Введение 6
1 Характеристика объекта проектирования 8
1.1 Описание объекта проектирования 8
1.2 Система электроснабжения объекта предприятия 9
1.3 Задачи ВКР 16
2 Расчет нагрузок на стороне 0,4 кВ 17
3 Выбор технических решений для силовой сети 29
3.1 Выбор схемы и параметров для силовой сети 29
3.2 Выбор числа и типа трансформаторов 30
3.3 Выбор типа и исполнения КТП 32
4 Расчет нагрузок на стороне 10 кВ 37
5 Технические решения по реконструкции электростанции 39
6 Предварительный выбор проводников на стороне 10 кВ. 45
6.1 Выбор сечения проводников 10 кВ по условию
экономической плотности тока 45
6.2 Выбор сечения проводников 10 кВ по условию
механической прочности 46
6.3 Выбор сечения проводников 10 кВ по условию длительно допустимой
токовой нагрузки 47
6.4 Предварительный выбор сечения проводников 10 кВ на основе
проверки по условиям экономической плотности тока, механической нагрузки и длительно допустимой токовой нагрузки 47
6.5 Проверка сети 10 кВ на потери напряжения 51
7 Выбор проводников на стороне 0,4 кВ 55
7.1 Выбор сечения проводников 0,4 кВ по условию
экономической плотности тока 55
7.2 Выбор сечения проводников 0,4 кВ по условию длительно допустимой
токовой нагрузки 56
7.3 Проверка сети 0,4 кВ на потери напряжения 56
8 Расчет трехфазного КЗ по стороне 10 кВ. Выбор и проверка отключающего оборудования 66
8.1 Расчет тока трехфазного КЗ, ударного тока термической стойкости при
КЗ на шинах БКРП 67
8.2 Выбор и проверка выключателей и разъединителей на ДЭС 69
8.3 Расчет тока трехфазного КЗ и тока термической стойкости на всем
протяжении линий. Проверка участков проводников на термическую стойкость 72
Заключение 77
Список используемой литературы и используемых источников 79
Электроэнергетика является одной из наиболее важных сфер экономики страны [17]. От уровня развития данной отрасли напрямую зависит темп развития государства, а также уровень жизни населения. Большая часть территорий Российской Федерации объединена в Единую Энергетическую Систему (ЕЭС России), которая обеспечивает централизованное управление процессами производства и потребления электрической энергии. Данная организация является ключевой в сфере электроснабжения. Однако имеют место быть и технологически изолированные от ЕЭС регионы, находящиеся преимущественно на территориях Дальнего Востока и районах Крайнего Севера.
Несмотря на то, что Дальневосточный федеральный округ изолирован от ЕЭС России, на его территории находится Объединенная энергетическая система Востока. ОЭС Востока включает в себя четыре региональные энергетические системы, а именно: Амурская, Приморская, Хабаровская и Якутская. Также ОЭС Востока граничит с энергосистемой Китая.
Стоит отметить, что на данный момент регион переживает технический и экономический подъем. В крупных городах снова начинают функционировать крупные предприятия, активно развивается добывающая промышленность, вновь заселяются брошенные города и поселки. Такая тенденция связана со стремлением государства получить прямой доступ к крупнейшим в мире запасам природных ресурсов. Это позволит занять выгодное экономическое положение по отношению к активно развивающемуся и растущему Азиатско-Тихоокеанскому рынку ресурсов.
Одной из наиболее острых проблем освоения Дальнего Востока является климат. Климатические условия данного региона не располагают к быстрому и долговечному возведению средств логистики, следовательно, часть населенных пунктов становится доступной для техники только в определенное время года. Данный фактор сильно замедляет развитие электроэнергетики Дальнего Востока, так как энергетические системы труднодоступных населенных пунктов могли долгое время не реконструироваться, вследствие чего технически и морально устарели. Распространенной практикой в таких условиях является автономное электроснабжение, когда населенный пункт изолирован от общей энергетической сети, а его нужды обеспечивает местная электростанция.
Исключением не стал и административный центр Северо-Эвенского района поселок городского типа Эвенск. С момента перестройки и распада СССР система автономного электроснабжения Эвенска реконструировалась редко и исключительно частично, что отрицательно сказывается на надежности электроснабжения населения и качестве поставляемой электрической энергии.
Целью данной бакалаврской работы является разработка проекта реконструкции систем электроснабжения поселка городского типа Эвенск, Магаданская область, с целью приведения системы электроснабжения в рабочее состояние.
В ходе выполнения проекта по реконструкции поселка городского типа Эвенск, Магаданская область, были реализованы нижеописанные технические решения.
По полученным в ходе энергетического обследования данным были рассчитаны токи и силовые нагрузки потребителей.
По рассчитанным токам потребителей была реконструирована распределительная сеть 0,4 кВ. Старые кабели и провода воздушных линий были заменены на новые проводники марок АВБбШв для кабельных линий и СИП-2А для воздушных линий. Сечение выбиралось по условиям длительно-допустимой токовой нагрузки, экономической плотности тока и было окончательно выбрано после расчета потерь напряжения на концах линий.
С целью уменьшения электрических потерь в сетях, номинал высшего напряжения сети был повышен с 6 кВ до 10 кВ. Сама сеть была реконструирована и переведена с магистральной системы на двухлучевую без изменения маршрута прокладки линий с целью повышения надежности электроснабжения. Все деревянные опоры воздушных линий были заменены на двухцепные железобетонные.
