Реконструкция подстанции "Сорокино" 110/10/10 (стр. 11 из 13)
UНР.ОПН ≥ 1,05 ·UНОМ.Ф.СЕТИ = 1,05 ·63,51=66,69 кА, (6.9.1)
Где 1,05 – коэффициент запаса для сетей с эффективно-заземленной нейтралью. Используя сайт {5}, выбираю ОПН типа ОПН-П1–110/73/10/2 УХЛ1. Исполнение установки ОПН – на опоре линейного портала.
В качестве ОПН на стороне 10 кВ, устанавливаемые для защиты оборудования именно на ПС, компания ЗАО «ЗЭТО» предлагает ОПН типа ОПН-П1–10/12/10/2 УХЛ2. Исполнение установки ОПН – подвесное к тросам выводов трансформаторов.
Выбранные типы ОПН необходимо проверить по взрывобезопасности к максимальным токам КЗ, то есть IВЗ > IУД. Для стороны 110 кВ: IВЗ > 45,07 кА. Для стороны 10 кВ: IВЗ > 42,31 кА.
Характеристики ОПН ПС «Сорокино»
| Тип ОПН | ОПН-П1–110/73/10/2 УХЛ1 | ОПН-П1–10/12/10/2 УХЛ2 |
| Номинальное напряжение | 110 кВ | 10 кВ |
| Наибольшее длительно допустимое напряжение | 73 кВ | 12 кВ |
| Номинальный разрядный ток | 10 кА | 10 кА |
| Категория взрывобезопасности | А (IВЗ = 63 кА) | А (IВЗ = 63 кА) |
| Остающееся напряжение при импульсе тока в 10 кА за 0,1 мкс | 274 кВ | 44 кВ |
| Стоимость | 35.000 рублей | 2.300 рублей |
| Производитель: ЗАО «ЗЭТО» (г. Великие Луки) |
5.10 Выбор ТСН
В таблице 6.10.1 отображены потребители собственных нужд (СН) ПС и их суммарная нагрузка с учетом коэффициента спроса. Расшифровка обозначений таблицы: P– Номинальная активная мощность единичного потребителя СН (кВт). N– Количество единичных потребителей СН (шт.). PN- Суммарная активная мощность потребителя СН (кВт). КСПР – Коэффициент спроса на потребителя СН (о.е). cosφ– Коэффициент мощности потребителя СН (о.е). SРАСЧ – Расчетная нагрузка потребителя СН (кВа). SРАСЧ.Σ – Суммарная расчетная нагрузка всех потребителей СН (кВа).
Нагрузочные данные потребителей собственных нужд ПС
| Потребителисобственных нужд | Р(кВт) | N(шт.) | РN(кВт) | КСПР | cosφ | SРАСЧ(кВа) |
| Освещение ОРУ-110кВ | 5 | - | 5 | 0,5 | 1 | 2,5 |
| Отопление, освещение, вентиляция ЗРУ-10 кВ | 7 | - | 7 | 0,7 | 1 | 4,9 |
| Отопление, освещение, вентиляция ОПУ | 100 | - | 100 | 0.7 | 1 | 70 |
| Отопление и освещение склада | 5,5 | - | 5,5 | 0,2 | 1 | 1,1 |
| Двигатели системы охлаждения силового трансформатора | 4 | 2 | 8 | 0,85 | 0,85 | 8 |
| Устройство РПН | 1 | 2 | 2 | 0,8 | 0,9 | 1,78 |
| Отопление шкафа КРУ | 1 | 39 | 39 | 1 | 1 | 39 |
| Электроподогрев элегазового выключателя и его привода | 5 | 3 | 15 | 1 | 1 | 15 |
| Электроподогрев привода разъединителя 110 кВ | 0,6 | 8 | 4,8 | 1 | 1 | 4,8 |
| Электропитание телемеханики и аппаратуры связи | 2 | - | 2 | 1 | 1 | 2 |
| Электроподогрев шкафа РЗ | 1 | 12 | 12 | 1 | 1 | 12 |
| Электропитание системы пожаротушения | 15 | - | 15 | 1 | 1 | 15 |
| Зарядно-подзарядное устройство | 35 | 2 | 70 | 0,12 | 1 | 8,4 |
| ИТОГО:SРАСЧ.Σ = 184,48 кВа |
В соответствии с [1], очевидно, что на ПС будет достаточна установка двух ТСН. Их эксплуатацию можно осуществить следующими способами:
1. Один из двух ТСН питает всю нагрузку СН, а второй находится в автоматическом резерве.
2. Два ТСН работают совместно с загрузкой 50–70% от номинальной мощности ТСН. При этом секции шин 0,4 кВ питают нагрузку раздельно.
К установке принимаю второй вариант эксплуатации ТСН.
На реконструируемой ПС будет отсутствовать постоянный оперативный персонал, поэтому формула для выбора номинальной мощности ТСН такова:
SНОМ.ТСН ≥ SРАСЧ.Σ; (6.10.1) SНОМ.ТСН ≥ 184,48 кВа, (6.10.2)
Где SНОМ.ТСН – номинальная мощность ТСН. SРАСЧ.Σ =184,48 кВа – Суммарная расчетная нагрузка всех потребителей СН.
Таким образом, ближайшая стандартная мощность трансформатора равна 250 кВа. В соответствии с [2], ТСН будут с сухой изоляцией обмоток с установкой в комплектной двухтрансформаторной ПС СН.
