Реконструкция подстанция ТП 35/10 кВ

Первичный минимальный ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от броска тока намагничивания:

                                                                   (9.2.3)

где      Котс-1,5 — коэффициент отстройки.

                    Iс.3=1,5·50,2=75,3 А.

Расчётный ток срабатывания реле, приведённый к стороне ВН:

Расчётное число витков рабочей обмотки реле, включаемых в плечо защиты со стороны ВН:                                                    (9.2.4)

где      Fcp=100 — магнитодвижущая сила срабатывания реле, А.

                       

Согласно условию Wbh  ≤ WBHpacn принимаем число витков WBH =8, что соответствует минимальному току срабатывания защиты :

Расчётное число витков рабочей обмотки реле, включаемых в плечо защиты со стороны НН:

Принимаем ближайшее к WHHpacч целое число, то есть WHH=13.

Определим расчётное число витков тормозной обмотки, включаемых в плечо защиты со стороны НН:

                           (9.2.6)

где ε=0,1 — относительное значение полной погрешности трансформатора тока;

Δu— относительная погрешность, обусловленная РПН, принимается равной половине суммарного диапазона регулирования напряжения;

α — угол наклона касательной к тормозной характеристике реле типа ДЗТ-11, tg a=0,75. Для ТДН-4000/35 Δu=0,16

Согласно стандартного ряда, приведённого в [3], принятое число витков тормозной обмотки для реле ДЗТ-11 wT=7.

Определим чувствительность защиты при металлическом КЗ в защищаемой зоне, когда торможение отсутствует. Для этого определим ток КЗ между двумя фазами на стороне НН трансформатора:

        

 Коэффициент чувствительности:

                                                                            (9.2.7)

> 2, что удовлетворяет условиям.

Определим чувствительность защиты при КЗ в защищаемой зоне, когда имеется торможение. Вторичный ток, подводимый к рабочей обмотке реле:                                                        (9.2.8)

Вторичный ток, подводимый к тормозной обмотке:

Рабочая МДС реле:

                                                                   (9.2.9)

Fраб=70.5·7=493.5А. Тормозная МДС рле:

              FТОР=IТОР·WТОР,                                                             (9.2.10)

FТОР=2,1·7=14,7 A.

По характеристике срабатывания реле, приведённой в [10], графически определяем рабочую МДС срабатывания реле: Fc.p=100 A. Тогда коэффициент чувствительности:

                                                                              (9.2.11)

              >1,5;что удовлетворяет условиям.

 

9.3   Защита от токов внешних многофазных КЗ

 

Защита предназначена для отключения внешних многофазных КЗ при отказе защиты или выключателя смежного повреждённого элемента, а также для выполнения функций ближнего резервирования по отношению к основным защитам трансформатора (дифференциальной и газовой). В качестве защиты трансформатора от токов внешних КЗ используются: 1 токовые защиты шин секций распределительных устройств низшего и среднего напряжений, подключенных к соответствующим выводам трансформатора;

2.  максимальная токовая защита  с пуском напряжения, устанавливаемая  на стороне высшего напряжения защищаемого трансформатора.

Защита, установленная на стороне ВН, выполняется на двухобмоточных трансформаторах с двумя, а на трёхобмоточных с тремя реле тока. Реле присоединяются ко вторичным обмоткам ТТ, соединённым, как правило, в треугольник.

Непосредственное включение реле защиты от токов внешних КЗ в токовые цепи дифференциальной защиты не допускается.

Расчёт МТЗ.

Ток срабатывания защиты МТЗ-1 на стороне НН.