Все трансформаторные подстанции поселка, за много десятков лет пришедшие в негодность, были заменены на новые БКТП и 2БКТП. Во всех реконструированных подстанциях установлены новые масляные трансформаторы марки ТМ. Номинальная мощность трансформаторов выбиралась по рассчитанным суммарным силовым нагрузкам потребителей.
При реконструкции систем электроснабжения была также реконструирована система коммерческого учета электроэнергии. В комплекте выбранных БКТП устанавливаются измерительные приборы технического учета электроэнергии на фидерах 0,4 кВ, позволяющие отслеживать незаконные присоединения к линиям. В БКРП на отходящих линиях также установлены идущие в комплекте системы технического учета, что позволяет определять потери в линиях. В РУ многоквартирных домов, а также в местах присоединения частных потребителей устанавливаются счетчики коммерческого учета.
Также в ходе выполнения проекта была полностью реконструирована дизельная электростанция. Дизельные генераторы, отработавшие более чем двукратный срок и более не отвечающие условиям эксплуатации, были заменены на семь новых генератора TBd 970TS-10500. Само здание электростанции капитального типа не удовлетворяло условиям размещения в нем электрооборудования. Поэтому все генераторы размещены в контейнерных электростанциях ROLT Power Systems, преимуществами которых являются долговечность и удобство размещения на местности. С целью уменьшения токов короткого замыкания на территории ДЭС установлены семь групп токоограничивающих реакторов РТСТ(Г)-10-630-2- УХЛ1. Для эффективного распределения электрической энергии на территории ДЭС были возведены два блочных комплектных распределительных пункта.
Из-за отсутствия в поселке Эвенск кабельного журнала и данных по расчетам коротких замыканий были рассчитаны трехфазные КЗ в точках на всем протяжении линий 10 кВ. На основе полученных данных окончательно выбраны сечения проводников марок АПвБП для кабельных линий и СИП-3 для воздушных линий. Выбор сечения проводился по условиям экономической плотности тока, длительно-допустимой токовой нагрузки, механической прочности, а также по условию термической стойкости.
Всю необходимую релейную защиту и автоматику, идущую в комплекте с БКТП и БКРП, поставщик, по договору с заказчиком, настраивает на основании проведенных расчетов токовых нагрузок и расчетов коротких замыканий.
На основании вышеописанного можно утверждать, что все цели и задачи ВКР успешно достигнуты.
1. Ассоциация Росэлектромонтаж. Технический циркуляр №16/2007 «О прокладке взаиморезервируемых кабелей в траншеях». 2007.
2. Википедия. Поселок городского типа Эвенск. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Эвенск(Дата обращения: 01.10.2021).
3. Гоголев В. Н. Двухцепные железобетонные опоры со стойками СВ110, СВ112, СВ164. ВЛ 10 кВ с защищенными проводами. 1997.
4. ГОСТ 25100-2011 - Грунты. Классификация. 2011.
5. ГОСТ 32144-2013 Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. 2013.
6. ГК ТТС. Дизельный генератор TBd 970TS-10500. URL: https://www.tss.ru/catalog/elektrostantsii/dizelnye_vysokovoltnye_elektrostantsii/ vysokovoltnyy_dizelnyy_generator_tss_ad_700s_t10500_1rm9_022283/ (Дата обращения: 13.12.2021).
7. Западно-сибирское отделение института «Сельэнергопроект». «Типовые конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений. Серия 3.407-150 Заземляющие устройства опор воздушных линий электропередачи напряжением 0,38; 6; 10; 20; 35 кВ». 1987.
8. Механотроника. ДИВГ.648228.080 РЭ «Руководство по эксплуатации. Блок микропроцессорной релейной защиты БМРЗ».
9. Министерство топлива и энергетики Российской Федерации. РД 34.20.185-94 «Инструкция по проектированию городских электрических сетей». 1994.
10. ПУЭ-7. Правила устройства электроустановок. Издание 7. 2003.
11. Рекламно-техническое описание ЭЗОИС. Выпуск 2. «Блочные комплектные трансформаторные подстанции. Проекты и сети». 2016.
12. Самойлов В. А. Технический отчет по обследованию электрической системы энергоснабжения в поселке Эвенск, Северо¬Эвенский район, Магаданская область. 2019.
13. СССР. Госстрой. Главтехупрвление Минэнерго СССР. РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений». 1987.
14. Технический комитет по стандартизации ТК 465 «Строительство». СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа». 2017.
15. Шеховцев В.П. «Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению. Издание 2». 2011.
16. Fokeev A., Subgatullin B. and Ahmed Y. E. Methods of electrical loads calculation and selection of electrical power equipment 2019 [Электронный ресурс]: International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems. Ufa, Russia, 2019. pp. 1-6, URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8949966(дата обращения: 10.11.2021).
17. Industrial Info Resources. Global Electric Power Coverage. URL: https://www.industrialinfo.com/database/power/(Дата обращения: 15.10.2021).
18. ROLT Power Systems. URL: https://www.roltpower.com/en/(Дата обращения: 09.11.2021).
19. Scheffler J. Operation of low voltage distribution networks with decentralised combined heat and power fuel cell systems for residential application Transmission and Distribution Conference and Exposition. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/971333(дата обращения: 08.12.2021).
20. Wang P., Xu J. Q. and Su J. The research of urban distribution network high-reliability power supply construction International Conference on Advanced Power System Automation and Protection [Электронный ресурс]. Beijing, China, 2011, pp. 1497-1500, doi:10.1109/APAP.2011.6180744. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/6180744(дата обращения: 27.11.2021).