Введение
1 Описание объекта проектирования - подстанции «УЭТМ» 110/6 кВ
2 Анализ нагрузок предприятия «УЭТМ»
3 Выбор и расчет, требуемого к установке силового трансформатора на подстанции «УЭТМ» 110/6 кВ
4 Аналитический выбор главной электрической схемы подстанции «УЭТМ» 110/6 кВ
5 Расчет токов короткого замыкания подстанции «УЭТМ» 110/6 кВ
6 Выбор и расчет необходимого электрооборудования 110 кВ и
6 кВ подстанции «УЭТМ» 110/6 кВ
7 Выбор системы оперативного тока подстанции «УЭТМ» 110/6 кВ
8 Выбор и расчет трансформатора системы собственных нужд подстанции «УЭТМ» 110/6 кВ
9 Заземление подстанции «УЭТМ» 110/6 кВ
10 Молниезащита подстанции «УЭТМ» 110/6 кВ
Заключение
Список используемых источников
Свердловская область, с областным центром в г. Екатеринбург, является одним из самых динамично развивающихся, в области промышленности, регионом РФ. Область расположена на стыке Европейской и Азиатской части континента, и является средоточием природных богатств (уже разведанных и перспективных), крупным транспортным узлом, обладает внушительным научным потенциалом [2].
Промышленность является основой экономики Свердловской области и составляет более 30 % от валового регионального продукта (далее по тексту ВРП) области. Высокая степень развитости промышленности позволила области войти в десятку регионов РФ по объему ВРП (1587,0 миллиардов рублей на 2013 г.).
Промышленность Свердловской области объединяется в себе все базовые отрасли промышленного комплекса: металлургия с удельным весом в экономике 55 %; машиностроение с удельным весом в экономике 26 %; химическая промышленность, пищевая промышленность, агропромышленный комплекс, сельскохозяйственное производство. Согласно данным в [2], более 50 % всей производимой в РФ промышленной продукции относится к деятельности предприятий Свердловской области.
Г еографическое положение Свердловской области позволяет ей занимать позиции крупного транспортно-логистического узла РФ, что дает мощный импульс экономическому развитию области (торговля продукцией, выпущенной предприятиями региона, и иные экономические связи).
В рамках настоящей бакалаврской работы рассматривает промышленное предприятие «УЭТМ» которое относится к сфере электротехнического машиностроения.
В сфере электротехнического машиностроения согласно [2] планируется рывок за счет увеличения производства высоковольтного оборудования (на 25 % минимум), расширения номенклатуры производимой продукции (инновационное оборудование).
Однако, в электроэнергетическом секторе Свердловской области и города Екатеринбург конкретно, наблюдаются некоторые проблемы, которые могут не позволить выйти на необходимые темпы роста предприятиям, в том числе электротехнической промышленности. Данными проблемами являются значительный физический износ электросетевых объектов (оборудование подстанций и сетей) и значительный моральный износ электросетевых объектов (сильно устаревшее неэкологичное оборудование) [2, 3].
С подобной проблемой столкнулось и предприятие «УЭТМ», на производственной площадке которого находится одноименная понизительная подстанция «УЭТМ» 110/6 кВ. Подстанция введена в эксплуатацию в 1968 г. и на сегодняшний день выделяется сильной изношенностью основного электрооборудования (многократное превышение нормативных сроков эксплуатации), инженерных сетей (кабельные линии, водопроводы, маслопроводы и т.п.), подстанционных зданий, таких как закрытое распределительное устройство (далее по тексту ЗРУ), а также моральным устареванием электрооборудования (различные устройства автоматизации и устройства релейной защиты выполненные на старой элементной базе, маслонаполненное коммутационное оборудование, короткозамыкатели и отделители).