                                                       (9.3.1)

  где    Ко =1,2—коэффициент отстройки реле;

           Кв=0,85—коэффициент возврата реле РТ-40;

          Ксз=2,3—коэффициент самозапуска секции шин потерявшей питание;

Ток срабатывания защиты МТЗ-2 на стороне ВН:

                                                          (9.3.2)

       

 Ток срабатывания реле на  стороне ВН:

                                                             (9.3.4)

Коэффициент чувствительности МТЗ-2

                                                      (9.3.5)

Ток срабатывания реле МТЗ на стороне НН:

                                                          (9.3.6)

              

Коэффициент чувствительности защиты в основной зоне:

                                                                                 (9.3.7)

             

Условие чувствительности выполняется.

Коэффициент чувствительности защиты в резервной зоне:

               ,      

чувствительности защиты в резервной зоне обепечивается.

 

9.4   Защита от токов внешних замыканий на землю на стороне ВН

 

Защита предусматривается для трансформаторов с глухим заземлением нейтрали обмотки высшего напряжения при наличии присоединений синхронных электродвигателей в целях резервирования отключения замыканий на землю на шинах питающей подстанции и для ускорения отключения однофазного КЗ в питающей линии выключателями низшего напряжения трансформатора. Реле максимального тока защиты подключается к трансформатору тока, встроенному в нулевой вывод обмотки ВН трансформатора.

 

9.5   Защита от токов перегрузки

 

Согласно [3] на трансформаторах 400 кВА и более, подверженных перегрузкам, предусматривается максимальная токовая защита от токов перегрузки с действием на сигнал с выдержкой времени. Устанавливается на каждой части расщеплённой обмотки. Продолжительность срабатывания такой защиты должна быть выбрана примерно на 30% больше продолжительности пуска или самозапуска электродвигателей, получающих питание от защищаемого трансформатора, если эти процессы приводят к его перегрузке.

Расчёт тока срабатывания от перегрузки.

ток срабатывания от перегрузки равен:

                                            (9.5.1)

где       kотс=1,05, для реле РТ-40.

            Kв=0,85, коэффициент возврата реле РТ-40

ток срабатывания реле равен:

                                                          (9.5.2)

 

 

10  ЭКОНОМИЧЕСКОЕ  ОБОСНОВАНИЕ  ПРОЕКТА

 

При проектировании систем электроснабжения сельских районов и в процессе их эксплуатации постоянно решают задачи выбора наиболее целесообразного варианта, т.е. с лучшими технико-экономическими показателями. К таким задачам относят выбор сечений проводов, мощностей трансформаторов подстанций, оптимального варианта развития сетей, мероприятий по снижению потерь электрической энергии, повышению надежности электроснабжения .

В данном проекте рассчитываются экономические показатели строительства подстанции «Колмаково» напряжением на 35/10 кВ с дмумя трансформаторами.

 

10.1 Общие положения 

 

В связи с переходом отдельных производственных площадок из 3 категории во 2, а порой и в 1 возврасла необходимость в более качественном и надежном электроснабжении. На данном этапе работы подстанция 35/10 кВ «Колмаково» перегружена в результате чего возникла необходимость в её реконструкции. В результате реконструкции подстанции возрастает надежность электрооборудования, а увеличение мощности подстанции дает перспективы предприятиям дальнейшему росту и развитию.

При определении капитальных вложений учитывают следующие составляющие:

К= Ксм+ Коб+ Кпр+ Кобор  (10.1)

где: Ксм- капитальные вложения на строительно-монтажные работы;

Коб- стоимость оборудования, транспортных средств, инвентаря;

Кпр- затраты на проектно-изыскательские и подготовительные работы;

Кобор- затраты на создание оборотных средств;

В связи с тем, что на нашем этапе, то есть на этапе дипломного проектирования, все составляющие данного уравнения предусмотреть очень сложно, поэтому мы затраты на проектно-изыскательские и подготовительные работы примем в размере 5 % от стоимости оборудования, а затраты на создание оборотных средств не будем учитывать вовсе.

