Реконструкция электрической части понизительной подстанции 110/6 кВ химзавода
|
Введение 4
1 Краткая характеристика объекта реконструкции 6
2 Расчёт максимальных нагрузок, получающих питание от ПП1 предприятия 7
3 Определение мощности трансформаторов на ГПП и их числа 17
3.1 Первый вариант размещения на главной поразительной подстанции
предприятия 3 силовых трансформаторов типа ТРДН-25000/110/6/6 18
3.2 Второй вариант размещения на главной поразительной подстанции
предприятия 3 силовых трансформаторов типа ТРДН-40000/110/6/6 23
4 Расчёт токов короткого замыкания на сторонах высокого и низкого
напряжения ГПП 29
5 Разработка мероприятий по замене устаревшего электрооборудования
трансформаторной подстанции 34
5.1 Выбор и проверка электрооборудования на стороне высокого
напряжения главной понизительной подстанции химпредприятия 35
5.2 Выбор и проверка электрооборудования на стороне низкого
напряжения главной понизительной подстанции химпредприятия 41
6 Определение уставок микропроцессорной защиты Сириус-2Л для защиты
линий от ГПП до цеховых трансформаторных подстанций 48
6.1 Определение значения сопротивлений для элементов, входящих в
схему замещения 48
6.2 Определение значений токов КЗ 52
6.3 Расчет параметров максимальной токовой отсечки 54
6.4 Определение уставок МТЗ 54
7 Определение параметров системы заземления подстанции 56
Заключение 59
Список используемых источников 61
1 Краткая характеристика объекта реконструкции 6
2 Расчёт максимальных нагрузок, получающих питание от ПП1 предприятия 7
3 Определение мощности трансформаторов на ГПП и их числа 17
3.1 Первый вариант размещения на главной поразительной подстанции
предприятия 3 силовых трансформаторов типа ТРДН-25000/110/6/6 18
3.2 Второй вариант размещения на главной поразительной подстанции
предприятия 3 силовых трансформаторов типа ТРДН-40000/110/6/6 23
4 Расчёт токов короткого замыкания на сторонах высокого и низкого
напряжения ГПП 29
5 Разработка мероприятий по замене устаревшего электрооборудования
трансформаторной подстанции 34
5.1 Выбор и проверка электрооборудования на стороне высокого
напряжения главной понизительной подстанции химпредприятия 35
5.2 Выбор и проверка электрооборудования на стороне низкого
напряжения главной понизительной подстанции химпредприятия 41
6 Определение уставок микропроцессорной защиты Сириус-2Л для защиты
линий от ГПП до цеховых трансформаторных подстанций 48
6.1 Определение значения сопротивлений для элементов, входящих в
схему замещения 48
6.2 Определение значений токов КЗ 52
6.3 Расчет параметров максимальной токовой отсечки 54
6.4 Определение уставок МТЗ 54
7 Определение параметров системы заземления подстанции 56
Заключение 59
Список используемых источников 61
«СЭС ПП по сравнению с электроэнергосистемой с одной стороны проще из-за низких классов напряжения, меньшей дины сетей и меньшей передаваемой мощности, а с другой стороны сложнее из-за огромного количества используемого электрооборудования, различных технологических установок по преобразованию электроэнергии в другие виды энергии. Эти электротехнологические установки определяют требования к системе электроснабжения и ее будущие параметры» [1].
При передаче электрической энергии от места её производствах месту потребления необходимо учитывать некоторые особенности, которые присущи этому процессу:
- от момента производства до момента потребления электрической энергии проходит ничтожно малое количество времени, то есть эти процессы можно считать практически одновременными;
- все процессы в системе электроснабжения предприятия протекают с очень высокой скоростью, развитие короткого замыкания и его отключение занимает десятые доли секунды и невозможно в ручном режиме, поэтому для защиты электрических сетей используются средства автоматики;
- функционирование системы электроснабжения влияет на все остальные аспекты производства, без её нормальной работы невозможно осуществление технологического процесса, при этом сами электроприёмники способны оказывать значительное влияние на работу соседних потребителей электрической энергии [2, 3].
