Помощь студентам в учебе
Реконструкция схемы электроснабжения потребителей собственных нужд ПС 500 кВ «Азот» с установкой источника автономного питания
|
Введение 4
1 Анализ действующей схемы подстанции 500 кВ «Азот» 7
1.1 Анализ главной электрической схемы подстанции 500 кВ «Азот» 7
1.2 Анализ системы собственных нужд подстанции 10
1.3 Нормативные требования к источнику автономного питания собственных
нужд ПС «Азот» 13
2 Выбор варианта резервирования собственных нужд подстанции 16
2.1 Вариант 1 - строительство воздушной линии электропередачи 110 кВ 16
2.2 Вариант 2 - резервирование собственных нужд подстанции с применением систем накопления энергии на основе Li-ion аккумуляторных батарей 26
2.3 Вариант 3 - дизель-генераторная установка - как автономный источник
резервного питания собственных нужд ПС 500 кВ «Азот» 32
2.4 Показатели финансово-экономической эффективности вариантов
источника автономного питания 38
3 Применение дизель-генераторной установки в качестве источника
резервного питания собственных нужд ПС 500 кВ «Азот» 40
3.1 Основные требования по размещению ДГУ 40
3.2 Расположение ДГУ на территории ПС 41
3.3 Объемно-планировочные конструктивные решения 43
3.4 Составление схемы электрических соединений СН подстанции «Азот» с
применением ДГУ 46
Заключение 50
Список используемых источников 52
1 Анализ действующей схемы подстанции 500 кВ «Азот» 7
1.1 Анализ главной электрической схемы подстанции 500 кВ «Азот» 7
1.2 Анализ системы собственных нужд подстанции 10
1.3 Нормативные требования к источнику автономного питания собственных
нужд ПС «Азот» 13
2 Выбор варианта резервирования собственных нужд подстанции 16
2.1 Вариант 1 - строительство воздушной линии электропередачи 110 кВ 16
2.2 Вариант 2 - резервирование собственных нужд подстанции с применением систем накопления энергии на основе Li-ion аккумуляторных батарей 26
2.3 Вариант 3 - дизель-генераторная установка - как автономный источник
резервного питания собственных нужд ПС 500 кВ «Азот» 32
2.4 Показатели финансово-экономической эффективности вариантов
источника автономного питания 38
3 Применение дизель-генераторной установки в качестве источника
резервного питания собственных нужд ПС 500 кВ «Азот» 40
3.1 Основные требования по размещению ДГУ 40
3.2 Расположение ДГУ на территории ПС 41
3.3 Объемно-планировочные конструктивные решения 43
3.4 Составление схемы электрических соединений СН подстанции «Азот» с
применением ДГУ 46
Заключение 50
Список используемых источников 52
Электроэнергетика - базовая отрасль экономики России, обеспечивающая потребности экономики и населения страны в электрической и тепловой энергии, во многом определяющая устойчивое развитие всех отраслей экономики страны. Эффективное использование потенциала электроэнергетической отрасли, установление приоритетов и параметров ее развития создадут необходимые предпосылки для роста экономики и повышения качества жизни населения страны. Процесс опережающего развития электроэнергетической отрасли является необходимым фактором успешного экономического развития России.
Единая национальная энергетическая система (ЕНЭС) как сложная система состоит из подсистем генерации, передачи, распределения, преобразования, потребления и управления, которые находятся в электрической взаимосвязи и технологическом (режимном) взаимодействии.
При обеспечении потребителя электроэнергией отвечающей его категории надежности возникает необходимость обеспечить соответствующую надежность каждой из подсистем.
Электрическая сеть является сложным техническим объектом, рассредоточенным в пространстве и открытым к внешним воздействиям (техногенным, климатическим, актам вандализма и т.п.), что обуславливает достаточно высокую частоту отказов в работе распределительных сетей, станций и подстанций (ПС).
В работе подстанции, как одним из элементов подсистемы ЕНЭС, большое значение занимает надежность электроснабжения приемников электрической энергии собственных нужд подстанций, отвечающих за поддержание технологических режимов и работоспособности основного и вспомогательного оборудования подстанции.
Поскольку надежность систем электроснабжения собственных нужд (СН) подстанции определяет надежность работы станции в целом, а значит и надежность электроснабжения потребителей. Возникает необходимость переосмысления требований к обеспечению надежности питания собственных нужд подстанции.
Согласно нормам технологического проектирования подстанций 35¬750 кВ ПАО «ФСК ЕЭС» - на однотрансформаторных ПС при наличии синхронных компенсаторов, воздушных выключателей или принудительной системы охлаждения трансформаторов, а также на ПС с оперативным переменным током следует устанавливать два трансформатора собственных нужд, один из которых присоединяется к линии электропередачи 6 - 35 кВ, питающейся от другой ПС.
При планировании развития электрической сети основным способом обеспечения надежности СН подстанции является резервирование.
Для повышения надежности электроснабжения собственных нужд подстанций возникла необходимость применения автономных стационарных источников питания [19].
Устройство системы резервного электроснабжения на действующих электроустановках имеет свои особенности. Как правило, схемы существующих электроустановок не предусматривают возможности непосредственного подключения стационарного источника резервного питания, компоновка щитового оборудования затрудняет установку дополнительных механизмов и систем автоматики и контроля. В таких случаях производится предпроектные изыскания (техническое обследование) электроустановки и потребителей собственных нужд ПС для разработки структурной схемы резервного электроснабжения СН.
Стационарные источники резервного электропитания должны обеспечивать большее время автономной работы в условиях аварии на электросетях - следовательно, большая надежность безотказного функционирования; высокая степень защиты оборудования; увеличение срока службы оборудования благодаря созданию оптимальных условий для его работы.
Целью выпускной квалификационной работы является обеспечение надежности и бесперебойной работы подстанции 500 кВ «Азот».
Задачи работы:
- анализ схем питания потребителей собственных нужд подстанции 500 кВ «Азот»;
- выбор автономного стационарного источника питания собственных нужд подстанции 500 кВ «Азот»;
- обоснование выбора автономного стационарного источника питания собственных нужд подстанции 500 кВ «Азот».
Единая национальная энергетическая система (ЕНЭС) как сложная система состоит из подсистем генерации, передачи, распределения, преобразования, потребления и управления, которые находятся в электрической взаимосвязи и технологическом (режимном) взаимодействии.
При обеспечении потребителя электроэнергией отвечающей его категории надежности возникает необходимость обеспечить соответствующую надежность каждой из подсистем.
Электрическая сеть является сложным техническим объектом, рассредоточенным в пространстве и открытым к внешним воздействиям (техногенным, климатическим, актам вандализма и т.п.), что обуславливает достаточно высокую частоту отказов в работе распределительных сетей, станций и подстанций (ПС).
В работе подстанции, как одним из элементов подсистемы ЕНЭС, большое значение занимает надежность электроснабжения приемников электрической энергии собственных нужд подстанций, отвечающих за поддержание технологических режимов и работоспособности основного и вспомогательного оборудования подстанции.
Поскольку надежность систем электроснабжения собственных нужд (СН) подстанции определяет надежность работы станции в целом, а значит и надежность электроснабжения потребителей. Возникает необходимость переосмысления требований к обеспечению надежности питания собственных нужд подстанции.
Согласно нормам технологического проектирования подстанций 35¬750 кВ ПАО «ФСК ЕЭС» - на однотрансформаторных ПС при наличии синхронных компенсаторов, воздушных выключателей или принудительной системы охлаждения трансформаторов, а также на ПС с оперативным переменным током следует устанавливать два трансформатора собственных нужд, один из которых присоединяется к линии электропередачи 6 - 35 кВ, питающейся от другой ПС.
При планировании развития электрической сети основным способом обеспечения надежности СН подстанции является резервирование.
Для повышения надежности электроснабжения собственных нужд подстанций возникла необходимость применения автономных стационарных источников питания [19].
Устройство системы резервного электроснабжения на действующих электроустановках имеет свои особенности. Как правило, схемы существующих электроустановок не предусматривают возможности непосредственного подключения стационарного источника резервного питания, компоновка щитового оборудования затрудняет установку дополнительных механизмов и систем автоматики и контроля. В таких случаях производится предпроектные изыскания (техническое обследование) электроустановки и потребителей собственных нужд ПС для разработки структурной схемы резервного электроснабжения СН.
Стационарные источники резервного электропитания должны обеспечивать большее время автономной работы в условиях аварии на электросетях - следовательно, большая надежность безотказного функционирования; высокая степень защиты оборудования; увеличение срока службы оборудования благодаря созданию оптимальных условий для его работы.
Целью выпускной квалификационной работы является обеспечение надежности и бесперебойной работы подстанции 500 кВ «Азот».
Задачи работы:
- анализ схем питания потребителей собственных нужд подстанции 500 кВ «Азот»;
- выбор автономного стационарного источника питания собственных нужд подстанции 500 кВ «Азот»;
- обоснование выбора автономного стационарного источника питания собственных нужд подстанции 500 кВ «Азот».
Единая национальная энергетическая система (ЕНЭС) как сложная система, состоящая из подсистем генерации, передачи, распределения, преобразования, потребления и управления, которые находятся в электрической взаимосвязи и технологическом (режимном) взаимодействии.
При обеспечении потребителя электроэнергией отвечающей его категории надежности возникает необходимость обеспечить соответствующую надежность каждой из подсистем электрической сети. Которая является сложным техническим объектом, рассредоточенным в пространстве и открытым к внешним воздействиям (техногенным, климатическим, актам вандализма и т.п.), что обуславливает достаточно высокую частоту отказов в работе распределительных сетей, станций и подстанций.
