- Индекс: 24.14
- Документация: Проектная документация без смет и результаты инженерных изысканий
- Характеристики
- Описание проекта
- Услуги
- Оплата
Готовый проект — Электроподстанция закрытого типа 110/10 кВ
Технико-экономические показатели.
Площадь участка – 10303 м2
Площадь существующего благоустройства – 4823 м2
Площадь участка под размещение ПС – 5480 м2
в том числе:
Площадь застройки – 915 м2
Плотность застройки – 17%
Площадь дорожных покрытий в границе
участка под размещение ПС – 1355 м2
Площадь озеленения –470 м2
Площадь неиспользуемой территории – 2740 м2
Основные технические характеристики объекта:
Подстанция закрытого типа:
— трехэтажное здание ЗРУ совмещенное с ОПУ с кабельным этажом.
— напряжение 110/10 кВ;
— кабельная линия протяженность
5,5 км.
Закрытая установка двух трансформаторов типа ТРДН-63000/110/10кВ с регулированием напряжения под нагрузкой и коэффициентом трансформации 115 ±9х1,78%/11 кВ и с АРНТ (с перспективой увеличения мощности до 80 МВА). Силовые трансформаторы устанавливаются каждый в отдельном помещении. Для сбора аварийного разлива масла предусматриваются маслоприемники с отводом масла в общий маслосборник, вынесенный за пределы здания ПС. Закрытое распределительное устройство (ЗРУ)110кВ : количество ячеек КРУЭ 110 кВ – 5 шт с возможностью расширения на 2 ячейки.
Оборудование 110 кВ должно работать при максимальном номинальном токе не менее 570 А и выдерживать действие токов короткого замыкания величиной не менее 31,5 кА (трехфазное КЗ). Закрытое распределительное устройство (ЗРУ) 10 кВ выполнено по схеме две одиночные, секционированные выключателями, системы шин (типовая схема 10-2) количество ячеек -46 шт., из них 4 вводные ячейки, 4 секционные ячейки, 4 ячейки ТН, 2 ячейки ТСН, 4 ячейки дугогасящих реакторов, 28 линейных ячеек, с возможностью расширения на 4 ячейки. Принимается четыре секции КРУ-10 кВ с номинальным током сборных шин 3150А, с отключающей способностью выключателей не менее 25 кА Закрытая установка заземляющих реакторов 10кВ; Закрытая установка трансформаторов СН 10кВ. Режим эксплуатации – автоматизированная, с постоянным обслуживающим персоналом для питания собственных нужд подстанции.
Объемно-планировочные решения обеспечивают размещение:
— в техническом подполье: кабельных сооружений 110кВ и 10кВ
— на 1-ом этаже: помещений КРУ 10кВ и КРУЭ 110кВ, венткамер №1 и№2, камер реакторов №1 и №2, камер ДГК №1-4, помещений ТСН №1 и №2 и лестничных клеток;
— на 2-ом этаже: помещений 3ИП, аккумуляторных батарей, помещений ОПУ и панелей связи, помещения сан. узла, административно-бытовых помещений ОВБ и СРЗА и лестничных клеток.
По огнестойкости несущих и ограждающих конструкций здание относится:
— к степени огнестойкости II по СП 2.13130-2009;
— класс функциональной пожарной опасности здания — Ф 5.1;
— класс конструктивной пожарной опасности здания СO по ФЗ- №123;
— категория здания по пожарной и взрывопожарной опасности – В (НПБ105-03).
Согласно ГОСТ 27751-88 «Надежность строительных конструкций и оснований» здание относится ко II-ому, (нормальному) уровню ответственности. II-ая степень огнестойкости здания обеспечивается пределами огнестойкости строительных конструкций:
— несущие элементы здания (колонны, связи) с огнезащитой — R 90;
— наружные ненесущие стены — Е 15;
— перекрытия междуэтажные — RЕI 45;
— противопожарные перегородки — RЕ 45;
— лестничные клетки, марши и площадки — RЕI90.
