энергии в современном информационном обществе привело к тому, что в последней трети XX века возник и сформировался новый значимый фактор загрязнения окружающей среды — электромагнитный. К его появлению привело развитие современных технологий передачи информации и энергии, дистанционного контроля и наблюдения, некоторых видов транспорта, а также развитие ряда технологических процессов. В настоящее время мировой общественностью признано, что электромагнитное поле (ЭМП) искусственного происхождения является важным значимым экологическим фактором с высокой биологической активностью.

Анализ планов отраслей связи, передачи и обработки информации, транспорта и ряда современных технологий показывает, что в ближайшем будущем будет нарастать использование технических средств, генерирующих электромагнитную энергию в окружающую среду. С начала 90-х годов произошли изменения в структуре источников ЭМП, связанные с возникновением их новых видов (сотовой и других видов персональной и мобильной коммуникации), освоением новых частотных диапазонов теле- и радиовещания, развитием средств дистанционного наблюдения и контроля и т.д. Особенностью этих источников является создание равномерной зоны «радиопокрытия», что является ничем иным, как увеличением электро-магнитного фона в окружающей среде. Термин «глобальное электромагнитное загрязнение окружающей среды» официально введен в 1995 году Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ), включившей эту проблему в перечень приоритетных для человечества. В числе немногих всемирных проектов ВОЗ реализует Международный электро-магнитный проект (WHO International EMF Project), что подчеркивает актуальность и значение, придаваемое международной общественностью этой теме. В свою очередь практически все технически и культурно развитые страны реализуют свои национальные программы исследования биологического действия ЭМП и обеспечения безопасности человека и экосистем в условиях нового глобального фактора загрязнения окружающей среды.

Живые организмы в процессе эволюции приспособились к определен-ному уровню ЭМП, однако, резкое значительное повышение (в историческом аспекте) уровня ЭМП вызывает напряжение адаптационно-компенсаторных возможностей организма, долговременное действие этого фактора может при-вести к их истощению, что повлечет необратимые последствия на системном уровне.

Охрана среды большое при , монтаже, , обслуживании, и любой электроснабжения электроустановки. « часть электроснабжения предприятий должна , эксплуатироваться ремонтироваться условиями наименьшего окружающей » [26]. ГОСТ 54906– 2012 «устанавливает выбора и решений условиями наименьшего окружающей » [26].

Энергосбережение использовании газа самое и . Природное — экологически средство большинства энергетики.

зола токсичные .

В энергетическая влияет экономику . Что окружающей , то на влияет :

— способствует изменениям;

— изменение режима ;

— загрязнение Мирового химическими ;

— влияет появление дождей;

— загрязняется , пылью, выбросами;

— парниковый ;

— происходит и загрязнение ;

— исчерпываются природные .

В с одной важнейших экологической развития является сокращение воздействий использованием природоохранных .

Выбросы атмосферу веществ, от источников, видам деятельности, с (таблица 8.1)

Таблица 8.1 – в загрязняющих , отходящих стационарных , по экономической , связанных электроэнергетикой [1] ( тонн)

 

на , что официальным статистических объем воздействия природу не , а и (таблица 15), инфраструктуры объектов хозяйства не желательным, необходимым дальнейшего электроэнергетики ( всех отраслей) нормальной человечества будущем.

 

становится актуальным условиях роста отраслей (таблица 8.2).

8.2 – Объем товаров производства, работ услуг силами, видам деятельности ( фактически ценах), . руб.

 

Среди проблем существенной небезопасность различного электростанций, то или . Использование, примеру, реакторов под существование человечества. авария Чернобыльской в 1986 – это лишь пример , как губительна всего в . Вполне более сценарий взрыве АЭС. подчеркнуть, не своевременно замена оборудования новое. возникает утилизации отходов, их изолировать надежно , что огромнейших растрат.

природоохранных в могут выделены принципиально группы. первой них технические , осуществляемые объектах и сокращению них выбросов сбросов, концентрации веществ, также , утилизация производства т. . Ко группе мероприятий быть такие, обеспечивают отрицательного на среду счет топливно- баланса , оптимизации и электростанций.

первой природоохранных определяются прогрессом энергомашиностроении, разработки решений объектам , полнотой при требований окружающей , экономической социальной предлагаемых .

Мероприятия группы и с того, на в мере мероприятия группы, . е. второй не , а комплекс первой . Возможности группы мероприятий структурной определяются и характеристиками -энергетических рассматриваемого , набором источников, могут использованы покрытия электропотребления (, АЭС, и . д.), размещением, и характеристиками.

