Проект реконструкції системи електропостачання машинобудівного заводу в м.Коростень Житомирської обл

Основними засобами гасіння пожеж  у силових трансформаторах та розподільних пристроях є повітряно–механічна піна, розпилена вода та порошкові суміші. Оптимальні інтенсивності для подачі розчинів піни низької і середньої кратності – 0.15 , розпиленої води – 0.2 , порошкових сполук – 0.3 .

Таблиця 9.5. Комплектація протипожежного щита.

№ п\п	Найменування	Кіль-кість	Місце знаходження
1 2 3 4 5 6 7 8	Вогнегасники вуглекислотні Багор Лопата  Кирка Лом Відро Вогнегасник хімічний ОХП  –10 Ящик з піском	2 шт. 2 шт. 2 шт. 2 шт. 1 шт. 2 шт. 1 шт. 2 шт.	Протипожежний щит Протипожежний  щит Протипожежний щит Протипожежний  щит Протипожежний щит Протипожежний  щит Протипожежний щит Біля трансформатора

 

У всіх випадках при горінні масла  на трансформаторі чи під ним необхідно  відключити його від мережі зі сторони високої і низької напруг, зняти залишкову напругу та заземлити. Після зняття напруги тушіння пожежі можна проводити будь-якими засобами.

При горінні масла зверху на трансформаторі біля прохідних ізоляторів його необхідно  ліквідувати розпиленою водою, низькократною повітряно – механічною піною чи порошковим розчином. Якщо пошкоджений корпус трансформатора в нижній частині і там виникла пожежа, її ліквідовують піною, а масло потрібно злити в аварійний резервуар. У випадку переходу полум’я на корпус сусіднього трансформатора його необхідно захищати розпиленими потоками води з інтенсивністю подачі 0.15 – 0.18 . Злив масла із сусідніх трансформаторів не проводять, так як порожній корпус більш вибухо – небезпечніший ніж повний.

Пожежі трансформаторів в закритих комірках ліквідують аналогічно, крім того, ще є можливість заповнення їх піною або інертним газом. При  цьому комірки не відкривають, а  піногенератор вводять через  попередньо відкриті вентиляційні решітки.

 

 

Блискавкозахист будівель і споруд на підстанції.

 

В ході реконструкції  блискавкозахисту об’єкта слід розглянути можливість дії атмосферних та комутаційних перенапруг.

Атмосферні перенапруги  можуть з’явитися на електрообладнанні, як у разі прямого попадання блискавки, так і внаслідок розряду блискавки поблизу лінії електропередач. В другому випадку набігаючі хвилі перенапруги досягають відкритих і закритих електроустановок по проводах лінії.

Оцінка грозової діяльності.

Кількість проривів блискавки протягом року на захищуваний об'єкт у зоні захисту може бути обчислена за формулою:

Β=ψ N,                                        (9.1)

де ψ - ймовірність проривів блискавки у зону захисту (0,01 або 0,001);    

N - сумарна кількість ударів блискавки у блискавковідвід протягом року, ударів/рік.

Β=3,6* 10^-4

    Очікувану  кількість уражень блискавкою N протягом  року можна розрахувати за  формулою:

N=(а+3 h_х) (b+3 h_х) n 10^-6;                                 (9.2)

де а і b - відповідно довжина і ширина захищуваної будівлі чи споруди, м; 

h_х - висота будівлі чи споруди по її бокових сторонах, h_х =8 м;

n - середнє число уражень блискавкою 1 км² поверхні землі протягом року.

N=0,036514.

Формула враховує, що кількість, попадань блискавки у  будівлю чи споруду пропорційна площі, як її самої, так і сумі площ проекцій захисних зон, створюваних гранями і кутами покрівлі.

У разі, коли окремі частини  будівлі (споруди) мають різну висоту, зона захисту, створювана висотною частиною, може увібрати в себе інші частини. Тоді очікувану кількість уражень блискавкою N розраховують лише для висотної частини, підставляючи до формули відповідні значення габаритних розмірів.

Розрахунок зони захисту  блискавковідводів.

Зона захисту блисковідводу - це частина простору, всередині  якого будівля чи споруда захищена від прямих ударів блискавки із визначеним ступенем надійності.

Надійність  блискавкозахисту зростає від мінімальної  на межі зони із просуванням до її середини.