Фундаменты — монолитная ж/б. плита на естественном основании толщиной 500 мм из бетона класса В25, марки W6 по водонепроницаемости. Стены тех. подполья монолитные ж/б. толщиной 400 мм из бетона класса В25, марки W6 по водонепроницаемости. Поверхности, соприкасающиеся с грунтом, обмазать битумно-гидроизоляционной мастикой МБГ-М31-П ТУ5775-007-45510767 нанести за 2 раза, толщина каждого слоя не более 2 мм. Стены тех. подполья утепляются с наружной стороны утеплителем Пеноплекс 35, толщиной 40 мм, с отм. -0,750 до отм. -3,150. Колонны — монолитные железобетонные, сечением 400х400 мм, 400х600 мм из бетона класса В25. Несущие стены — монолитные железобетонные из бетона класса В25 толщиной 200 мм. Перекрытия — монолитные железобетонные по монолитным железобетонным балкам толщиной 220 мм из бетона класса В25. Покрытие — монолитное железобетонное толщ. 220 мм по монолитным железобетонным стенам и балкам между колоннами. Главные балки сечением 400х600 (Н) и 400х800 (Н), второстепенные 400х600 (Н). Бетон класса В25. Перегородки из газобетонных блоков толщиной 200 мм. Лестничные клетки типа Л1 в монолитных железобетонных стенах с непосредственным выходом на улицу, сборные железобетонные марши опираются на монолитные площадки. Зазор между маршами лестниц с поручнями ограждений предусмотрен 400 мм. Ограждения лестничных маршей — типовые металлические, перила из накладного поручня ПВХ 40х4 мм. Кровля из рулонного наплавляемого битумно-полимерного материала ICOPAL. Парапеты защищены фартуками из стального оцинкованного листа. Отвод воды с кровли наружный, в водосборные лотки и воронки наружного водостока. Кровля разделена по центральной оси 5 противопожарной стеной высотой 1200 мм от заделки рулонного ковра. Выход на кровлю здания предусмотрен по 2-ум наружным металлическим пожарным лестницам по оси Д м/о 1-2 и 8-9. Вокруг проектируемого здания выполнить мощение из тротуарной плитки, толщиной 80 мм по мелкому стаб. цементом 1/10 песку. Подготовка из щебня М 1000 — 1200 фр. 20 — 40 мм (толщина слоя 150 мм) и мелкозернистого песка (толщина слоя 220 мм). Наружные ограждающие конструкции — навесные стеновые панели «Сэндвич» с утеплением из негорючей каменной ваты толщиной 100 мм. Обшивка панелей с внутренней и наружной стороны здания с защитно-декоративным полимерным покрытием заводского изготовления. Цоколь монолитный железобетонный с отделкой искусственным камнем. За относительную отметку 0,000 принята отметка чистого пола 1 этажа, что соответствует абсолютной отм. 18,25 в БСВ. Пожарная безопасность проектируемой электрической подстанции 110/10-10 кВ обеспечивается: — соблюдением групп возгораемости и минимальных пределов огнестойкости основных строительных конструкций в соответствии со II степенью огнестойкости классом конструктивной пожарной опасности С0; с классом пожарной опасности строительных конструкций К0; — выполнением объемно-планировочных решений с соблюдением требований СниП 31-03-2001, СП 1.13130.2009 и ФЗ-№123; — обеспечением возможности нормативного объезда пожарного автотранспорта вокруг здания; — организацией асфальтобетонного объезда вокруг здания шир. 6,0 м на расстоянии 5,0 м от наружных стен здания; — устройством наружной пожарной лестницы для подъема персонала пожарных подразделений на кровлю здания; — устройством нормативных путей эвакуации из помещений в соответствии с требованиями СП 1.13130-2009, ФЗ -№123, а именно: — эвакуационные выходы из технического подполья предусмотрены через приямки непосредственно наружу; — эвакуационные выходы из помещений 1-го этажа предусмотрены непосредственно наружу; — эвакуационные выходы из помещений 2-го этажа предусмотрены в коридор, ведущий непосредственно в лестничную клетку.
Объемно-планировочные показатели здания подстанции
Площадь участка га 0,6148
Площадь застройки м² 1072,0
Общая площадь здания, в т.ч.: м2 2201,55
Общая площадь надземной части здания ПС м² 1374,15
Общая площадь подземной части здания ПС м² 827,40
Общий строительный объем, в т.ч.: м3 11662,0
Этажность здания эт. 2+тех.подполье
Мощность МВА 2х63
Типовой проект — Электроподстанция закрытого типа 110/10 кВ
Закрытая подстанция 110/10/6 кВ с глубоким вводом, все элементы которой расположены в специальных помещениях, предназначена для использования в условиях плотной городской застройки. Применение данной подстанции возможно взамен строящихся в последнее время КРУЭ, что значительно снижет затраты на приобретаемое оборудование.
