Электрическая подстанция представляет собой электроустановку, которая предназначена для преобразования и распределения электрической энергии. Подстанция состоит из следующих основных элементов: преобразователя энергии (трансформатора), распределительного устройства, устройств управления и вспомогательных сооружений.
Электрические подстанции выполняются на все ступени напряжения. Они могут быть как повышающими, так и понижающими. Если подстанция находятся в непосредственной близости к электрической станции, она является повышающей. Такие подстанции предназначены для повышения напряжения, подаваемого от электростанций, для дальнейшей передачи электроэнергии на дальние расстояния с минимальными потерями. Понижающие подстанции располагаются вблизи электропотребителей. Данные электрические подстанции предназначены для преобразования получаемой электроэнергии высокого класса напряжения в энергию более низкого класса напряжения и дальнейшего ее распределения между потребителями.
Электрические подстанции должны обеспечивать надежное электроснабжение [23]. Нарушение их работы может привести к значительному ущербу из-за остановки технологического процесса или недовыработки продукции предприятием. Поэтому важно правильно рассчитывать и проектировать используемое оборудование электрической подстанции.
Задачей данной выпускной квалификационной работы является проведение расчетов для реконструкции электрической части понизительной подстанции 110/10 кВ «Ташеба-Сельская». Реконструкция в рамках данной работы включает в себя замену силовых трансформаторов и установку нелинейных ограничителей перенапряжения вместо вентильных разрядников.
В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы была составлена описательная характеристика объекта реконструкции - понизительной подстанции 110/10 кВ «Ташеба-Сельская», на основании которой было сформулировано обоснование реконструкции, и выделено нуждающееся в замене электрооборудование: силовые трансформаторы и вентильные разрядники.
Для проведения выбора типа силовых трансформаторов были рассчитаны нагрузки подстанции с помощью исходных годовых упорядоченных графиков нагрузок подстанции, по которым была определена необходимая номинальная мощность трансформаторов. Для установки на подстанции были выбраны два трансформатора типа ТДН-10000/110/10, после чего были рассчитаны приведенные затраты на их установку. Таким образом, после замены силовых трансформаторов, подстанция «Ташеба- Сельская» сможет обеспечивать электроэнергией большее количество электропотребителей.
После выбора типа силовых трансформаторов были проведены расчеты токов различных видов коротких замыканий. Полученные расчетные значения токов необходимы для проведения проверки установленного ранее электрооборудования подстанции на возможность эксплуатации в дальнейшем, а также для выбора типа нелинейных ограничителей перенапряжений, устанавливаемых взамен устаревших вентильных разрядников.
В ходе проведения проверки установленного электрооборудования было выяснено, что на работоспособность оборудования класса напряжения 110 кВ замена силового трансформатора не повлияла, и оно может использоваться в дальнейшем. Оборудование на стороне 10 кВ подстанции также нуждалось в проведении проверки, исходя из результатов которой, было выяснено, что все типы установленных трансформаторов тока не рассчитаны на номинальный ток, значение которого возросло после замены трансформаторов. Исходя из этого, были предложены варианты замены данных измерительных трансформаторов.
После проведения проверки электрооборудования, был произведен выбор типов нелинейных ограничителей перенапряжений взамен уже установленных вентильных разрядников для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений вводов 110 и 10 кВ силового трансформатора, а также для установки в нейтралях. На основании расчетов, на стороне 110 кВ выбраны ограничители перенапряжений типа ОПН-П1- 110/77/10/2 УХЛ1, на стороне 10 кВ - ОПН-П1-10/12,0/10/2. Для установки в нейтрали трансформаторов выбраны ограничители типа ОПНН-П1- 110/56/10/2 УХЛ1.