Паспортные данные ТСН
| ТСЗ-СЭЩ-250/10-УЗ | ПБВ – 5 ступеней (±5%) |
| SНОМ = 250 кВа |  |
| UВН = 10 кВ |  |
| UНН = 0,4 кВ | Масса: 1185 кг |
| UK% =4% | Производитель: ЗАО «ГК «Электрощит» – ТМ Самара» (г. Самара) |
| Δ / Y0-11 | Стоимость: 600 тысяч рублей |
Марка кабеля, соединяющего ТСН – АПвВнг-LS (3x16). Присоединение к секциям через КРУ серии КРУ-2–10 с выключателем типа ВВУ-СЭЩ-П-10–20/1000 У2.
Технические характеристики комплектной ПС СН
| Наименование | 2КТП-СЭЩ-СН-250/10/0,4 – УЗ |
| Мощность ТСН | 250 кВа |
| Уровень изоляции [ГОСТ 1516.3–96] | Облегченная изоляция |
| Ток термической стойкости на стороне 10 кВ в течение 1 с | 20 кА |
| Ток динамической стойкости на стороне 10 кВ | 51 кА |
| Тип атмосферы | II [ГОСТ 15150–69] |
| Сейсмостойкость | 9 баллов на 0 м по шкале MSK 64 |
| Габариты: | |
| Длина | 13,5 метра |
| Ширина | 12 метров |
| Высота | 22,7 метра |
5.11 Выбор аккумуляторной батареи
В соответствии с [1], для получения постоянного оперативного тока на ПС 110 кВ и выше будут установлены две одинаковые аккумуляторные батареи (АБ) стационарной установки закрытого типа с жидким и экологически чистым диэлектриком, исключающими выделение водорода в режиме зарядки и исключающие содержание ядовитых ПХБ (полихлорированные бифенилы).
В соответствии с [2], на ПС будут установлены АБ типа Groe. Каждая из двух АБ будет находиться в отдельных блоках ОПУ. Емкость каждой из двух АБ сможет обеспечивать питанием всех потребителей СН в течение не менее 3 часов при отключенном зарядно-подзарядном устройстве (ЗПУ).
Для выбора модели АБ типа Groe, отличающееся между собой номинальной емкостью, необходимо рассчитать максимальное значение тока с низшей стороны ТСН. В случае отказа обоих ТСН, именно этот ток (ток суммарной нагрузки всех потребителей СН) каждая из двух АБ обязана генерировать своей емкостью даже без подзарядки от ЗПУ. Рассчитаем максимальный ток низшей стороны ТСН:
А; (6.11.1)Выбираю АБ типа Groe модели SGL 31D с номинальной емкостью СНОМ =400 (А· час). Через 3 часа разряда емкость снизиться до 373 (А· час), таким образом, обеспечив требования [2].
Таблица 6.11.1 Технические характеристики АБ
| Тип АБ | Groe (серия SGL-SGH) |
| Модель АБ | SGL 33D |
| Обозначение по стандарту DIN 40738 | 16_GroE 400 |
| Номинальная емкость при 20 °С | 400 А· час |
| Номинальное напряжение АБ | 220 В |
| Количество элементов в АБ | 110 шт. |
| Номинальное напряжение на одном элементе | 2 В |
| Рекомендуемое напряжение на одном элементе в режиме постоянного подзаряда АБ | 2,23 В |
| Электролит | Раствор серной кислоты |
| Производитель: | «FIAMM» (Италия) |
5.12 Выбор шинных конструкций
Выбор жесткой ошиновки ОРУ – 110 кВ
В соответствии с [2], при реконструкции и строительстве ПС 110 кВ и выше рекомендуется использовать жесткую ошиновку РУ высшего напряжения вне зависимости от его исполнения. На практике ОРУ ПС выполняют только с жесткой ошиновки, которая обладает рядом преимуществ перед ошиновкой гибким сталеалюминиевым проводом. Преимущества жесткой ошиновки: 1. Сокращение площади ОРУ до 30%. 2. Снижение затрат при строительстве ОРУ: металлоемкость сокращается до 15%, расход железобетона до 20%. 3. Снижение объема строительно-монтажных работ и трудозатрат до 25% в зависимости от схемы соединений РУ. 4. Возможность быстрой замены шин при необходимости увеличения пропускной способности. 5. Ускорение сроков строительства ПС. 6. Высокая механическая прочность конструкции и электрических контактов соединений. 7.Долговечная наглядная фазировка порошковыми красками.
На рисунке 6.10.1 изображен общий вид фрагмента жесткой ошиновки, состоящей из: 1 – Шин в виде полых труб алюминиевого сплава 1915Т. Данный сплав позволяет добиться высокой проводимости при низкой металлоемкости. 2 – Токовые компенсаторы гарантируют высокое качество электрического соединения. Они играют роль экранов, устраняя возможность развития коронных разрядов и радиопомех. 3 – Соединение жестких шин между собой, а также шин с контактами оборудования осуществляется сертифицированными литыми шинодержателями и гибкими контактными из сталеалюминиевых проводов АС-400/51. 4 – Поддерживающая трубы шинная опора из полимерного материала. 5 – Прессуемый замок для болтового (несварного) соединения труб. Применение подобного соединения труб из-за отсутствия возможного отжига металла повысило прочность конструкции.
Рис. 6.12.1 Общий вид жесткой ошиновки определенной конфигурации
Расчет жесткой ошиновки ОРУ-110 кВ:
Выбираю для расчета жесткую ошиновку производства компанией ЗАО «ЗЭТО» (г. Великие Луки) на напряжение 110 кВ. Предназначение этой жесткой ошиновки для ОРУ в районе с характеристиками: Степень загрязнения изоляции оборудования – II. Район по гололеду – до III (расчетная толщина стенки гололеда до 20 мм). Район по ветру – II (расчетная скорость ветра до 40 м/сек). Диапазон рабочих температур воздуха – от (-60)0 С до 400С.
Сравнивая с данными из таблицы 2.4.1, делаю вывод о допустимости применения данной ошиновки для ОРУ ПС «Сорокино».