Предлагаемый проект позволяет реализовать возведение подстанции «под ключ».
Размеры здания подстанции 40 х 36 м.
Бысторовозводимое здание со стальным каркасом обеспечивает теплоизоляцию и шумопоглощение.
На первом этаже здания располагаются распредустройства 6, 10 кВ и вспомогательные помещения (аккумуляторная, реакторные, АСКУЭ, панели защит и т.д.)
На втором – распредустройство 110 кВ.
Трансформаторы располагаются в отдельных помещениях, оснащенных системами пожаротушения и вентиляции.
Использование зданий со стальным каркасом позволяет:
- Существенно сократить сроки возведения подстанции.
- Обеспечивает разнообразие архитектурных, планировочных и отделочных решений.
Малый, по сравнению с железобетонными конструкциями, вес удешевляет фундаментные работы. Благодаря использованию современных высокотехнологичных производств, конструкции здания имеют высокие показатели по критерию «несущая способность – вес».
Эксплуатация подстанции может осуществляться в автоматическом режиме, обслуживающий персонал необходим только для профилактических работ.
Сложная иерархия современных электрических сетей включает в себя огромное количество различного электротехнического оборудования, среди которого трансформаторные подстанции выполняют роль звена, связующего и перераспределяющего электроэнергию. Они располагаются около или внутри населенных пунктов и обеспечивают комфортные условия для проживания людей.
В сельской местности еще можно встретить конструкции старых столбовых подстанций, работающих на открытом воздухе, которые принимают по высокой стороне воздушной линии 10 или 6 кВ и отдают 0,4 подключенным потребителям.
Внутри населенных пунктах с многоэтажными зданиями в целях безопасности чаще применяются кабельные линии, скрытые в земле, а трансформаторное оборудование располагается внутри специальных построек, закрытых на замки от несанкционированного проникновения.
Здание подобной трансформаторной подстанции, преобразующей напряжение 10 кВ в 0,4 показано на фотографии.
Внешнее отличие габаритов показанных подстанций, преобразующих напряжения одинаковых величин, свидетельствует о том, что они оперируют разными мощностями.
Подобные трансформаторные подстанции (ТП) получают электроэнергию по высоковольтным линиям электропередач 10 кВ (или 6) от удаленных распределительных устройств.
Фотография силового трансформатора, расположенного на ОРУ-110 и осуществляющего преобразование электроэнергии 110 кВ в 10, передаваемое по ЛЭП на ПС-10, показана на очередной фотографии.
Этот трансформатор имеет уже большие габариты и оперирует с мощностями до 10 мегаватт, располагается на открытой, огороженной территории, которая конструкцией оборудования четко разграничена на две стороны:
высшего напряжения 110;
Сторона 110 кВ воздушной ЛЭП соединяется с другой подстанцией, которая имеет еще большие габариты и преобразовывает огромные энергетические потоки.
Размеры только вводной опоры единичной воздушной ЛЭП позволяют визуально оценить значительность потоков электроэнергии, пропускаемых через нее.
Приведенные фотографии свидетельствуют, что трансформаторные подстанции в энергетике перерабатывают энергию электричества различных напряжений и мощностей, монтируются разнообразными конструкциями, но имеют общие черты.
Состав оборудования трансформаторной подстанции
Каждая ПС создается под конкретные условия эксплуатации с расположением:
на открытом воздухе — открытые распределительные устройства (ОРУ);
внутри закрытых помещений — ЗРУ;
в металлических шкафах, встроенных в специальные комплекты — КРУ.
По типу конфигурации электрической сети трансформаторные ПС могут выполняться:
тупиковыми, когда они запитаны по одной либо двум радиально подключенным ЛЭП, которые не питают другие ПС;
ответвительными — присоединяются к одной (иногда двум), проходящим ЛЭП с помощью ответвлений. Проходящие линии питают другие подстанции;
проходными — подключены за счет захода ЛЭП с двухсторонним питанием методом «вреза»;
узловыми — присоединяются по принципу создания узла за счет не менее чем трех линий.
Конфигурация сети электроснабжения накладывает условия на рабочие характеристики подстанции, включая настройку защит для обеспечения безопасной работы.