1ри разработке мер по реконструкции электрические части поразительной подстанции особое внимание будет уделено замене устаревшего морально и физически электрооборудования на современные образцы, на стороне высокого напряжения предполагается установка автоматической перемычки с целью уменьшения загрузки силовых силового трансформатора при отключении второго во время аварийного процесса или при выводе его в ремонт.
Устаревшие вентильные разрядники, размещённые на подстанции ещё со времен её строительства, предлагается заменить на современные нелинейные ограничители перенапряжений.
На стороне низкого напряжения главной позитивной подстанции предполагается замена устаревших ячеек на современные комплектные распределительные устройства, снабженные микропроцессорными устройствами релейной защиты и автоматики.
Цель работы заключается в обоснованном выборе новых электрических аппаратов для установки на сторонах высокого и низкого напряжения трансформаторной подстанции, призванных повысить надежность электроснабжения и снизить время возможного перерыва подачи электрической энергии.
При передаче электрической энергии от места её производствах месту потребления необходимо учитывать некоторые особенности, которые присущи этому процессу:
- от момента производства до момента потребления электрической энергии проходит ничтожно малое количество времени, то есть эти процессы можно считать практически одновременными;
- все процессы в системе электроснабжения предприятия протекают с очень высокой скоростью, развитие короткого замыкания и его отключение занимает десятые доли секунды и невозможно в ручном режиме, поэтому для защиты электрических сетей используются средства автоматики;
- функционирование системы электроснабжения влияет на все остальные аспекты производства, без её нормальной работы невозможно осуществление технологического процесса, при этом сами электроприёмники способны оказывать значительное влияние на работу соседних потребителей электрической энергии [2, 3].
1ри разработке мер по реконструкции электрические части поразительной подстанции особое внимание будет уделено замене устаревшего морально и физически электрооборудования на современные образцы, на стороне высокого напряжения предполагается установка автоматической перемычки с целью уменьшения загрузки силовых силового трансформатора при отключении второго во время аварийного процесса или при выводе его в ремонт.
Устаревшие вентильные разрядники, размещённые на подстанции ещё со времен её строительства, предлагается заменить на современные нелинейные ограничители перенапряжений.
На стороне низкого напряжения главной позитивной подстанции предполагается замена устаревших ячеек на современные комплектные распределительные устройства, снабженные микропроцессорными устройствами релейной защиты и автоматики.
Цель работы заключается в обоснованном выборе новых электрических аппаратов для установки на сторонах высокого и низкого напряжения трансформаторной подстанции, призванных повысить надежность электроснабжения и снизить время возможного перерыва подачи электрической энергии.
Цель бакалаврской работы заключалась в обоснованном выборе новых электрических аппаратов для установки на сторонах высокого и низкого напряжения трансформаторной подстанции, призванных повысить надежность электроснабжения и снизить время возможного перерыва подачи электрической энергии.
Приведена краткая характеристика реконструируемой подстанции ПП1 №1 химического предприятия.
Определены групповые номинальные нагрузки по вновь вводимым в эксплуатацию электроприемникам. По каждому распределительному пункту определены значения среднесменной нагрузки, найдены число эффективных электроприемников, определены расчётные коэффициенты и найдены значения расчётной активной, реактивной и полной мощностей. Путём суммирования расчётных нагрузок для каждого из распредпунктов получено значение итоговой мощности, на которую увеличивается потребление мощности от ГПП предприятия.
В результате произведённого сравнения 2 вариантов установки на подстанции силовых трансформаторов различной мощности было установлено, что капитальные затраты на реализацию варианта с трансформаторами мощностью 25 МВА на 38% меньше, чем затраты на вариант с силовыми трансформаторами мощностью 40 МВА.
Во столько же раз у первого варианта меньше и годовые эксплуатационные издержки.
Единственным минусом являются относительно большие годовые потери электроэнергии, затраты на которые у первого варианта превышают значение полученное у второго варианта на 5%, что не оказывает существенного влияния на итоговую величину приведённых затрат, которые в первом варианте на 30% ниже чем на втором, поэтому для реализации выбираем вариант с установкой на главной приблизительный подстанции предприятия 3 силовых трансформаторов мощностью 25 МВА с напряжением на стороне высокого напряжения 110 кВ и напряжением на расщепленной обмотке низкого напряжения 6 кВ.
