Отчет по практике на электрооборудование на подстанции

 

Введение

 

На сегодняшний день самым распространённым видом энергии  является электрическая энергия. Это объясняется универсальностью применения электрической энергии, простотой передачи её на большие расстояния и множеством способов её получения. Потребителями электроэнергии являются крупные промышленные объекты, население и муниципальные учреждения. Поэтому основной задачей электрических сетей является бесперебойное обеспечение потребителя электроэнергией. В России, как и в других западных странах, для производства и распределения электрической энергии используют трехфазный переменный ток частотой 50 Гц. Применение трехфазного тока частотой 50 Гц обусловлено большей экономичностью сетей и установок трехфазного тока по сравнению с сетями однофазного переменного тока, а также возможностью применения в качестве электропривода наиболее надежных, простых и дешевых асинхронных электродвигателей.

Электрическая подстанция - это электроустановка, предназначенная  для приёма, преобразования и распределения  электрической энергии и состоящая из трансформаторов или других преобразователей энергии, устройств управления и вспомогательных устройств. Электрическая сеть - это совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их линий электропередачи и распределения электрической энергии, и работающих на определенной территории.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Особенности  объекта  электроснабжения

 

Подстанция «Юго-западная»  расположена в черте города. Объект расположен между юго-западной котельной, гормолзаводом и другими потребителями, это очень выгодно с экономической точки зрения.

В связи с тем, что  существующие распределительные сети в городе Липецке эксплуатируются  на напряжение 6 кВ, а для районов  новой застройки должно вводится напряжение 10 кВ, на подстанции «Юго-западная» установлены трёхобмоточные трансформаторы 110/10/6 кВ. Подстанция присоединяется  к  двухцепному ответвлению от линии 110 кВ подстанции Правобережная и подстанции Привокзальная и на стороне 110 кВ коммутируется по схеме «блок линия - трансформатор» с установкой в цепях трансформаторов. С момента пуска подстанции «Юго-западная» менялись требования к оборудованию, оно обновлялось, изменялись нагрузки потребителей подстанции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. План расположения наружных и внутренних частей ПС «Юго-западная»

 

 

 

 

2 Тип  и  категория исполнения электрооборудования

 

2.1 Силовые трансформаторы

 

Трансформаторами называют электроустановки, предназначенные  для изменения величины напряжения переменного тока. Силовые трансформаторы являются основным электротехническим оборудованием электроэнергетических систем, обеспечивающим передачу и распределение электроэнергии. С их помощью осуществляется понижение напряжения до значений, применяемых непосредственно в приемниках электроэнергии. На подстанции установлены 2 силовых трансформатора типа ТДТН – 40000/110 (трансформатор трёхфазный, с дутьевым охлаждением, трёхобмоточный, с регулировкой напряжения под нагрузкой, номинальной мощностью 40000 кВ*А, напряжением 110 кВ).

Номинальная мощность обмоток ВН=40, МВА; частота S=50, Гц; число фаз – 3; соотношение напряжений 115±9 1,78%/11,0/6,6, кВ; схема и группа соединений обмоток YО/ / -12-11/; режим работы нейтрали - изолированная (заземлена через разрядник); напряжение короткого замыкания Е_кВC=10,17% , Е_кВH=18,39% , Е_кСН=7,10%.

Допускается одновременная  работа всех трех обмоток, однако суммарная мощность обмоток среднего и низкого напряжения не должна превышать номинальной мощности обмотки ВН.

 

2.2 Трансформаторы собственных нужд

 

На ПС применяются 2 трансформатора собственных нужд типа ТМ – 400/10/0,4. Они  предназначены для освещения  подстанции и нужд людей, обслуживающих её.

 

 

2.3 Разъединители

 

Разъединитель – электрический аппарат с видимым местом разъединения электрической цепи. Предназначен: для отключения и включения под напряжением участков электрической цепи высокого напряжения при отсутствии нагрузочного тока; для изменения схемы соединения; для безопасного производства работ (создание видимого разрыва) на отключенном участке; для включения и отключения зарядных токов воздушных и кабельных линий; тока холостого хода трансформаторов и токов небольших нагрузок.

Помещение, в котором  устанавливаются разъединители, должно быть закрытым, взрыво- и пожаробезопасным, не содержащим агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих изоляцию и защитные покрытия.