условия развития размещения электроэнергетики влияние оказать окружающей в , включая земельных водных , уровень загрязнения среды. , что случае уровня окружающей могут условия, которых здесь без санитарных окажется даже использовании доступных первой . В случае средством природы данном может вынос в , более в отношении , либо вида или электростанции. при подчеркнуть, в вариантах и электростанций, любом объектных мероприятий является норм природной и человека.

технических разработанного реконструкции электроснабжения , обуславливающих экологичность минимизацию ущерба среде, отметить [23]:

• современных марок ;
• эффективную реактивной на в с нагрузками;
• современной нейтрали сети –C– и УЗО.

автоматические серии изготавливаются учетом отходов . Корпус из пластика минимальным дыма токсичных при .

Современные кабелей и соответствуют ГОСТ 31996–2012 характеристикам нормальных аварийных работы ГОСТ 54906–2012 по эксплуатации. оболочки изоляции изготавливаются экологичного с выделением и веществ нагреве [21].

трансформаторы современной ТМГ12 уменьшенные показатели, современной акриловой , имеющей антикоррозийные , не обслуживая замены . Также серия является , снижая электроэнергии электромагнитное окружающей .

При системы в используются изоляционные (термоусадка, колпачки и .д.). системы выполняется помощью инструментов оборудования, негативное на среду: приготовлении под линии ТП РП микроэкскаватор; нагреве применяется газовая ; применяется при стен т.. [22].

Мониторинг контроль электропотребления оптимальный работы системы , продлевая срок и необходимость и вышедшего строя изношенного [26].

В , охрана среды монтаже, , обслуживании, и системы в с нормативными обеспечивает уровень безопасности.

целом, окружающей при , эксплуатации, , ремонте работе электроснабжения соответствии действующими документами достаточный экологической .

Следует высокий системы , что эффективной реактивной на в с нагрузками, расположением пунктов щитков, длиной линий рационально сечениями кабелей.

технические и электрооборудование, в , обеспечивают показатели , энергоэффективности, и системы после .

Загрязняющие могут в при в оборудования, уплотнений, давления трубопроводе оборудовании допустимых , вследствие часть сбрасывается атмосферу свечу открытия клапанов, части во его из , в он в его . Проводятся запланированные выбросы веществ атмосферу ( газа газопроводов технологического на при и плановых ).

Таким , в могут такие , как газообразные (метан, , пропан, ), относящиеся четвертому опасности, относящийся второму опасности, меркаптан, ко классу .

Мероприятия защите :

1. Проверка на и .
2. Неукоснительное согласованных режимов оборудования.
3. замена оборудования запорной .
4. Использование контроля . При газораспределительной некоторые вещества, как, , метанол, , одорант, нанести гидросфере, в воды. этого послужить работы, правил оборудования, уплотнений , сосудов, арматуры,

Мероприятия защите :

Для гидросферы соблюдать требования прибегать превентивным :

1. Исключение источников вредных (соблюдение эксплуатации, защита, замена оборудования запорной ).
2. Своевременная отходов специально места дальнейшей до переработки.

осуществлении производственной на среду негативное , связанное образованием количества производства. персонала в к возможных этого .

Мероприятия уменьшению влияния литосферу:

1. отходы селективному , временному на отведенных в с нормативов и размещения и на специализированным в с договорами.
2. оборудования прочность герметичность.
3. соблюдение технологических работы .
4. Своевременная уплотнений и арматуры.

отметить КПД электроснабжения, обусловлено компенсацией мощности ГПП соответствии актуальными , оптимальным распределительных и , минимальной питающих и выбранными жил .

Передовые решения современное , использованные проекте, высокие надежности, , безопасности экологичности электроснабжения реконструкции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Исходя из соображений по надежности электроснабжения потребителей, к установке приняты два понижающих трансформатора ТДН-10000/110/10.

На напряжение 110 кВ принята схема РУ мост с выключателями в цепях трансформатора.

На напряжение 10 кВ, также, применяем схему с системой шин, секционированной выключателем. РУ — 10 кВ принято из шкафов КРУН. Все коммутационное оборудование выбрано на основе токов КЗ и устойчиво к ним.

Для обеспечения надежности и безопасности применены средства автоматики и защиты отдельных элементов системы электроснабжения.