Методика комплексной оценки эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса, рекомендует при выборе оптимального варианта кроме приведенных затрат учитывать также сопутствующие экономические эффекты, в качестве которых можно принимать ущербы от снижения надежности электроснабжения и качества электроэнергии, расход металла, удобство эксплуатации, экологические и социальные факторы. Во многих случаях указанные факторы по своей значимости не уступают основным экономическим показателям. Так, например, такие показатели, как качество электрической энергии и надежность электроснабжения, даже находясь в допустимых нормативных границах, все же для различных вариантов неодинаковы.

Величина ущерба от перерыва электроснабжения рассчитывается в двух случаях:

1. При разработке специальных  технических и организационных  мероприятий по повышению надежности электроснабжения потребителей.

2. При технико-экономическом сравнении  вариантов схем электроснабжения  с различной степенью надежности.

При возникновении аварии или других критических ситуаций на ПС ее потребители смогут получать электроэнергию от подстанции «Минусинская-Городская», поэтому при технико-экономическом обосновании реконструкции подстанции принимаем, что степень надежности остается неизменной. Для упрощения расчетов годовых приведенных затрат ущербом от перерыва в электроснабжении пренебрегаем.

 

10.2 Расчет капитальных затрат на строительство подстанции

Расчет капитальных затрат на строительство подстанции проводится по формуле (10.1).

Капитальные затраты на строительство подстанции складываются из затрат:

- демонтаж старого оборудования;

- приобретение и монтаж силовых трансформаторов;

- приобретение и монтаж электрической  аппаратуры подстанции

Стоимость оборудования и затраты на монтажные работы должны определяться согласно локальной сметы, с учетом действующего уровня цен. В локальной смете необходимо учесть не только основное дорогостоящее техническое оборудование как: масляные и вакуумные выключатели, разъединители, трансформаторы и прочее, но и мелки расходные материалы как болты, гайки и др., что также достаточно сложно сделать на данном этапе, поэтому примем стоимость оборудования приблизительно, равной шести миллионам рублей.

Смета на реконструкцию подстанции 35/10 кВ «Колмаково».

 

		На приобретение и монтаж  электрооборудования для реконстукции  системы электроснабжения
		Подстанция Колмаково
									Сметная стоимость   всего:				3418065	руб.
									в том числе:  оборудования:				3136810	руб.
									демонтажных и монтажных работ:				281255	руб.
	Шифр и	Наименование и характе-				Стоимость единицы.				Общая стоимость
№	номер	ристика оборудования	Еди-				Монтажные работы					Монтажные работы
	позиции	и монтажных работ.	ницы	Кол-			в том числе					в том числе
	прейску-		изме-	во.	Обору-	всего		эксплуатация машин		Обору-	всего		эксплуатация машин
	ранта и		рения		дования		з/пл	всего	в т.ч.	дования		з/пл	всего	в т.ч.
	ценника								зарплата					зарплата
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
		1 Материалы и оборудование на  стороне 35 кВ
1		Трансформатор силовой ТМ-4000/35	узел	2	747900					1495800
2		Масляный выключатель ВТ-35-630	узел	2	73550					147100
3		Разъеденитель РНДЗ-2-35-1000	узел	6	28645					171870
4		Ограничитель перенапряжения
		ОПН-У-35/40,5	узел	2	14500					29000
		2 Монтажные работы на стороне 35 кВ
		Демонтаж трансформатора 1000 кВА	шт.	1		15678	3174	2826	917		31355	6348	5652	1835
5		Монтаж силового трансформатор
		ТМ-4000/35	узел	2		31355	6348	5652	1835		62710	12697	11303	3670
6		Монтаж масляного выключателя
		ВТ-35-630	узел	2		13123	1974	3019	898		26245	3948	6039	1796
7		Монтаж разъеденителя РНДЗ-2-35-1000	узел	6		4916	1084	1219	523		29497	6503	7316	3136
8		Монтаж ограничитель перенапряже-
		ния ОПН-У-35/40,5	узел	2		1974	550	1030	356		3948	1099	2059	712
		Демонтаж разрядников	комп.	2		987	275	515	178		1974	550	1030	356