Об'єкт захищається  від ударів блискавки групою блискавковідводів, розташованих на певній відстані один від одного, і загальна зона захисту значно перевищує суму зон захисту кожного блискавковідводу окремо за рахунок їх взаємного впливу один на одного. Захист підстанції від прямих ударів блискавки передбачаю здійснювати чотирма блискавковідводами. Розрахунок блискавковідводу проводимо за такою методикою:

                                           (9.3) 

де h_x – активна висота блискавковідводу;

h  - загальна висота блискавковідводу;     

r_x  - радіус захисту одного блискавковідводу;

r   - коефіцієнт, який при висоті блискавковідводу менше 30м дорівнює 1;

h^’_x – висота об’єкту, що захищається.

Приймаємо висоту блискавковідводу 15.85м  та визначаємо зони захисту чотирьох блискавковідводів .

1.Для шаф КРП-10 з висотою встановлення шафи з рамою - 3.85 м.

Розрахункову ширину внутрішньої  зони захисту 2bx на висоті hx знаходимо  за формулою:

                    bx = 26,9/2 = 13,5 м.

Згідно плану розташування КРП - 10 знаходиться від блискавковідводів на відстані 8,5 м.

2. Для порталу 110 кВ висотою 6,2 м:

 

bx = 9.8 м

3. Для порталу 110 кВ трансформатора  висотою 8 м:

 

bx = 6.2 м

 

Портал входить у зону захисту  обладнання, розташованого у внутрішній зоні захисту, для чого знаходимо h₀: [м]

 

 

 

Все обладнання має меншу висоту, отже воно буде захищене встановленими  чотирма блискавковідводами.

Приймаємо відстань від блискавковідводу до об‘єкта r_min= 5м.

Для захисту території встановлюємо чотири блискавковідводи.

;     b_x = 0.33 * 14 = 4.6 м.

 

 

 

Рис. 9.1. Блискавкозахист ТП 110/10 кВ.

 

9.5. Розрахунок контуру заземлюючого пристрою.

 

Вихідні дані:

- струм однофазного замикання на землю на стороні 110 кВ і І_з =2.687 кА;

- грунт одношарний, шар чорнозему h = 0,5 м, питомий опір грунту r = 50 Ом·м;

- територія ТП S₁ = 54 х 68 = 3672 м².

В якості природного заземлювача можна використовувати систему трос – опори двох підходящих до підстанціїї ПЛ напругою 110 кВ на металевих опорах з довжиною прольоту l = 300 м.

Кожна лінія має стальний грозозахисний трос ТК – 50 перерізом S = 50 мм², опір заземлення однієї опори r = 10 Ом при питомому еквівалентному опорі землі до  100 Ом·м [8].

Також у якості природного заземлювача  можна використовувати залізобетонну  конструкцію фундаменту ЗРП – 10 кВ площею  S₂ = 500 м² .

Розрахунок :

Згідно ПУЕ допустимий опір заземлювача  не більше Rд=0,5 Ом для електроустановок напругою 110 кВ і струмах замикання на землю більше 500 А.

Визначаємо опір природного заземлювача  трос-опора ПЛ:

Rе₁=

Ом.

Опір фундаментального поля будівлі  ЗРУ-10 кВ:

Rе₂=

Ом.

Загальний опір дорівнює:

Rе=

Ом.

Так як  Rе > Rд, то необхідно використовувати штучний заземлювач:

Rш.з=

Ом.

Тип і розміри визначаємо згідно ПУЕ. Приймаємо контурний  тип заземлювача: сітка із горизонтальних смуг перерізом 4х40 мм², зі зміним кроком горизонтальних елементів (у відповідності з [8]), розташована на глибині h=0,5 (рис. 7.1).

 

                               Рис. 9.1 Розташування заземлюючої сітки ГПП

 

Загальна довжина горизонтальних смуг заземлювача:

L=n₁·l₁+ n₂·l₂=8·54+10·68=1112 м,

де n₁, n₂ – кількість повздовжніх і поперечних смуг (згідно п. 1.7.51 [8]);

l₁, l₂ – довжини повздовжніх і поперечних смуг відповідно.

Вибираємо для розрахунку метод узагальнених параметрів. Так  як в даному розрахунку постійно використовується відношення ρ₁/ ρ₂ при двохшарному грунті, приймаємо відношення в даному випадку ρ₁/ ρ₂=1. Тому узагальнений параметр Q знаходимо згідно [8]:

Знаходимо значення опору  сітки згідно [   ]:

 Ом.

