Введение 6
1 Краткая характеристика объекта проектирования 7
1.1 Анализ главной электрической схемы подстанции 8
1.2 Анализ системы собственных нужд подстанции 10
1.3 Нормативные требования к собственным нуждам подстанции 13
1.4 Обоснование проектирования резервного источника питания
собственных нужд 15
2 Выбор варианта резервирования собственных нужд подстанции 19
2.1 Строительство воздушной линии электропередачи 19
2.1.1 Экономическая оценка применения воздушной линии
электропередач 28
2.2 Резервирование собственных нужд подстанции с применением
систем накопления энергии на основе Li-ion аккумуляторных батарей 30
2.2.1 Экономическая оценка применения Li-ion аккумуляторных
батарей 32
2.3 Дизель-генераторная установка - как автономный источник
резервного питания собственных нужд 33
2.3.1 Экономическая оценка применения дизель-генераторной установки
для резервирования СН 34
2.4 Показатели экономической эффективности вариантов автономного
источника питания 34
3 Применение дизель-генераторной установки в качестве источника резервного питания собственных нужд 36
3.1 Основные требования по размещению ДЭС 38
3.2 Расположение ДГУ на территории ПС 39
3.3 Объемно-планировочные конструктивные решения 42
3.4 Производители автономных источников питания 44
3.5 Комплектация дизельной электростанции 49
3.6 Функционирование системы в различных режимах 51
Заключение 53
Список использованных источников 54
Приложение А 57
Приложение Б
Электроэнергетика - важнейшая отрасль экономики Российской Федерации, которая включает комплекс экономических отношений в процессе производства, передачи, сбыта и потребления электрической энергии, при использовании объектов, входящих в Единую энергетическую систему России [1]. Электроэнергетика является одной из основной функцией в жизнеобеспечении людей. Электроэнергетический сектор России - один из самых крупнейших в мире. Именно этот сектор определяет конкурентоспособность и большой потенциал роста российской экономики, значительную долю которой составляет энергоемкие отрасли.
Основой российской электроэнергетики является Единая энергетическая система России, которая образует семь крупных объединенных энергетических систем: Востока, Урала, Сибири, Юга, Средней Волги, Северо-Запада и Центра. Все семь энергосистем работают синхронно и соединены межсистемными высоковольтными линиями электропередач напряжением от 220 - 500 кВ и выше. В весь комплекс ЕЭС России входит более 650 электростанций мощностью выше 5 МВт. Каждая станция в год производит чуть более 1 трлн кВт*ч. Тепловые электростанции в ЕЭС России являются ведущими по выработке электроэнергии и составляют до 70% всей выработанной энергии.
В качестве объекта проектирования выпускной квалификационной работы выбрана подстанция «Левобережная» с рабочим напряжением 220/110/10 кВ принадлежащая филиалу ПАО «ФСК ЕЭС» - МЭС Волги и находящаяся в г. Тольятти.
Целью данной выпускной квалификационной работы является выбор резервного источника питания собственных нужд подстанции для бесперебойного функционирования подстанции в целом.
В ходе данной выпускной квалификационной работы были сделаны следующие выводы:
В качестве резервного источника питания собственных нужд ПС было представлено 3 варианта: воздушные линии электропередач, литий-ионные аккумуляторные батарей и дизель-генераторная установка. После экономической оценки применения каждого из предложенных вариантов было выявлено, что ДГУ является наиболее оптимальным выбором, т.к стоимость ВЛ из расчетов оказалась слишком высокой, а устоявшейся цены на ЛИАБ нету.
Было рассмотрено 9 производителей ДГУ таких стран как Франция, США, Великобритания, Германия, Япония, Швеция, Россия. Было принято решение остановиться на производителе из Великобритании, и в качестве ДГУ была выбрана модель P700-1 фирмы FG Wilson, которая отличается своим качеством и надежностью. Стоимость ДГУ P700-1 фирмы FG Wilson 7,5 млн. руб. ДГУ представлена в кожухе, его номинальная мощность равна 636 кВА, а номинальный ток в основном режиме 919 А. Масса составляет 5724 кг.
Были описаны объемно-планировочные конструктивные решения, основные требования по размещению и расположению ДГУ на ПС. Также к данной ДГУ было предъявлено состав оборудования и конструктивное исполнение самой установки.
1. Российская Федерация. Законы. Об электроэнергетике [Текст] : федер. закон : [принят Гос. Думой 21 февраля 2003 г. : одобр. Советом Федерации 12 марта 2003 г.]. - М. : Кремль, 2003. - 62 с.
2. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35-750 кВ. Типовые решения [Текст]: СТО 56947007-29.240.30.010-2008: утверждены приказом ОАО "ФСК ЕЭС" от 16.06.2010 №421: введен в действие 16.06.2010. - М.: ФСК ЕЭС, 2010. - 132 с.
3. Инструкция по эксплуатации щита собственных нужд ПС 220 кВ «Левобережная» [Текст]: утвержден ОАО «ФСК ЕЭС» главным инженером СП МЭС М. В. Корнеевым 01.01.2010: введен в действие 01.01.2010. - 5 с.
4. ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00 Межотраслевые правила по
охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (с изменениями и дополнениями) [Текст]: утверждены постановлением
Министерства труда и социального развития Российской Федерации от5.01.2001. N 3; приказом Министерства энергетики Российской Федерации от27.12.2000. N 163: введена 01.07.2001. - 42 с.
5. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ. [Текст]: СТО 56947007- 29.240.10.028¬2009: утв. Приказом ПАО «ФСК ЕЭС» 13.04.2009: ввод в действие 13.04.2009. - М,:ФСК ЕЭС, 2009. - 96 с.
6. Положение о технической политике ОАО «ФСК ЕЭС» [Текст]: утв. Председатель Совета Директоров ОАО «ФСК ЕЭС» С. И. Шматко 2011: ввод в действие 2011. - М: ФСК ЕЭС, 2011 - 147 с.
7. Основные положения (Концепция) технической политики в электроэнергетике России на период до 2030 г. [Текст]: утв. ОАО РАО «ЕЭС России» 2008: ввод в действие 2008. - 90 с.
8. Нормы технологического проектирования воздушных линий электропередачи напряжением 35-750 кВ [Текст]: СТО 56947007-29.240.55.016- 2008: утв. Приказом ПАО «ФСК ЕЭС» 03.02.2012: ввод в действие 24.10.2008. - М.: ФСК ЕЭС, 2008. - 42 с.
9. Правила устройства электроустановок [Текст] : (ПУЭ). - [п. 2.5.95 7-е изд.]. - М. : Мин. Энерг. России, 2012. - 330 с.
10. Правила устройства электроустановок [Текст] : (ПУЭ). - [п. 2.5.125 7¬е изд.]. - М. : Мин. Энерг. России, 2012. - 330 с.
11. Траверсы изолирующие полимерные для опор ВЛ 110-220 кВ. Общие технические требования, правила приемки и методы испытаний [Текст]: СТО 56947007-29.120.90.033-2009: утв. Приказом ПАО «ФСК ЕЭС» 17.06.2009: ввод в действие 17.06.2009. - М.: ФСК ЕЭС, 2009. - 30 с.
12. Арбузов Р., Овсянников А. Современные методы диагностики воз-душных линий электропередачи. Новосибирск: Наука, 2009. 180 с.
13. Горур Р. Будущее электрических изоляторов: мнение руководителей шести энергетических компаний США // Энергоэксперт, 2010, № 6. С. 50-53.
14. Патент на полезную модель № 103664. Подвесной полимерный
изолятор / Гунгер Ю.Р. - М., 2010.
15. Gutman I. Helicopter &Ground-Based Methodologies to Detect Defective/Damaged [Текст], 1.10.2016, 10 p.
16. Укрупненные стоимостные показатели линий электропередачи и подстанций напряжением 35-750 кВ [Текст]: утвержден ФСК ЕЭС 2013: введен 2013. - 62 с.
17. Правила устройства электроустановок [Текст] : (ПУЭ). - [7-е изд.]. - М. : Мин. Энерг. России, 2012. - 330 с.
18. Experimental investigations on mixing of two biodiesels blended with diesel as alternative fuel for diesel engines, 2017, K. Srithar, K. Arun Balasubramanian, V. Pavendan, B. Ashok Kumar, 7 p.
19. Experimental investigation of methyl ester of cotton seed oil blend with diesel on ci engine, 2014, Vijayaraj, K. and A.P. Sathiyagnanam, ISSN: 1546-9239, 11 p.
20. Use of Palm oil Biodiesel Blends as a Fuel for Compression Ignition Engine, 2011, B. Deepanraj, C. Dhanesh, R. Senthil, M. Kannan, A. Santhoshkumar and P. Lawrence, DOI:10.3844/ajassp.2011.1154.1158, 11 p.
21. Performance of a diesel engine with blends of biodiesel (from a mixture of oils) and high-speed diesel, 22.07.2013, Raheman, H., Jena, P.C. & Jadav, S.S. Int J Energy Environ Eng (2013) 4: 6. DOI:10.1186/2251-6832-4-6, 15 p.
22. Blends of diesel and biodiesel of cooking oil waste and moringa (Moringa oleifera Lam): kinetic and thermal analysis and monitoring during storage, 27.03.2017, Arruda, T.B.M.G., Dantas, M.B., de Araujo, K.C. et al. Int J Energy Environ Eng (2017). doi:10.1007/s40095-017-0232-x, 7 p.
23. Типовые требования и рекомендации по размещению дизельной электростанции в помещении. - 5 с.
http: //comtelsys.narod.ru/download/T ipovye_trebovanij a_i_rekomendacii_po_r azmecsheniju_dizel_noj_elektrostancii_v_pomecshenii.doc
24. ГОСТ 13822-82 взамен ГОСТ 13822-76 и ГОСТ 21670-76 государственный стандарт союза ССР электроагрегаты и передвижные электростанции, дизельные [Текст]. - Внед. 26.11.2010. - М.: ФСК ЕЭС, 2010. - 32 с.
25. Нормы технологического проектирования дизельных электростанций [Текст]: протокол от 13.07.90 № 38: утв. Минэнерго СССР: ввод в действие 13.07.1990. - НТПД-90, Минэнерго СССР, 1990. - 22 с.
26. СНиП 2.02.05-87. Строительные нормы и правила. Фундамент машин
с динамическими нагрузками [Текст]: утверждено Управлением
стандартизации и технических норм в строительстве Госстроя СССР (О.Н. Сильницкая) 1998. Введен в действие 1998. - 37 с.