В условиях прогнозного роста производства оборудования предприятия «УЭТМ» и в связи с расширением номенклатуры производимой продукции, а также с учетом прогнозного роста энергопотребления г. Екатеринбург (центральной части города в особенности), остро встает проблема устаревания и износа основных фондов электросетевых объектов. Проблема требует максимально оперативного решения для обеспечения надежного и качественного снабжения потребителей электроэнергии и, в особенности, промышленных потребителей, таких как «УЭТМ» [3].
В соответствии с [3] одна из основных задач, поставленных для развития электрических сетей напряжением 110 кВ - «обновление электросетевого оборудования, связанное с физическим и моральным старением основных фондов и необходимостью повышения надежности электроснабжения существующих потребителей» [3].
Для решения вышеобозначенной задачи в [3] выделяется следующее мероприятие «реконструкция объектов электросетевого хозяйства и новое проектирование» [3].
В соответствии с вышеобозначенным, необходимо новое проектирование подстанции «УЭТМ» 110/6 кВ или другими словами полное
перепроектирование всей подстанции, включающее в себя множество разрабатываемых разделов проектной документации.
В рамках настоящей бакалаврской работы будет рассмотрена
электрическая часть нового проектирования подстанции «УЭТМ» 110/6 кВ.
Целью бакалаврской работы является: обеспечение надежного и качественного электроснабжения промышленного предприятия «УЭТМ».
Достижение цели возможно путем постановки и решения следующих основных задач:
-сбор информации о нагрузках и расчет мощности новых силовых трансформаторов подстанции промышленного предприятия «УЭТМ»;
-расчет токов короткого замыкания новой подстанции;
-выбор схемы внешнего электроснабжения подстанции;
-выбор и обосновывающий расчет электрооборудования подстанции промышленного предприятия «УЭТМ»;
-выбор системы оперативного тока подстанции промышленного предприятия «УЭТМ»;
-выбор и расчет трансформатора системы собственных нужд подстанции промышленного предприятия «УЭТМ»;
-обоснование заземления и молниезащиты подстанции промышленного предприятия «УЭТМ».
Непрерывное развитие такого предприятия как «Уралэлектротяжмаш», диктует с каждым годом все увеличивающиеся требования к надежности электроснабжения, т.к. надежное электроснабжение оказывает значительное влияние на стабильное производство промышленного предприятия.
В силу сильного износа понизительной подстанции «УЭТМ», питающей предприятие, потребовалось её полное перепроектирование. Электрическая часть данного перепроектирования была рассмотрена настоящей бакалаврской работой и основные принятые решения представлены далее.
К установке, в соответствии с запланированным ростом нагрузок, приняты силовые трансформаторы типа ТРДН-40000/110/6/6 кВ. Трансформаторы проверены по действующим методикам и в полном объеме обеспечат электропитание потребителей.
Электрическая схема ОРУ 110 кВ выполнена по схеме № 110-4Н, а ЗРУ 6 кВ по схеме № 6-2. Схемы отличаются надежностью и простотой.
Для проверки основного электрооборудование РУ 110 кВ и 6 кВ рассчитаны токи короткого замыкания. Оборудование проверено по всем необходимым параметрам. Все параметры находятся в диапазоне допустимых значений (с запасом).
Система оперативного тока выполнена на постоянном оперативном токе.
Трансформаторы собственных нужд в полном объеме обеспечат электропитание потребителей, подключенных к ним.
Система заземления подстанции обеспечит безопасную эксплуатацию оборудования как ОРУ 110 кВ, так и ЗРУ 6 кВ и не допустит появление опасных потенциалов на выводах чувствительного оборудования.
В дополнение к системе заземления, молниезащита подстанции также обеспечит защиту оборудования от прямых ударов молнии и обеспечит безопасность эксплуатации.
1.Проект инвестиционной программы ПАО «ФСК ЕЭС» на период 20202024 гг. с корректировкой инвестиционной программы 2019 г. [Электронный ресурс] : офиц. сайт ПАО «ФСК ЕЭС». Москва, 2019. URL: http://www.fsk- ees.ru/investments/investment_program/2020_2024/ (дата обращения: 10.03.2019).