де Вз, βз – параметри  згідно [8].

Значення R_З4=0,383 Ом менше Rш.з =2,286 Ом, що задовольняє умові.

Тоді загальний опір заземлювача буде:

 Ом.

Визначаємо потенціал  заземлюючого пристрою в аварійному режимі:

φ_З=I_З·R_З=2.687·0.24=0.645 кВ.

Цей потенціал допустимий, так як згідно ПУЕ напруга дотику:

U_дот=I_З·RЗ·α=2,687·0.24·0,15=0.097 кВ.

Перевірка заземлювача  на термічну стійкість:

 

=3,059,

де S_БП – площа бічної поверхні заземлювача

S_БП=L·2·(a + b)=1112·2·(40+4)·0,001=97,86 м²;

t_П=1,8 с- тривалість проходження струму замикання на землю.

Перевіряємо термічну стійкість смуги 40х4 мм²:

мінімальний переріз смуги за умовою термічної стійкості при к.з. на землю при часу проходження струму к.з. t_П=1,8 с

 мм²,

де С- постійна для  сталі.

 мм²         ;   160 > 48,7.

Таким чином, смуга 40х4 мм² задовільняє умові термічної стійкості. Відповідно штучний заземлювач повинен бути виконаний із горизонтальних смугових електродів перерізом 40х4 мм² загальною довжиною 1112м, глибина занурення електродів в землю 0,5 м.

 

 

ВИСНОВКИ

1. Виконано модернізацію розподільного пристрою 10 кВ ТП 110/10 кВ – замінено фізично застаріле електрообладнання сучасним.

2. Виконано модернізацію релейного захисту підстанції.

Застосування резервного струмового подовжнього диференціального захисту  з витримкою часу  підвищить чутливість до КЗ і  до виткових замикань в обмотках трансформаторів.

Для цього подовжній диференціальний  захист, доцільно доповнити пропонованою схемою МСЗ, виконаною також за диференціальною  схемою з реле РНТ-565.

3. Розроблено технологію модернізації шаф РП 10 кВ типу К-VIу з заміною масляних вимикачів на сучасні вакуумні вимикачі типу ВВ/TEL.

4. Обґрунтовано місце встановлення пункту АВР для підвищення надійності мережі 10 кВ на ділянці між опорами 68 і 69, як ділянки з меншою потужністю навантаження.

5. Для збільшення пропускної спроможності лінії при включеному АВР запропоновано установку поздовжньої компенсацї (УПК).

В нормальному режимі конденсатори УПК включені послідовно з конденсаторами КУ, приєднаними в кінці однієї з двох взаєморезервованих ліній. При цьому загальна потужність конденсаторів дорівнює реактивній потужності мінімального режиму лінії.

В аварійному режимі спрацьовує АВР  і конденсатори УПК переключаються з паралельного кола послідовно в  розсічку взаєморезервованих ліній, що суттєво збільшує пропускну спроможність мережі і  напруга за УПК стає практично рівною напрузі джерела живлення.

 

 

Перелік використаних джерел

 

1. Андреев В. А. Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения: Учебник для студентов вузов спец. "Электроснабжение промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства". - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 391 с.
2. Винославский В.Н., Праховник А.В. и др. Проектирование систем электроснабжения:

Учебное пособие для вузов. - К: Вища школа. Головное изд-во, 1981. - 360 с.

3. Волобринский С.Д. Электрические нагрузки и балансы промышленных предприятий. - М.:Энергия, 1976.
4. ГОСТ 14209-85 «Трансформаторы силовые масляные общего назначения».
5. Денисенко Н.А., Хоффманн И., Иншеков Е.Н. Эквивалентирование электрических нагрузок СЭС по условиям их нагрева//Техническая электродинамика - 1990. - №6.ВСН52-86 «Установки солнечного горячего водоснабжения. Нормы проектирования.»;
6. «Посібник з використання сонячної енергії для опалення і кондиціювання повітря» - до діючих СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» -  Київ,1998.
7. «Рекомендации по проектированию  УСГВ для  жилых и общественных зданий» - Киев, 1987;
8. «Использование   солнечной    энергии    для  теплоснабжения в животноводстве (рекомендации)» - Зерноград. 1986;
9. Жежеленко И.В. и др. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. - К: