1 Технические характеристики проектируемой подстанции 6
1.1 Общая характеристики подстанции 6
1.2 Характеристика энергетического оборудования подстанции 11
2 Расчет нагрузок и выбор трансформаторов 13
2.1 Определение расчетных нагрузок 13
2.2 Выбор трансформаторов 15
2.3 Расчет потерь в трансформаторах 18
2.4 Выбор трансформаторов собственных нужд подстанции 20
3 Расчет токов короткого замыкания и выбор оборудования 23
3.1 Расчет токов короткого замыкания 23
3.2 Выбор выключателей 29
3.3 Выбор измерительных трансформаторов 31
3.4 Выбор сечения отходящих линий 36
3.5 Выбор ошиновки подстанции и низковольтных ячеек 38
4 Компенсация реактивной энергии 44
5 Релейная защита и автоматика подстанции 46
5.1 Автоматика подстанции 46
5.2 Защита трансформатора 52
6 Измерение и учет электроэнергии, автоматизированная информационно-
измерительная система коммерческого учета электроэнергии 60
7 Заземление и молниезащита 65
7.1 Расчет защитного заземления подстанции 65
7.2 Расчет молниезащиты 69
Заключение 76
Список используемых источников 77
Аннотация
Выпускная квалификационная работа бакалавра посвящена изучению вопроса реконструкции электрической части главной понизительной подстанции АО «СПО «Арктика» напряжением 35/10 кВ.
Подстанция питает непосредственно электромонтажное предприятие «Арктика», входящее в объединенную судостроительную корпорацию. Реконструкция данной подстанции позволит повысить надежность, а также качество электроснабжения основного потребителя.
На основании показателей нагрузки подстанции выбраны новые тип и число трансформаторов, выполнен расчетов токов короткого замыкания, расчет компенсации реактивной мощности, расчет релейной защиты и автоматики. Проанализирована система учета электроэнергии, рассчитаны алгоритмы защитного заземления и молниезащиты.
Выпускная квалификационная работы выполнена на 78 листах с графической частью представленной 6 чертежами формата А1.
АО СПО «Арктика» - это одно из самых крупных производственных предприятий на северо-западе России, которое может выполнять электромонтажные работы на всех видах современных судов и кораблей, создавать высокотехнологичную технику, используемую для освоения шельфа Мирового океана.
Строительство атомного подводного флота является важной задачей для поддержания обороноспособности страны и охраны государственных границ.
В представленной выпускной квалификационной работе будет произведено исследование электрической схемы главной понизительной подстанции 35/10 кВ АО «СПО «Арктика», от которой осуществляется электроснабжение предприятия АО «СПО «Арктика» и некоторых более незначительных потребителей.
В основной части выпускной квалификационной работы будут исследованы следующие вопросы:
В первой главе приведена краткая характеристика подстанции, ее энергохозяйство, рассмотрены элементы подстанции и нагрузки по присоединениям.
Во второй главе выполнен расчет нагрузок, выполнен выбор
трансформаторов и проанализированы потери в них.
В третьей главе на основании данных замеров в зимнее время на подстанции произведен расчет токов короткого замыкания на подстанции на стороне 35 кВ, а также на стороне 10 кВ.
В оставшихся главах рассмотрены вопросы компенсации реактивной мощности, релейной защиты и учета электроэнергии, автоматики ГПП, вопросы молниезащиты.
Целью работы является разработка мероприятий по реконструкции подстанции 35/10 кВ АО «СПО «Арктика».
Согласно поставленной цели обозначены следующие задачи исследования:
- выполнить расчет нагрузок и выбор трансформаторов,
- рассчитать токи короткого замыкания и выбрать оборудование,
- выполнить расчет релейной защиты, изучить имеющуюся на подстанции автоматику,
-осуществить выбор средств измерения, а также средств учета электроэнергии;
- рассчитать молниезащиту.
В данной выпускной квалификационной работе будет рассмотрена непосредственно реконструкция главной понизительной подстанции АО «СПО «Арктика» в целях обеспечения безопасной, надежной и экономически выгодной эксплуатации оборудования и бесперебойного питания электроэнергией потребителей.
В выпускной квалификационной работе исследована реконструкция главной понизительной подстанции 35/10 кВ АО «СПО Арктика».
Рассмотрена замена измерительных трансформаторов тока и напряжения на более современные с повышенным классом точности. При этом счетчики также подлежали замене и были выбраны ЕвроАЛЬФА с классом точности 0,5. Повышение класса точности измерительного оборудования позволит более точно определять потери в сетях и бороться с хищением электроэнергии.
Также рассмотрена возможность замены выключателей на распределительных устройствах 110, 35 и 6 кВ на элегазовые и вакуумные, которые способны отключать номинальные и аварийные токи с высокой эффективностью.
Компенсация реактивной мощности оказалась наиболее существенным методом снижения расхода электроэнергии. На каждом присоединении была установлена соответствующая конденсаторная батарея типа УКРМ на 10,5кВ для обеспечения значения коэффициента мощности близкому к 0,92. Регулируемые батареи конденсаторов позволят изменять генерируемую реактивную мощность в зависимости от нужд потребителей, таким образом поддерживая практически постоянным необходимый коэффициент мощности. Следовательно, произойдет снижение потерь в силовых трансформаторах и питающих высоковольтных воздушных линиях.
Для функционирования системы АИСКУЭ рассмотрен выбор счетчиков электроэнергии ЕвроАЛЬФА. Счетчики постоянно связаны с центром сбора данных прямыми каналами связи и опрашиваются в соответствии с заданным расписанием опроса.
Также, усовершенствована система защитного заземления, молниезащиты.