Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Характеристика объекта модернизации 8
2 Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов 13
3 Выбор электрической схемы подстанции 20
4 Расчет токов короткого замыкания 21
5 Выбор электрических аппаратов и проводников 26
5.1 Выбор выключателей 26
5.2 Выбор разъединителей 28
5.3 Выбор трансформаторов тока 29
5.4 Выбор трансформаторов напряжения 32
5.5 Выбор жестких шин 33
5.6 Выбор изоляторов 35
5.7 Выбор гибких шин и токопроводов 36
5.8 Выбор кабелей 37
6 Расчет собственных нужд подстанции «Сидоровская» 110 кВ 39
7 Расчет заземления подстанции 40
7.1 Заземляющие устройства в установках с изолированной нейтралью 40
7.2 Расчет заземляющих устройств на стороне 110 кВ 42
8 Молниезащита подстанции «Сидоровская» 110 кВ 46
9 Расчёт релейной защиты силовых трансформаторов 48
9.1 Расчёт токов срабатывания ДЗТ 48
9.2 Расчёт уставки токовой отсечки от междуфазных КЗ в обмотке трансформатора 50
9.3 Расчёт максимальной токовой защиты трансформатора 52
9.4 Расчёт защиты от перегрузки трансформатора 53
10 Монтаж комплектных распределительных устройств внутренней установки 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 58
Электроэнергетика является основополагающей отраслью народного хозяйства. Особенностью электроэнергетического производства является общность процессов производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии. Функционирование всех отраслей народного хозяйства страны зависит от состояния электроэнергетической отрасли. Кроме того, от состояния и развития электроэнергетики зависит и безопасность страны.
К основным объектам электроэнергетики относятся электрические станций на которых производят электрическую энергию, электрические подстанции на которых происходит преобразование и распределение электрической энергии, а также линии электропередачи (воздушные и кабельные) по которым происходит передача электрической энергии.
Становление и развитие электроэнергетической системы России берет начало с 20-х годов 20 века. В этот период были заложены основы современной Единой Национальной Электрической Сети (ЕНЭС).
В процессе создания и развития ЕНЭС выполнялось не только строительство новых объектов, но и модернизация существующих. Так как электроэнергетика связана со всеми отраслями народного хозяйства страны, то темпы ее развития должны опережать темпы развития остальных отраслей. Отставание в развитии может привести к нарушению нормального функционирования ЕНЭС.
В структуру ЕНЭС входят электрические подстанции. Электрические подстанции - являются промежуточным звеном между электрическими станциями (объектами генерации) и потребителями. Электрические подстанции характеризуются по уровню напряжения, местоположению в ЕНЭС и типам потребителей, подключенных к ним.
Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) потребители классифицируются по уровню надежности электроснабжения. Выделены три основных категории потребителей. К потребителям первой категории относятся потребители, для которых должно быть обеспечено бесперебойное электроснабжение, т.е. они должны получать питание от двух независимых источников. Перерыв в электроснабжении таких потребителей может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Среди потребителей первой категории надежности электроснабжения выделяются особо ответственные потребители «особой категории» - для которых перерыв в электроснабжении недопустим. Ко второй категории надежности электроснабжения относятся потребители, перерыв электроснабжения которых может повлечь массовый недоотпуск продукции, массовый простой рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушение нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. К третьей категории надежности электроснабжения относятся потребители на попадающие под категории 1 и 2. Для потребителей третьей категории допускается обеспечивать питание от одного источника электрической энергии, при условии соблюдения периода перерыва электроснабжения, не превышающего 24 часов.
По местоположению роли в ЕНЭС подстанции подразделяются на тупиковые, ответвительные, узловые и проходные.
Исходя из того какие потребители подключены к подстанции и какую роль, она играет в ЕЭНС выбирается количество силовых трансформаторов и тип электрической схемы подстанции.
При выборе электрической схемы необходимо учитывать перспективу развития питаемого района, возможность подключения новых потребителей и т.д.
В работе рассматривается модернизация электрооборудования подстанции 110/35/10 кВ «Сидоровская». Модернизация электрооборудования подстанции вызвана моральным и физическим износом оборудования, а также ростом электрических нагрузок питаемого района.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка проекта модернизации электрооборудования подстанции «Сидоровская» 110/35/10 кВ.
Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:
1. Выполнить расчет электрической мощности подстанции
2. Выбрать электрическое оборудование
3. Рассчитать молниезащиту и заземление объекта.
При выполнении ВКР необходимо использовать современные и актуальные методики проектирования и нормативные акты. При выборе электрооборудование предпочтение необходимо отдавать оборудованию произведенному на территории РФ.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы выполнен проект модернизации электрооборудования подстанции 110/35/10 кВ «Сидоровская». На первом этапе выполнения выпускной квалификационной работы был проведен анализ электрооборудования подстанции «Сидоровская» и проведена оценка загрузки силовых трансформаторов. По данным организации эксплуатирующей подстанцию «Сидоровская» получено, что силовые трансформаторы, установленные в настоящее время работают с перегрузкой. Перегрузка силовых трансформаторов не позволяет выполнить подключения новых потребителей к подстанции, а также снижает срок службы силовых трансформаторов и может привести к возникновению аварийный ситуаций, что негативно скажется на надежности электроснабжения потребителей питаемого района. Поэтому в выпускной квалификационной работе было принято решение о замене силовых трансформаторов мощностью на более мощные. В результате проведения анализа загрузки силовых трансформаторов построены упорядоченные годовые графики нагрузки подстанции. Построены графики полной мощности и активной мощности. Для проведения замены силовых трансформаторов было проведено технико-экономическое сравнение двух вариантов установки силовых трансформаторов. Согласно рассчитанной максимальной мощности подстанции к сравнению были приняты силовой трансформатор марки ТДТН 40000/110 и силовой трансформатор марки ТДТН 63000/110. В результате технико-экономического анализа и сравнения приведенных затрат к установке на подстанции «Сидоровская» принят силовой трансформатор марки ТДТН 63000/110.
На втором этапе выполнения выпускной квалификационной работы был проведен выбор высоковольтного электротехнического оборудования. Для этого были рассчитаны токи короткого замыкания на подстанции, на стороне 110, 35 и 10 кВ. По полученным значениям ТКЗ, а также по значениям номинальной нагрузки подстанции, в соответствии с нормативными актами и методиками выбора оборудования на подстанции «Сидоровская» были приняты к установке следующие марки оборудования. На стороне 110 кВ к установке был принят высоковольтный выключатель марки ВГТ-110, на стороне 35 кВ ВР35НС, а на стороне 10 кВ высоковольтный выключатель марки ВВЭ-СМ-10-40/2500. Так же на стороне 110 кВ выбраны высоковольтные разъединители РГ-110, согласно схеме ОРУ подстанции, 110-4Н, к установке приняты разъединители с одним и двумя заземляющими ножами, на стороне 35 кВ разъединитель марки РГ-35. Для осуществления измерений и для получения значений для нужд релейной защиты и автоматики на подстанции «Сидоровская» были выбраны к установке трансформаторы тока на стороне 110 кВ марки ТОМ-110, на стороне 35 кВ ТЛК-35, на стороне 10 кВ - ТОЛ 10. Так же на стороне 10 кВ были выбраны измерительные трансформаторы напряжения марки ЗНОЛ.06-10, на стороне 35 кВ – ЗНОЛ.06-35, а на стороне 110 кВ измерительный антирезонансный газозаполненный трансформатор напряжения марки ЗНГА-110. Для защиты оборудования подстанции внутренних и внешних перенапряжений приняты к установке ограничители перенапряжений с полимерной изоляцией марки ОПН-П-110, ОПН-П-35 и ОПН-П-10, для сторон 110 и 10 кВ подстанции «Сидоровская» соответственно.
Для защиты оборудования подстанции от прямых ударов молнии выполнен расчет молниезащиты подстанции. Также в выпускной квалификационной работе выполнен расчет системы заземления подстанции. В результате расчета получено, что система заземления соответствует требованиям ПУЭ. Рассмотрен раздел монтажа комплектных распределительных устройств внутренней установки.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы, выполнен проект реконструкции электрической части подстанции «Сидоровская» 110/35/10 кВ, который удовлетворяет современным требованиям к надежности электроснабжения потребителей.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