На подстанции используются разъединители типа РДЗ-110/1000, РНДЗ-110-У1/1000 предназначены для включения  и отключения обесточенных участков цепи, находящихся под напряжением (либо со снятым напряжением).

 

Таблица 1. Технические данные разъединителя

Наименование параметров	Норма
		1000 А
Номинальное напряжение, кВ	110
Наибольшее рабочее  напряжение, кВ	126
Номинальный ток, А	1000
Частота, Гц	50
Амплитуда предельного сквозного тока КЗ, кА	80
Предельный ток термической  устойчивости, кА	31,5
Время протекания тока термической  устойчивости,  для главных ножей, для ножей заземления	31

2.4 Предохранители

 

Плавкие    предохранители     выполняют      операцию    автоматического отключения цепи  при  превышении   определенного   значения   тока.   После   срабатывания предохранителя необходимо сменить плавкую вставку или патрон, чтобы подготовить аппарат к дальнейшей работе. Ценными свойствами плавких предохранителей является простота устройства, относительно низкая стоимость, быстрое     отключение     цепи     при      коротком     замыкании,    способность предохранителей типа ПК ограничивать ток в цепи при коротком замыкании (КЗ). На Юго-западной подстанции на щите постоянного тока установлено несколько предохранителей по 0,4 кВ.

 

 

2.5 Вентильные разрядники

 

Разрядники предназначены  для защиты от атмосферных перенапряжений изоляции электрооборудования переменного тока. На рассматриваемой ПС имеются вентильные разрядники РВС–110 (разрядник вентильный стационарный, номинальное напряжение – 110 кВ) и РВО – 6/10. Разрядник устанавливается на изолированном от земли основании для удобства присоединения регистратора срабатывания и для измерения токов проводимости. Разрядники вентильные типа РВО предназначены для защиты изоляции электрооборудования переменного тока на класс напряжения 6, 10 кВ от атмосферных перенапряжений.

Разрядники вентильные серии РВС предназначены для  защиты изоляции электрооборудования переменного тока на класс напряжения от 35 до 110 кВ от атмосферных перенапряжений.

Разрядники рассчитаны на длительную работу в условиях открытых и закрытых электрических установок  при температуре окружающей от -40⁰С до +40⁰С. Разрядники не предназначены для работы в местах, где на них воздействуют вибрации и удары, а так же в местах, где они подвергаются сильному загрязнению.

 

 

2.6 Выключатели

 

Выключатель   предназначен   для   выполнения   оперативной   и   аварийной  коммутации в системах электроснабжения и для включения и выключения отдельных электрических цепей и нагрузок. При разрыве цепи между разомкнувшимися   контактами   выключателя   возникает   электрическая   дуга, которая гасится в специальном устройстве. Контакты выключателя находятся внутри камеры в разомкнутом состоянии. На подстанции установлены выключатели следующих типов: ВМПЭ – 10 (относится к жидкостным высоковольтным выключателям, предназначен для коммутации высоковольтных цепей трехфазного переменного тока в номинальном режиме установки, а также для автоматического отключения этих цепей при коротких замыканиях и перегрузках, возникающих при аварийных режимах. Принцип работы выключателя основан на гашении электрической дуги, возникающей при размыкании контактов, потоком газомасляной смеси, образующейся в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры горения дуги. Этот поток получает определенное направление в специальном устройстве, размещенном в зоне горения дуги); ВВ/TEL – 10; ВБЭ-10-31.5.; элегазовый выключатель 110 кВ типа 3AP1FG (предназначен для коммутации оперативных токов и токов короткого замыкания в электрических сетях).

 

 

 

 

 

2.7 Отделители

 

Отделитель представляет собой разъединитель с автоматическим отключающим приводом, включается вручную. На ПС установлены 2 отделителя на 2-ух секциях шин типа ОД – 110/1000У1. Эти отделители наружной установки предназначены для автоматического отключения повреждённого участка линии.

 

2.8 Маслонаполненные вводы

 

Вводы    являются    неотъемлемой   частью     электрооборудования     и применяются как самостоятельный элемент закрытых распределительных устройств. Маслонаполненные вводы представляют собой проходные изоляторы, являющиеся конструктивно самостоятельными изделиями, применяемые в распределительных устройствах, трансформаторах, аппаратах и других видов оборудования высокого напряжения. Вводы предназначены для работы в нормальных условиях загрязнения при температуре окружающего воздуха от -45⁰С до +40⁰С и высоте установки над уровнем моря не более 1000 м. Вводы с усиленной внешней изоляцией предназначены для работы в условиях повышенного загрязнения пылью, не вредной для внешней изоляции и металлических частей ввода. На Юго-Западной подстанции установлены маслонаполненные и высоковольтные вводы на напряжение 110 кВ.

