Введение 5
1 Анализ состояния подстанции 7
2 Расчет электрических нагрузок 11
3 Выбор основных конструктивных решений на стороне 10 кВ 15
4 Расчет коротких замыканий 16
5 Выбор оборудования и проводников 19
6 Релейная защита и автоматика подстанции 37
7 Выбор оперативного тока 39
8 Освещение подстанции 40
9 Собственные нужды подстанции 49
10 Молниезащита подстанции 50
11 Расчет системы заземления подстанции 53
Заключение 56
Список используемых источников 58
Человечество на протяжении всего своего существования нуждается в энергии. Она позволяет удовлетворить потребности, необходимые для обеспечения жизни человека. С развитием технического прогресса человечество научилось добывать различные формы у энергии, управлять ей, использовать и передавать её на большие расстояния. Одной из форм такой энергии является электрическая энергия, которая заключена в электромагнитном поле. Открытие электрической энергии дало начало новой эпохи. С её помощью человек смог создать и воплотить различные электроустановки, облегчающие нашу жизнь и дающие новые возможности для развития. На сегодняшний день электричество является одним из важнейших энергоресурсов. Процесс его добычи, передачи, аккумулирования и потребления является важным и ответственным мероприятием, которое требует создания специальных учреждений и организаций, занимающихся управлением и контролем этих процессов. В России роль такой организации выполняет ПАО «Россети», которое в свою очередь делиться на дочерние межрегиональные распределительные сетевые компании (МРСК). Эти компании составляют семь объединенных энергосистем (ОЭС): Востока, Сибири, Урала, Центра, Северо-запада, Средней Волги, Юга.
Студенты направления «Электроэнергетика и электротехника» получают теоретические и практические навыки в работе с процессами, связанными с электроэнергией. С процессом передачи электроэнергии связана тема моей выпускной квалифицированной работы (ВКР). Этот процесс требует множество электроустановок и преобразований, прежде чем электроэнергия, добытая на электростанции, будет использована потребителем. В данном процессе огромную роль играют подстанции. В ВКР рассматривается главная понизительная подстанция (ГПП), которая получает энергию от районной энергосистемы напряжением 35 кВ, трансформирует её с напряжением в 10 кВ и распределяет её на подстанции-потребители или на мощные электрические приемники.
Данная подстанция является устаревшей и перегруженной, поэтому ей необходима реконструкция. Для проведения реконструкции требуется провести обследование объекта, проанализировать проблемы, рассчитать электрические нагрузки и токи коротких замыканий, с учетом основных конструктивных решений выбрать оборудование и проводники, обеспечить подстанцию средствами релейной защиты и автоматики (РЗиА), обеспечить работу РЗиА и другого необходимого оборудования на оперативном токе в аварийном режиме работы, обеспечить заземление и молниезащиту подстанции. Каждый этап реконструкции регламентируется и контролируется нормативно-техническими документами такими, как правила устройства электроустановок (ПУЭ), правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП), различные электротехнические ГОСТы, санитарные нормы и правила (СНиП) и многие другие документы.
Целью бакалаврской работы является реконструкция действующей подстанции «Русские Выселки» для обеспечения надежного и бесперебойного питания потребителей.
Темой выпускной квалификационной работы была реконструкция действующей подстанции 35 кВ «Русские Выселки». Целью работы было проанализировать состояние подстанции и создать проект реконструкции, который будет удовлетворять всем требованиям к электроснабжению с соблюдением всех норм соответствующих документаций.
Проанализировав текущее состояние подстанции, выявили ряд проблем, которые требовали серьезной модернизации и тем самым высоких капитальных вложений. Главной проблемой ПС было старое оборудование и дефицит мощности. Поэтому было решено комплексно заменить оборудование ПС как на высокой, так и на низкой стороне.
Данный план реконструкции предлагает к установке 2 новых силовых трансформатора ТДНС-16000/35-У1, УХЛ1 тольяттинского производителя «Тольятти трансформатор». Высокую сторону РУ было решено исполнить открытого вида, низкую сторону закрытого, ЗРУ и ОПУ расположить в одном здании. Распределительные устройства 10 кВ выполнены в комплектных ячейках и шкафах (КРУ) с расчётом и выбором соответствующий аппаратуры. ОРУ исполнены блочным типом электроустановок с расчётом необходимых характеристик и выбором электроустановок согласно условиям.
Для обеспечения защиты подстанции от аварийных ситуаций и тем самым для удовлетворения условий надежности и бесперебойности произведен расчет необходимой релейной защиты и автоматики. РЗиА решено выполнить на основе микропроцессорных технологий на базе блоков БМРЗ.
Для случая отключения питания собственных нужд от основного источника рассчитан оперативный ток с установкой аккумуляторных батарей. Смоделировано освещение всех площадок ПС, отвечающее всем требованиям к освещенности. Освещение основано на работе энергоэффективных светильников производства NAVIGATOR. Рассчитаны нагрузки вторичных цепей и выбраны силовые трансформаторы собственных нужд для бесперебойного питания электрооборудования подстанции.
Заключительным этапом реконструкции был расчет молниезащиты подстанции, а также заземляющих устройств. Были выбраны конструктивные элементы молниезащиты и заземления; рассчитаны их параметры, необходимые для обеспечения надежной и безопасной работы электрооборудования и обслуживающего персонала.
Результатом ВКР является анализ текущих проблем подстанции и предложенный план реконструкции для их решения с удовлетворением требований надежности, бесперебойности, удобству и безопасности эксплуатации, качеству электроэнергии с возможностью дальнейшего развития.