Основные элементы ПС
В состав оборудования любой подстанции входят:
силовой трансформатор, который непосредственно осуществляет преобразование электроэнергии для ее дальнейшего распределения;
шины, обеспечивающие подвод приходящего напряжения и отвод нагрузок;
силовые коммутационные аппараты с тоководами, позволяющие перераспределять электроэнергию;
системы защит, автоматики, управления, сигнализации, измерения;
вводные и вспомогательные устройства.
Он является основным преобразующим элементом электроэнергии и выполняется трехфазным исполнением. В его конструкцию входят:
корпус, выполненный в форме герметичного бака, заполненного маслом;
обмотки стороны низкого напряжения (НН);
обмотки вводов высокого напряжения (ВН);
переключатель регулировочных отводов у обмоток;
вспомогательные устройства и системы.
Более подробно устройство силового трансформатора и автотрансформатора изложено в другой статье.
Чтобы трансформатор работал к нему надо подвести питающее и отвести преобразованное напряжение. Эта задача возложена на токоведущие части, которые называют шинами и ошиновкой. Они должны надежно передавать электрическую энергию, обладая минимальными потерями напряжения.
Для этого их создают из материалов с улучшенными токопроводящими свойствами и повышенным поперечным сечением. В зависимости от размеров ПС шины могут располагаться на открытом воздухе или внутри закрытого сооружения.
Шины и ошиновка электрически разделяются между собой положением силового выключателя. Причем ошиновка без каких-либо коммутационных аппаратов напрямую подключена к вводам трансформатора. Ее конструкция не должна создавать механических напряжений в фарфоровых и всех остальных деталях вводов.
Для ошиновки используют кабели или пластины, которые монтируют на медные шпильки трансформаторных вводов через наконечники или переходники.
У подстанций, защищенных от воздействия атмосферных осадков, шины обычно делают цельными алюминиевыми или реже медными полосами. На открытом воздухе для них чаще используют многожильные не закрытые слоем изоляции провода повышенного сечения и прочности.
Однако, в последнее время наметился переход на системы шин, устанавливаемые жестко. Это позволяет экономить площадь на ОРУ, металл токоведущих частей и бетон.
Такие конструкции применяются на новых строящихся подстанциях. За их основы взяты образцы, успешно работающие несколько десятилетий в странах Запада на оборудовании 110, 330 и 500 кВ.
Для расположения шин применяется определенная конфигурация, которая может использовать:
Под термином «система шин» подразумевается комплект силовых элементов, подключающих все присоединения на распределительном устройстве. На подстанциях с двумя трансформаторами одного напряжения создаются две системы шин, каждая из которых питается от своего источника.
Протяженная система шин при большом количестве присоединений может разделяться на отдельные участки, которые называются секциями.
Силовые коммутационные аппараты
Трансформаторные подстанции при эксплуатации необходимо подключать под напряжение или выводить из работы для профилактического обслуживания или в случае возникновения аварийных ситуаций и неисправностей. С этой целью используются коммутационные аппараты, которые создаются различными конструкциями и могут:
1. отключать аварийные токи максимально возможных величин;
2. коммутировать только рабочие нагрузки;
3. обеспечивать разрыв видимого участка электрической схемы за счет переключения только при снятом с оборудования напряжении.
Коммутационные аппараты, способные отключать аварийные ситуации, работают в автоматическом режиме и называются «автоматическими выключателями». Они создаются с различными возможностями коммутации нагрузок за счет конструктивных особенностей.
По принципу использования запасенной энергии, заложенной в работу исполнительного механизма, их подразделяют на:
По способам гашения электрической дуги, возникающей при отключениях, они классифицируются на:
Для управления исключительно рабочими режимами, характеризующимися только номинальными параметрами сети, создаются «выключатели нагрузки». Мощность их контактной системы и скорость работы позволяют успешно переключаться при обычном состоянии схемы. Но, ими нельзя оперировать для ликвидации коротких замыканий.
При разрыве электрической цепи под нагрузкой создается электрическая дуга, которая ликвидируется конструкцией выключателя. В обесточенной схеме для отделения определенного участка от напряжения используют более простые устройства:
Разъединителями оперируют, как правило, вручную при снятом напряжении. На подстанциях 330 кВ и выше управление разъединителями осуществляется электродвигателями. Это объясняется большими габаритами и механическими усилиями, которые сложно преодолеть вручную.