 

2.9 Аккумуляторные батареи

 

На ПС установлены  аккумуляторные батареи типа СК – 8, состоящие из 120 банок.

 

 

 

3 Компенсация  реактивной мощности и средства  ее компенсации

 

Компенсация реактивной мощности на ПС «Юго-западная» отсутствует. Однако скажем несколько слов о ней.

Передача значительной реактивной мощности по линиям и через  трансформаторы невыгодна по следующим  причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью; возникают дополнительные потери напряжения, которые особенно существенны в сетях районного значения; загрузка реактивной мощностью линий электропередачи трансформаторов уменьшает их пропускную способность и требует увеличения сечений проводов воздушных и кабельных линий, увеличения номинальной мощности или числа трансформаторов подстанции.

Следовательно, необходимо, насколько это технически и экономически целесообразно, предусматривать дополнительные мероприятия по уменьшению потребляемой реактивной мощности. Для компенсации реактивной мощности используются синхронные компенсаторы, синхронные двигатели, конденсаторные установки. Синхронные компенсаторы являются синхронными двигателями без нагрузки на валу. Изменение генерируемой или потребляемой реактивной мощности компенсатора осуществляется регулированием его возбуждения.

К недостаткам синхронных компенсаторов относят удорожание и усложнение эксплуатации и значительный шум во время работы. Положительными свойствами синхронных компенсаторов как источников реактивной мощности являются возможность плавного и автоматического регулирования, независимость генерации реактивной мощности от напряжения на их шинах, достаточная термическая и динамическая стойкость обмоток компенсаторов во время к.з. Синхронный двигатель при определенных условиях может генерировать реактивную мощность. Её величина зависит от загрузки двигателя активной мощностью, подводимого напряжения и технических данных двигателя. Конденсаторы по сравнению с другими источниками реактивной мощности обладают такими преимуществами, как малые потери активной мощности (0,0025-0,005 кВт/квар), простота эксплуатации (ввиду отсутствия вращающихся и трущихся частей), простота производства монтажных работ(малая масса, отсутствие фундаментов), для установки конденсаторов может быть использовано любое сухое помещение.

К недостаткам конденсаторов  следует отнести зависимость  генерируемой реактивной мощности от напряжения, чувствительность к повышениям питающего напряжения и недостаточную прочность, особенно при к.з. и перенапряжениях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Распределительные  сети, шинопроводы, кабельные линии.

 

Шины РУ изготовляют  из меди, алюминия, стали. Медные шины применяют в ОРУ и ЗРУ при больших перегрузках или когда алюминиевые и стальные шины не могут быть установлены из-за наличия в окружающей среде разрушающе  действующих на эти материалы примесей. В других случаях применяют менее дефицитные и дорогие алюминиевые шины. Форма поперечного сечения шин в зависимости от площади сечения, требуемой прочности на изгиб и общей компоновки шинопровода может быть плоской, круглой, трубчатой, коробчатой или более сложной. При больших токах (порядка 1 кА и выше) могут применяться многополосные шины.

На территории предприятий  и внутри зданий и сооружений могут применяться следующие виды прокладки кабелей: открытая прокладка по стенам и поверхностям строительных конструкций; прокладка в открыто или скрыто проложенных металлических трубах; прокладка в кабельных лотках и коробах; прокладка в кабельных каналах; подвешивание на несущем тросе; протягивание по воздуху тросовых кабелей; прокладка в кабельных сооружениях, являющихся частями зданий; прокладка непосредственно в земле (в траншеях).

Кабельные линии выполняются  так, чтобы в процессе монтажа и эксплуатации в кабелях не возникали опасные механические напряжения и повреждения. Для этого, в частности, все кабели укладываются с запасом по длине, достаточным для компенсации тепловых деформаций как самого кабеля при колебаниях токовой нагрузки и температуры окружающей среды, так и конструкции, по которым кабель проложен, а при прокладке в земле также для компенсации смещения почвы.