Реконструкция электрической части подстанции 35/6 кВ «АС-8» с переводом на напряжение 110 кВ

В выпускной квалификационной работе представлены результаты выполнения проекта реконструкции подстанции «АС-8» с переводом с напряжения 35 кВ на напряжение 110 кВ. Для достижения цели, поставленной в рамках выполнения выпускной квалификационной работы последовательно решены задачи ВКР в соответствующих разделах.
На первом этапе выполнен анализ объекта, представлена краткая характеристика объекта ВКР -подстанции «АС-8», расположенной в Ростовской области. Подстанция «АС-8» обслуживается Аксайским РЭС и находится в ведении ПАО «Россети Юг» - филиал «Ростовэнерго».
В настоящее время на подстанции установлено два силовых трансформатора марки ТМН 7500/35/6 кВ. Согласно данным ПАО «Россети Юг» представленных в открытых источниках определена текущая загрузка подстанции «АС-8» 109,54%.
Определено, что текущая загрузка подстанции по полной мощности Sзагр = 16,431 (МВА), по активной мощности Рзагр = 13,96635 (МВт), а по реактивной Qзагр = 8,65 (Мвар).
Определены годовые упорядоченные графики нагрузки по полной, активной и реактивной мощностям, а также определены табличные данные для каждой ступени годовых графиков, общее число ступеней годового графика i = 10 (шт.).
Получено расчетное значение годовой потребляемой электрической энергии на подстанции «АС-8» Wгод = 66067039,82 кВт-ч. Также получено расчетное значение числа часов использования максимальной мощности на подстанции «АС-8» Тмах = 4730,44 ч.
Составлена карта энергорайона до реконструкции подстанции «АС-8», на которой определены подстанции и воздушные линии классов напряжения 35 кВ, 110 кВ и 220 кВ.
Предложено выполнить подключение подстанции отпайками от воздушных линий: ВЛ-110 кВ «АС-15»-«АС-6» длиной 2 км и ВЛ-110 кВ «Р-4» - «АС-10 Камышевахская» длиной 8 км.
Для подстанции «АС-8» определена расчетная мощность трансформаторов равная Sтр.расч = 11,74 (МВА). Согласно этому значению предложено рассмотреть к установке на подстанции «АС-8» вариант с двумя трансформаторами ТДН 16000/110/6 кВ или два трансформатора ТДН 25000/110/6 кВ. Определены паспортные параметры выбираемых трансформаторов, согласно которым определены оптимальные коэффициенты загрузки. Для ТДН 16000 получено, что коэффициент оптимальной загрузки равен Копт = 0,38, а для трансформаторов ТДН 25000 Копт = 0,39.
Для варианта с трансформаторами ТДН 16000 определено расчетное значение экономической мощности подстанции Sэк.пс = 8603,7 МВА. Для варианта с двумя трансформаторами ТДН 25000 Sэк.пс = 14068,3 МВА. Согласно значениям экономической мощности выполнен расчет потерь электрической энергии в трансформаторах ТДН 16000 и ТДН 25000. Получено, что при условии отключения трансформаторов потери электроэнергии для ТДН 16000 равны ∆Wnc = 809762,1915 кВт-ч, а для ТДН 25000 Wnc = 973145,0403 кВт-ч.
Также выполнен расчет потерь электрической энергии для трансформаторов ТДН 16000 и ТДН 25000 без учета отключения их по условию экономической мощности. При этом значения потерь электрической энергии ниже. Для ТДН 16000 получено ∆Wnc = 455104,0965 кВт-ч в год, а для ТДН 25000 ∆Wnc = 579013,2601 кВт-ч в год.
Такая разница в значениях потерь электрической энергии при условии отключения одного трансформатора по значению экономической мощности и без этого объясняется тем, что во втором варианте, без отключения трансформаторов коэффициент их загрузке ближе к оптимальному, определяющему оптимальный КПД трансформатора и минимум потерь. Поэтому для определения экономических показателей использованы значения потерь электрической энергии без учета условия экономической мощности.
Определив стоимость каждого трансформатора: ТДН 16000/110/6 Ктр = 27,56 млн. руб., ТДН 25000/110/6 Ктр = 35,71 млн. руб. были определены значения годовых отчислений для ТДН 16000 Ио = 5,24 млн. руб., а для ТДН 25000/110/6 Ио = 6,8 млн. руб.
Далее определив значения приведенных затрат для варианта с двумя трансформаторами ТДН 16000 Зпр.ТДН16 = 15,078 млн. руб. и двух трансформаторов ТДН 25000 Зпр.ТДН25 = 19,577 млн. руб. и принимая во внимание, что Зпр.ТДН25 > Зпр.ТДН16 к установке на подстанции принято два трансформатора марки ТДН 16000/110/6 кВ.
Выполнен расчет токов короткого замыкания для подстанции «АС-8» после реконструкции с заменой силовых трансформаторов и переводом на напряжение 110 кВ. Для определения расчетных значений токов короткого замыкания принята раздельная работа трансформаторов, связь с энергосистемой происходит через подстанцию «АС-15», длина линии до подстанции «АС-15» принято 9 км. Максимальное значение тока короткого замыкания на стороне 110 кВ - это трехфазный ток 8,5 кА и ударный ток 21,6 кА. Максимальное значение тока короткого замыкания на стороне 6 кВ - это трехфазный ток 11,7 кА и ударный ток 31,4 кА.
Для подстанции «АС-8» после реконструкции, для открытого распределительного устройства выбрана схема 110-4Н, так как подстанция запитана отпайками от воздушных линий 110 кВ, т.е. является подстанцией на ответвлении, а число трансформаторов на подстанции определено равным 2 шт. Для распределительного устройства 6 кВ принята одна секционированная выключателем система шин.
Для подстанции «АС-8» после реконструкции с повышением класса напряжения и заменой силовых трансформаторов определены критерии выбора оборудования для распределительного устройства 110 кВ и распределительного устройства 6 кВ.
Согласно определенным критериям выбора выполнен выбор оборудования с учетом рассчитанных в разделе 4 ВКР токов короткого замыкания, а также согласно схемам определенных в разделе 5.
К установке не подстанции «АС-8» на распределительном устройстве 110 кВ приняты разъединители с двумя заземляющими ножами марки РГП-2- 110, разъединители с одним заземляющим ножом марки РГП-1-110, выключатели 110 кВ марки ВГТ-110, измерительные трансформаторы тока марок ЦТТ-110 кВ и ТВТ-110, измерительные трансформаторы напряжения марки ЦТН-110.
Для распределительного устройства 6 кВ выбраны измерительные трансформаторы напряжения марки ЦТН-10, измерительные трансформаторы тока марки ЦШТТ-10 кВ, вакуумные выключатели марки ВВЭ-СМ-10.
Для защиты силовых трансформаторов марки ТДН 16000/110/6 установленных на подстанции «АС-8» после реконструкции выбран микропроцессорный терминал марки Сириус-Т. Для данного терминала выполнен расчет уставок срабатывания. Определен коэффициент чувствительности равный КЧ = 22,79,что говорит о том, что уставки рассчитаны верно, защита трансформатора от внутренних повреждений обеспечивается.
Для реконструируемой подстанции «АС-8» спроектирована система защиты подстанции от прямых ударов молнии. Защита подстанции от прямых ударов молнии выполнена четырьмя молниеотводами типа СМ-25 высотой 25 м. Вся территория подстанции и оборудование находится в зоне действия выбранных молниеотводов, поэтому вероятность попадания молнии минимальна и стремится к нулю.
В результате выполнения ВКР все поставленные задачи выполнены, цель ВКР достигнута.

Купить