При включении разъединителя участок его цепи собирается в электрическую схему, а при отключении — выводится.
Отделители создаются для автоматического разделения напряжения с защищаемого участка при создании на нем бестоковой паузы удаленным выключателем. Более подробно работа отделителя изложена в этой статье.
Взаимное расположение коммутационных аппаратов и шин
Любая трансформаторная подстанция создается по определенной электрической схеме, предполагающей обеспечение надежной работы, простоты управления в сочетании с минимумом затрат на ввод и эксплуатацию. С этой целью к трансформаторному устройству разными способами подключаются отходящие ЛЭП.
Наиболее простая схема предполагает подключение к ТП посредством силового выключателя Q одной секции шин, от которой отходят все присоединения. Для обеспечения условий безопасного ремонта оборудования выключатели со всех сторон отделяются разъединителями.
Если на ПС много присоединений, когда в схеме используются 2 силовых трансформатора, то может применяться секционирование за счет использования дополнительного выключателя, который постоянно находится в работе, а при возникновении неисправности на одной из секций разрывает цепь, оставляя в работе ту секцию, где нет поломки.
Использование в такой схеме обходной системы шин, образованной за счет подключения дополнительных выключателей и небольшой корректировки электрических цепей, позволяет переводить любое присоединение на питание от обходного выключателя, безопасно выполнять ремонт и обслуживание собственного.
Большими удобствами обслуживания и повышенной надежностью обладают распределительные устройства, собранные на основе двух рабочих систем шин с обходной, когда они дополнительно разделены на секции.
В исходном состоянии все отход ящие ЛЭП получают электроэнергию от обоих трансформаторов. Для этого шинные и секционные выключатели питают секции шин, а присоединения равномерно распределены по ним через свои коммутационные устройства.
Обходная СШ каждой секции вводится под напряжение только для случая перевода через нее питания присоединения, выключатель которого выведен в ремонт.
При возникновении короткого замыкания на одной из секций она отключается защитами со всех сторон, а все остальные с подключенными к ним ЛЭП остаются в работе. За счет такой схемы при КЗ на ОРУ обесточивается минимальное количество потребителей от всех работающих.
Приведенные схемы показаны для примера. Их существует большое разнообразие, которое позволяет наиболее оптимально эксплуатировать оборудование трансформаторной подстанции.
Защиты, автоматика, системы управления
Работа оборудования трансформаторной подстанции происходит в автоматическом режиме под дистанционным наблюдением оперативного персонала. Чтобы предотвратить серьезные повреждения внутри сложной дорогостоящей системы применяются автоматические защитные устройства.
Они имеют чувствительные датчики, которые воспринимают начало возникновения аварийных процессов и, обрабатывая полученную информацию, передают ее на защиты.
Такими датчиками могут работать механические приборы, реагирующие на:
возникновение вспышки света;
резкое возрастание давления внутри закрытой ячейки;
начало газообразования внутри жидкостей или другие признаки.
Однако, основная нагрузка по определению начала аварийных режимов возложена на электрические устройства — измерительные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.
Они с высокой точностью моделируют электрические процессы, происходящие в первичной схеме силового оборудования и передают их в органы сравнения, которые определяют момент возникновения неисправностей.
Полученный сигнал от них воспринимают логические блоки, обрабатывающие поступившую информацию для передачи исполнительной команды на отключающие устройства конкретных автоматических выключателей.
У малогабаритных трансформаторных подстанций, размещенных внутри крытых сооружениях, защиты могут располагаться в отдельной ячейке или шкафу.
На подстанциях, преобразующих напряжение 110 кВ и выше, для размещения релейных вторичных цепей требуется отдельное здание с большим количеством панелей. На них монтируют системы управления, автоматики и защиты:
К этим устройствам подключаются системы сигнализации, работающие в местном и дистанционном режиме для передачи оперативному персоналу достоверных сведений о происходящих коммутациях в электрической сети. Наиболее важная информация о положении ответственных элементов оборудования передаются по каналам телесигнализации.
Используемые многие десятилетия релейные защиты постепенно вытесняются микропроцессорными малогабаритными модулями, облегчающими эксплуатацию.
Однако, их массовое использование сдерживается высокой стоимостью и отсутствием точных международных стандартов для всех производителей. Ведь при поломке отдельного специфичного блока пользователю приходится обращаться к конкретному заводу для замены возникшей неисправности.