2.Стратегия социально-экономического развития Свердловской области на период до 2030 года [Электронный ресурс] : офиц. сайт Министерства экономики и территориального развития Свердловской области. Екатеринбург,
2014.URL: http://economy.midural.ru/sites/default/files/files/st2030.pdf (дата обращения: 01.03.2019).
3.Схема и программа развития электроэнергетики Свердловской области на период 2019-2023 годов [Электронный ресурс] : офиц. интернет-портал правовой информации Свердловской области. Екатеринбург, 2018. URL: http://www.pravo.gov66.ru/17174/ (дата обращения: 1.03.2019).
4.ГОСТ Р 52735-2007. Короткие замыкания в электроустановках.
Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ [Электронный ресурс]. Утв. и введ. приказом № 173-ст от 12.07.2007. М. : Стандартинформ, 2007. 40 с. URL:
http://www.complexdoc.ru/pdf/ГОСТ%20Р%2052735-2007/gost_r_52735-2007 (дата обращения: 17.03.2019).
5.ГОСТ 839-80. Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи [Электронный ресурс]. Утв. и введ. 01.01.1981. М. Стандартинформ, 2001. 23 с. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200008421 (дата обращения: 25.04.2019).
6. ГОСТ 14209-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки [Электронный ресурс]. Взамен ГОСТ 1420969 ; утв. и введ. приказом № 236 от 31.01.85. М. : Стандартинформ, 2009. 36 с. URL: http://www.internet-law.ru/gosts/gost/44357/ (дата обращения: 12.03.2019).
7.Вахнина В.В., Черненко А.Н. Проектирование систем электроснабжения : [электронное учеб.-метод. пособие]. Тольятти : Изд-во ТГУ, 2016. 1 оптический диск.
8.Земцов А. И., Вокин И. А. Проектирование главной понизительной подстанции предприятия : [учебное пособие]. Самара : Самар. гос. техн. ун-т,
2015.101 с. : ил. ISBN 978-5-7964-1853-6.
9.Степкина Ю. В. Проектирование электрической части понизительной
подстанции : учеб.-метод. пособие по выполнению курсового проектирования и дипломного проектирования. Тольятти : Изд-во Тольяттинского
государственного университета, 2007. 124 с.
10.Grbic M., Pavlovic A., Hrvic D. Electric and magnetic field testing in vicinity of 110/x kV substations // Nikola Tesla. 2016. № 26. P. 151-163.
11.Song X., Xiaoxing Z., Ju T. A review on SF6 substitute gases and research status of CF3 I gases // Energy Reports. 2018. № 4. P. 486-496.
12. Методические указания по выбору оборудования СОПТ [Электронный ресурс] : СТО 56947007-29.120.40.216-2016 : введ. 2016-03-18. М. : [б.и.], 2016. 70 с. URL: http://www.fsk-ees.ru/upload/docs/STO_56947007- 29.120.40.216-2016.pdf (дата обращения: 26.04.2019).
13.Методические указания по применению ограничителей в электрических сетях 110-750 кВ [Электронный ресурс] : утв. департаментом стратегии развития и научно-технической политики РАО «ЕЭС России» 30.09.99. М. : [б.и.], 2000. 36 с. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200080313 (дата обращения: 25.04.2019).
14.Методические указания по применению ограничителей перенапряжений нелинейных в электрических сетях 6-35 кВ [Электронный ресурс] : утв. департаментов научно-техн. политики и развития РАО «ЕЭС России» 27.04.01. М. : [б.и.], 2001. 75 с. URL: http://files.stroyinf.ru/data2/1/429
3850Z4293850515.htm (дата обращения: 25.04.2019).
15.Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НПТ ПС) [Электронный ресурс] : СТО 56947007-29.240.10.028-2009 : утв. ОАО «ФСК ЕЭС» 13.04.09. М. : [б.и.], 2009. 96 с. URL: http://www.fsk-ees.ru/media/File/customers_tech/NTP_PS.pdf (дата обращения: 1.04.2019)...