В работе подстанции, как одним из элементов подсистемы ЕНЭС, большое значение занимает надежность электроснабжения приемников электрической энергии собственных нужд подстанций, отвечающих за поддержание технологических режимов и работоспособности основного и вспомогательного оборудования подстанции.
Проведенные в диссертационной работе исследования можно рассматривать как комплексное решение проблемы обеспечение надежности электроснабжения приемников собственных нужд ПС 500 кВ «Азот» и как следствие надежность работы подстанции в целом.
Основные результаты работы заключаются в следующем:
1. Произведен анализ действующей схемы подстанции 500 кВ «Азот» с учетом обеспечения надежности электроснабжения потребителей собственных нужд подстанции в аварийном и ремонтном режиме.
2. Рассмотрены основные нормативные требования применяемых при проектировании схем собственных нужд подстанции.
3. Приведено обоснование проектирования резервного источника питания потребителей собственных нужд ПС 500 кВ «Азот». Представлен анализ отказов с погашением собственных нужд на подстанциях ЕНЭС за последние 10 лет. На основании которого определены требования к резервным источникам питания собственных нужд ПС.
4. Произведены исследования по применению различных схем резервирования собственных нужд, с построение схем, удовлетворяющих нормативным требованиям к резервным источникам питания. Рассмотрена целесообразность применения различных вариантов источников резервного питания СН. Выбран наилучший вариант с точки зрения надежности электроснабжения потребителей собственных нужд при возникновении аварийных режимов работы системы.
5. Произведены расчеты экономического обоснования эффективности применения вариантов автономных источников резервного питания СН. По результатам расчетов выбран оптимальный вариант.
6. Разработан проект по применению автономного стационарного источника резервного питания собственных нужд ПС. В котором производится техническое обследование электроустановки и потребителей собственных нужд ПС для разработки структурной схемы резервного электроснабжения СН.
Решенные в работе задачи позволяют перейти к практическому применению полученных результатов для повышения надежности электроснабжения приемников собственных нужд. Повышение надежности собственных нужд подстанции позволит увеличить надежность работы подстанции 500 кВ «Азот» в целом
При обеспечении потребителя электроэнергией отвечающей его категории надежности возникает необходимость обеспечить соответствующую надежность каждой из подсистем электрической сети. Которая является сложным техническим объектом, рассредоточенным в пространстве и открытым к внешним воздействиям (техногенным, климатическим, актам вандализма и т.п.), что обуславливает достаточно высокую частоту отказов в работе распределительных сетей, станций и подстанций.
В работе подстанции, как одним из элементов подсистемы ЕНЭС, большое значение занимает надежность электроснабжения приемников электрической энергии собственных нужд подстанций, отвечающих за поддержание технологических режимов и работоспособности основного и вспомогательного оборудования подстанции.
Проведенные в диссертационной работе исследования можно рассматривать как комплексное решение проблемы обеспечение надежности электроснабжения приемников собственных нужд ПС 500 кВ «Азот» и как следствие надежность работы подстанции в целом.
Основные результаты работы заключаются в следующем:
1. Произведен анализ действующей схемы подстанции 500 кВ «Азот» с учетом обеспечения надежности электроснабжения потребителей собственных нужд подстанции в аварийном и ремонтном режиме.
2. Рассмотрены основные нормативные требования применяемых при проектировании схем собственных нужд подстанции.
3. Приведено обоснование проектирования резервного источника питания потребителей собственных нужд ПС 500 кВ «Азот». Представлен анализ отказов с погашением собственных нужд на подстанциях ЕНЭС за последние 10 лет. На основании которого определены требования к резервным источникам питания собственных нужд ПС.
4. Произведены исследования по применению различных схем резервирования собственных нужд, с построение схем, удовлетворяющих нормативным требованиям к резервным источникам питания. Рассмотрена целесообразность применения различных вариантов источников резервного питания СН. Выбран наилучший вариант с точки зрения надежности электроснабжения потребителей собственных нужд при возникновении аварийных режимов работы системы.
5. Произведены расчеты экономического обоснования эффективности применения вариантов автономных источников резервного питания СН. По результатам расчетов выбран оптимальный вариант.
6. Разработан проект по применению автономного стационарного источника резервного питания собственных нужд ПС. В котором производится техническое обследование электроустановки и потребителей собственных нужд ПС для разработки структурной схемы резервного электроснабжения СН.
Решенные в работе задачи позволяют перейти к практическому применению полученных результатов для повышения надежности электроснабжения приемников собственных нужд. Повышение надежности собственных нужд подстанции позволит увеличить надежность работы подстанции 500 кВ «Азот» в целом