Технические решения по строительству ПС 110 кВ «Южная» и питающих ВЛ 110 кВ

 

С помощью данных таблицы 7.3 рассчитывается ВКО по выражению:

                       (7.1)

где Е1 и Е2 – коэффициенты экономической эффективности, при которых НЧТС является, соответственно, положительной и отрицательной.

Для данного проекта ВКО = 12,28 %. Это значит, что коэффициент экономической эффективности капитальных вложений не должен быть выше 12,28%. В проекте Е = 10 %, т.е. для предприятия данный проект выгоден. По показателю ЧТС проект окупается через 12,5 лет, по ПН – 8 лет.

Основные показатели экономической эффективности капиталовложений в проект ПС 110/10 кВ «Южная» приведены на чертеже 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

8 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

8.1 Охрана труда и техника безопасности

 

Оценим опасные и вредные факторы, воздействующие на персонал обслуживающий подстанцию, и меры по предотвращению этих факторов.

При эксплуатации объекта возможны следующие опасные факторы:

• поражение электрическим током при прикосновении к токоведущим частям;
• поражение электрическим током при прикосновении к токоведущим частям нормально не находящихся под напряжением;
• влияние электромагнитного поля на организм;
• поражение электрическим током при работе с неисправным инструментом и средств индивидуальной и коллективной защиты;
• поражение обслуживающего персонала, находящегося в зоне растекания электрического потенциала при замыкании на землю;
• возможность падения персонала с высоты;
• возможность поражения персонала при проведении коммутационных операций;
• другие факторы.

Для создания нормальных условий труда при проведении работ по ремонту и техническому обслуживанию оборудования проектом предусмотрена компоновка подстанции, обеспечивающая возможность применения автокранов, телескопических вышек, передвижных лабораторий, инвентарных устройств и средств малой механизации (см. чертеж 2).

Персонал, осуществляющий ремонт, техническое и оперативное обслуживание подстанции обеспечен производственными помещениями, размещенными в здании ОПУ.

Электробезопасность на подстанции обеспечивается применением:

 

 

1. Надлежащей изоляции;
2. Соответствующих разрывов до токоведущих частей;
3. Ограждения;
4. Заземляющего устройства;
5. Предупреждающей сигнализации, надписей и плакатов;
6. Защиты от коротких замыканий и перенапряжений;
7. Молниезащитного устройства;
8. Устройств защитного отключения электроустановок;
9. Выравнивания потенциалов;
10. Защиты персонала от воздействия электромагнитных полей и др.

Для обеспечения безопасности проведения работ по ремонту и техническому обслуживанию ВЛ 110 кВ предусматриваются:

1) Конструкция опор и ВЛ, допускающая  подъем на опоры и производство  работ без снятия напряжения, обеспечивающая возможность закрепления  унифицированных монтажных приспособлений  и доступ обслуживающего персонала  к узлам крепления гирлянд изоляторов;

2) Зазамление каждой опоры.

Все технические решения приняты в соответствии действующими нормами и правилами, включая и правила техники безопасности.

При соблюдении правил технической эксплуатации, технологических карт по производству работ, а также правил ТБ при эксплуатации электроустановок, эксплуатация сооружений по данному проекту безопасна.

 

8.2 Расчет заземляющего устройства

 

Важным фактором безопасности является заземление оборудования. Заземляющее устройство является одним из средств защиты персонала в помещении от возникновения искры, от напряжения, возникающего на металлических частях оборудования, нормально не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под ним при повреждении изоляции.

Для предотвращения возможности возникновения потенциала на корпусе оборудования его заземляют путём надёжного присоединения к контуру заземления.

Заземлению подлежат:

• нейтрали трансформаторов, подлежащих заземлению в соответствии с принятой системой рабочего заземления;
• разрядники и молниеотводы;
• металлические части электрического оборудования, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением при повреждении изоляции, например основания и кожухи электрических машин, трансформаторов, аппаратов, токопроводов, металлические конструкции РУ, ограждения и т.п.;
• вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
• металлические щиты и пульты всех назначений, на которых устанавливаются приборы, аппараты и другие средства автоматизации, а также металлические конструкции для установки электрических приборов и кнопок управления.

Произведем расчёт заземляющего устройства подстанции:

Для условий проектирования требуемая величина сопротивления заземляющего устройства  0,5 Ом, для ее обеспечения необходимо монтировать искусственные заземлители.

Удельное сопротивление грунта в соответствии с данными изысканий  ρ = 50 Ом/м на глубине до 10 м, глубина промерзания суглинка 210 см.

Принимаются заземлители из электродов диаметром 12 мм длиной 10 м, для связи используется стальная полоса сечением 40х4 мм2. Предварительно с учетом площади, занимаемой объектом, намечаем расположение заземлителей по периметру.

Определяем сопротивление стеканию тока горизонтального заземлителя (соединительной полосы):

 

                                           (8.1)

где ρ – удельное сопротивление грунта;

      l – длина контура;

      b – ширина полосы;

      t = 0,7 м – глубина заглубления полосы от уровня земли.

Требуемое сопротивление вертикальных заземлителей:

Rв = Rи – Rг,                                              (8.2)

где Rи – требуемое сопротивление искусственного заземлителя.