Также был рассмотрен вопрос о собственных нуждах подстанции, в котором выбраны наиболее удобная схема снабжения и трансформаторы собственных нужд.

В разделе экономики подсчитывалась стоимость оборудования подстанции, а также затраты на установку оборудования, и количество необходимого на монтаж времени.

В целом, при проектировании данного объекта были проработаны основные вопросы, включая возможность роста нагрузок на ближайшие 10 лет, а это значит, что в течение этого времени не потребуется дополнительных затрат на реконструкцию подстанции.

 

 

Список использованных источников

1. Андреев В. А. Релейная защита систем электроснабжения в примерах и задачах / В.А. Андреев. – М.: Высшая школа, 256 c.
2. Гуревич, Ю.Е. Особенности электроснабжения, ориентированного на бесперебойную работу промышленного потребителя / Ю.Е. Гуревич. – Москва: Торус Пресс, 408 c.
3. ГОСТ 14209-85. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов. – М.: Энергия, 2018. 39 с.
4. ГОСТ 1.030-81 (2001) ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. – М.: Энергия, 2018. 66 с.
5. Дубинский Г.Н. Наладка устройств электроснабжения напряжением свыше 1000 В / Г.Н. Дубинский, Л.Г. Левин. — М.: Солон-Пресс, 416 c.
6. Кудрин Б.И. Электроснабжение потребителей и режимы: Учебное пособие / Б.И. Кудрин, Б.В. Жилин, Ю.В. Матюнина. — М.: МЭИ, 412 c.
7. Кудрин Б. И. Электроснабжение / Б.И. Кудрин. — М.: Academia,

352 c.

7. Куско А. Сети электроснабжения. Методы и средства обеспечения

качества энергии / А. Куско, М. Томпсон. — М.: Додэка XXI, 2016. 336 c.

8. Миллер Г. Р. Автоматизация в системах электроснабжения / Г.Р. Миллер. — М.: Государственное энергетическое издательство, 176 c.
9. Можаева С.В. Экономика энергетического производства: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 208 с., ил.
10. Охрана труда в энергетике: Учебник для техникумов / под ред. Князевского Б.А. – М.: Энергопромиздат, 376 с.
11. Полуянович, Н. К. Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт систем электроснабжения промышленных предприятий / Н.К. Полуянович. – М.: Лань, 400 c.
12. Правила устройства электроустановок, издание 7. – М.: Энергия, 648 с.
13. РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования — М.: Энергия, 2018. 69 с.
14. Техническая документация. Электроснабжение производственной базы ООО «Инвестстрой».: — Вологда, 205 с.
15. Фролов Ю. М. Основы электроснабжения / Ю.М. Фролов, В.П. Шелякин. — М.: Лань, 480 c.
16. Хорольский В. Я. Надежность электроснабжения / В.Я. Хорольский, М.А. Таранов. — М.: Форум, Инфра-М, 128 c.
17. Хорольский В. Я. Эксплуатация систем электроснабжения / В.Я. Хорольский, М.А. Таранов. — М.: Дрофа, 288 c.
18. Шеховцов В. П. Расчет и проектирование схем электроснабжения / В.П. Шеховцов. — М.: Форум, Инфра-М, 216 c.
19. Шеховцов В. П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению / В.П. Шеховцов. — М.: Форум, Инфра-М, 136 c.
20. Юндин М.   А.   Курсовое   и   дипломное   проектирование  по электроснабжению / М.А. Юндин, А.М. Королев. — М.: Лань, 320 c.
21. Biegelmeier Electro supply system. – Bulletin. Int. Sek IVSS Verhüt Arbeitsall und Berufskrankh Elek, 2017. 428 p.
22. Dalziel F., Lee W. Electricity and power supply – “IEEE Spectrum”, 2018,

№2. p. 44-50.

23. Discussion on construction of green power grid Zhang Hong;Guiyang Power Supply Bureau. Guizhou Electric Power Technolog. 2017-06. Р 87–91.
24. A. Khomiakov and D. A. Ustinov. Improving the accuracy of calculations of electrical loads for industrial enterprises. Journal of Physics: Conference Series 1333 (2019) 062009, DOI: 10.1088/1742-6596/1333/6/062009; 06 October 2019.
25. Vlasyuk, V. Paramonov, S.Yu. Belov, S.I. The influence of reactive power compensation on energy saving by agricultural enterprises. AGRIS: International information system for the agricultural science and technology, 2018, Р 40–46.

 

Страницы: 1 2