Произведены расчёты токов коротких замыканий на сторонах высокого и низкого напряжения главной понизительной подстанции химического предприятия, определены максимальные значения тока металлического трёхфазного короткого замыкания и его амплитудного ударного значения на сторонах высокого и низкого напряжения ГПП.
Произведён выбор по номинальным параметрам и проверка на стойкость к термическому и электродинамическому воздействию токов коротких замыканий основного электрооборудования главной понизительной подстанции химического предприятия. Так на стороне высокого напряжения были выбраны новые высоковольтные выключатели, разъединители и измерительные трансформаторы тока, на стороне низкого напряжения выбраны новые современные ячейки КРУ Самарского завода электрощит типа КРУ-СЭЩ-70, выбраны и проверены высоковольтные выключатели, трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, а также предохранители для защиты измерительных трансформаторов напряжения.
Выполнены расчеты по замене устаревших релейных защит на современное микропроцессорные устройства, так для защиты линий, прокладываемых от главной понизительной подстанции химзавода до цеховых трансформаторных подстанций, выбраны современные микропроцессорные блоки Сириус-2Л для которых определены уставки.
Произведены расчёты системы заземления главной понизительной подстанции химпредприятия, определено количество и тип вертикальных искусственных заземлителей, их сечение, количество и шаг установки, а также параметры соединительной металлической полосы. Общее количество вертикальных заземлителей необходимое для обеспечения требуемого значения сопротивления заземления составляет 60 штук.
Приведена краткая характеристика реконструируемой подстанции ПП1 №1 химического предприятия.
Определены групповые номинальные нагрузки по вновь вводимым в эксплуатацию электроприемникам. По каждому распределительному пункту определены значения среднесменной нагрузки, найдены число эффективных электроприемников, определены расчётные коэффициенты и найдены значения расчётной активной, реактивной и полной мощностей. Путём суммирования расчётных нагрузок для каждого из распредпунктов получено значение итоговой мощности, на которую увеличивается потребление мощности от ГПП предприятия.
В результате произведённого сравнения 2 вариантов установки на подстанции силовых трансформаторов различной мощности было установлено, что капитальные затраты на реализацию варианта с трансформаторами мощностью 25 МВА на 38% меньше, чем затраты на вариант с силовыми трансформаторами мощностью 40 МВА.
Во столько же раз у первого варианта меньше и годовые эксплуатационные издержки.
Единственным минусом являются относительно большие годовые потери электроэнергии, затраты на которые у первого варианта превышают значение полученное у второго варианта на 5%, что не оказывает существенного влияния на итоговую величину приведённых затрат, которые в первом варианте на 30% ниже чем на втором, поэтому для реализации выбираем вариант с установкой на главной приблизительный подстанции предприятия 3 силовых трансформаторов мощностью 25 МВА с напряжением на стороне высокого напряжения 110 кВ и напряжением на расщепленной обмотке низкого напряжения 6 кВ.
Произведены расчёты токов коротких замыканий на сторонах высокого и низкого напряжения главной понизительной подстанции химического предприятия, определены максимальные значения тока металлического трёхфазного короткого замыкания и его амплитудного ударного значения на сторонах высокого и низкого напряжения ГПП.
Произведён выбор по номинальным параметрам и проверка на стойкость к термическому и электродинамическому воздействию токов коротких замыканий основного электрооборудования главной понизительной подстанции химического предприятия. Так на стороне высокого напряжения были выбраны новые высоковольтные выключатели, разъединители и измерительные трансформаторы тока, на стороне низкого напряжения выбраны новые современные ячейки КРУ Самарского завода электрощит типа КРУ-СЭЩ-70, выбраны и проверены высоковольтные выключатели, трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, а также предохранители для защиты измерительных трансформаторов напряжения.
Выполнены расчеты по замене устаревших релейных защит на современное микропроцессорные устройства, так для защиты линий, прокладываемых от главной понизительной подстанции химзавода до цеховых трансформаторных подстанций, выбраны современные микропроцессорные блоки Сириус-2Л для которых определены уставки.
Произведены расчёты системы заземления главной понизительной подстанции химпредприятия, определено количество и тип вертикальных искусственных заземлителей, их сечение, количество и шаг установки, а также параметры соединительной металлической полосы. Общее количество вертикальных заземлителей необходимое для обеспечения требуемого значения сопротивления заземления составляет 60 штук.