Rв = 0,5 – 0,2786 = 0,2214 Ом,

Определяется сопротивление стеканию тока одного вертикального заземлителя:

      (8.3)

где l – длина электрода;

     d – диаметр электрода;

     h – глубина промерзания грунта.

Необходимое число электродов:

                                                    (8.4)

Принимаем N = 30. Размещаем электроды по контуру заземляющего устройства с тем расчетом, чтобы расстояние между электродами было больше длины электрода.

Дополнительно к контуру на территории подстанции устраиваем сетку из продольных полос, расположенных на расстоянии 0,8 – 1 м от оборудования, с поперечными связями через каждые 30 м, для выравнивания потенциалов у входов и въездов, а также по краям контура прокладываем углублённые полосы. Эти неучтённые горизонтальные электроды уменьшают общее сопротивление заземления, проводимость их идёт в запас надёжности.

Расчетное сопротивление заземляющего устройства 0,494 Ом. Размещение вертикальных и горизонтальных заземлителей показано в приложении 5.

 

8.3 Расчет молниезащитного устройства

 

Молниезащита – комплекс защитных устройств, предназначенный для обеспечения безопасности людей, сохранности сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, возникающих при воздействии молнии и других проявлений атмосферного электричества.

На подстанциях 6-500 кВ трансформаторы, ОРУ, ЗРУ маслохозяйство и другие взрывоопасные и пожароопасные сооружения должны быть защищены от прямых ударов молнии. В зданиях и сооружениях, имеющих металлическую кровлю, достаточно заземлить металлические части. ОРУ защищают стержневыми молниеотводами. Полное сопротивление заземлителя не должно превышать 80 Ом.

Защита изоляции от прямых ударов молнии осуществляется установкой молниеотводов на концевой опоре ВЛ 110 кВ и прожекторной мачте высотой по 35 м. Расстояние между молниеотводами 45 м. Территория подстанции относится зоне защиты Б.

Область защиты двойного стержневого молниеотвода определяется по следующим формулам:

Высота начала зоны защиты молниеотвода:

h0 = 0,85 h,                                                 (8.5)

где h = 35 м – высота молниеотвода.

h0 = 0,85 * 35 = 29,75 м.

Границы зоны защиты на уровне земли:

r0 = 1,5 h,                                                   (8.6)

r0 = 1,5 * 35 = 52,5 м.

Границы зоны защиты на высоте hx = 6,5 м – максимальной высоты основного оборудования подстанции:

                                            (8.7)

Предусматривается растекание тока молнии по магистралям заземления в нескольких направлениях, а также установка 2 вертикальных электродов длиной 5 м для каждого молниеотвода.

Зоны защиты молниеотвода, соотнесенные с генеральным планом подстанции, показаны на чертеже 5.

 

8.4 Оценка экологичности проекта

Проектируемая ПС 110/10 кВ «Южная» и устанавливаемое на ней оборудование не имеют вредных выбросов в атмосферу. Для предотвращения загрязнения окружающей территории и водоемов при аварийном выбросе масла из трансформаторов предусмотрены маслоприемники, закрытые маслоотводы и маслосборник.

Для предотвращения вредного и опасного влияния электромагнитных полей на человека и животные организмы приняты следующие меры:

1. Ограждение подстанции для предотвращения попадания посторонних на её территорию;
2. Ограничение времени работы при наличии ЭМП;
3. Максимальное удаление источников ЭМП от флоры и фауны.

Специальных мероприятий по шумозащите не требуется, так как ПС размещается в удалении от жилой зоны застройки. Проектируемая ВЛ 110 кВ не вызывает загрязнение атмосферы, не создает повышенных шумов и не оказывает вредного влияния на растительный мир.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

1.  Для повышения надежности электроснабжения потребителей города Тобольска ПС «Южная» целесообразно разместить в подгорной части города Тобольска ближе к центру нагрузок исторической застройки города.

2.   Вариант №2 схемы  подключения ПС 110/10кВ «Южная»  к сети 110кВ, предусматривающий подключение ответвлением от ВЛ-110кВ Иртыш-Тобольская (3-я цепь), более дешевый, но значительно уступает варианту №1 с подключением одной цепи в ячейку 110кВ на ПС «Иртыш», как в части релейной защиты и ремонтоприспособленности, так и в части обеспечения надежности электроснабжения потребителей города.

В связи с этим рекомендуем принять как приоритетный вариант №1: подключение ПС «Южная» к сети 110кВ в продление действующей ВЛ-1 ЮкВ Тобольская-Волгинская 1-ая и 2-ая цепи с перезаводом питания 1-ой цепи от шин 110кВ ПС 500/220/110/1ОкВ «Иртыш» с установкой новой ячейки 110кВ на ОРУ-110кВ ПС «Иртыш».

3.   С учетом ожидаемой  нагрузки, рекомендовать к установке  на ПС 110/10кВ «Южная» двух трансформаторов мощностью по 16МВА и элегазовых выключателей на стороне 110кВ.

4.   Для повышения  надежности электроснабжения потребителей  города Тобольска от ПС «Волгинская» и «Южная» произвести замену ОД и КЗ 110кВ на ПС «Волгинская» на элегазовые выключатели.