Аннотация 2
Введение 6
1 Определение ожидаемых электрических нагрузок по подстанции 8
2 Определение количества, типа и мощности силовых трансформаторов 12
3 Подбор электрической схемы подстанции 23
4 Расчет токов коротких замыканий 24
4.1 Расчет трехфазных токов КЗ 24
4.2 Расчет токов несимметричных КЗ 27
5 Подбор и расчет оборудования подстанции на стороне 220 кВ 35
5.1 Подбор выключателей на стороне 220 кВ 35
5.2 Подбор разъединителей на стороне 220 кВ 37
5.3 Подбор трансформаторов тока на стороне 220 кВ 37
5.4 Подбор жёстких шин и изоляторов на стороне 220 кВ 39
5.5 Подбор и расчет оборудования подстанции на стороне 330 кВ 41
5.6 Подбор выключателей на стороне 330кВ 41
5.7 Подбор разъединителей на стороне 330 кВ 43
5.8 Подбор трансформаторов тока на стороне 330 кВ 44
5.9 Подбор жестких шин и изоляторов на стороне 330 кВ 45
6. Подбор оперативного тока 49
7. Собственные нужды подстанции 50
8. Вычисление заземления подстанции 52
9. Молниезащита подстанции 56
Заключение 58
Список используемой литературы и источников 60
В две тысячи четырнадцатом году в состав единой энергосистемы Российской Федерации вошла подстанция «Симферопольская». Данная подстанция является узловой. К ней подходят питающие воздушные линии (ВЛ) «Симферопольская -Джанкой» и «Симферопольская - Севастополь» классом напряжения 330кВ. К энергосистеме подстанция подключается по схеме «четырехугольник».
На данный момент в составе эксплуатируемого оборудования (рис.1) имеются:
• два силовых трансформатора типа АТДЦТНГ-125000/220/110 мощностью 250 МВА, автотрансформатор АТДЦТНГ-240000/330/220 мощностью 240 МВА, и автотрансформатор АТДЦТНГ-24000/330/220 мощностью 250 МВА;
• воздушные выключатели типов ВВН-220-10, ВВБ-220-12, ВВД- 220Б, ВВБ-220-12;
• разъединители типов РНДЗ-2-220/1000 и РНДХ-16-220/2000;
• трансформаторы тока типа ТФНД-220-1-600/1.
Согласно ПУЭ выключатели, разъединители и измерительные трансформаторы должны заменяться через 30 лет с начала эксплуатации [1 - 3]. Оборудование подстанции «Симферопольская» исчерпало свой эксплуатационный ресурс. Следовательно, в настоящий момент времени, имеется такая необходимость. В противном случае надежность электроснабжения потребителей, подключенных к подстанции «Симферопольская» значительно снизиться.
Анализ литературы показывает, что при замене воздушных выключателей перспективным является переход на элегазовые выключатели. Это также относится и к измерительным трансформаторам тока. В последнее время часто взамен масляных трансформаторов тока устанавливают элегазовые варианты исполнения этих установок [4 - 10].
Кроме того, в соответствии с нормативный документами Федеральной сетевой компании при осуществлении модернизации подстанций классом напряжения 35 кВ и выше рекомендуется производить замену выключателей и измерительных трансформаторов именно на варианты элегазового исполнения [15].
Модернизация подобного типа дает возможность существенно повысить надежность электроснабжения потребителей. Это особенно важно для полуострова Крым в данный момент. Причем не только с технической точки зрения, но и с политической. Поэтому целью моей выпускной классификационной работы является повышение надежности электроснабжения потребителей подстанции 330 кВ «Симферопольская» за счет замены выключателей и измерительных трансформаторов на элегазовые.
В выпускной квалификационной работе, модернизирована электрическая часть подстанции «Симферопольская» с напряжением 330кВ.
В результате выполнения работы определены ожидаемые электрические нагрузки, на которые должно быть рассчитано оборудование, установленное на подстанции. Мощность в часы максимальной загруженности составляет 182,2 МВА.
В ходе проектирования проведен технико-экономический расчет по выбору силовых трансформаторов АТДЦТНГ-125000/220/110, и двух трансформаторов большей мощности АТДЦТНГ-240000/330/220. На основе этих расчетов обоснован тот факт, что для обеспечения питания потребителей ПС «Симферопольская» можно использовать данные трансформаторы и нет необходимости переходить на более мощные агрегаты.
Определены токи симметричных и несимметричных коротких замыканий на основе расчета сопротивления схемы замещения для АТДЦТНГ-125000/220/110. В установившемся режиме ток короткого замыкания на стороне ВН составляет 0,942 кА, тогда как на пике переходного процесса – 18 кА. На стороне НН лидирует симметричное КЗ – периодическая составляющая равна 14,99 кА, ударный ток – 38,158 кА. Аналогичный расчет произведен для 2-х других трансформаторов АТДЦТНГ-240000/330/220. В установившемся режиме для них токи КЗ составляют 1,736 кА на стороне ВН, тогда как на пике переходного процесса – 5,345 кА. На стороне НН более мощным является симметричное КЗ – периодическая составляющая тока равна 9,521 кА, а ударный ток равен 49,692 кА.
Для обеспечения потребителей электроэнергией произведен ребрендинг следующего оборудования:
- на стороне 220кВ выбраны элегазовый выключатель марки ВГТ-220-40/3150 У1, разъединитель с фарфоровой изоляцией РГ.2-220. III/2000 УХЛ1, ТОГФ-220 У1 (трансформатор тока элегазовый с фарфоровой изоляцией), опорные изоляторы ШО-220. II-4УХЛ1, а в качестве гибких шин предложено использовать сталеалюминевый провод 2хАС/300/39.
- на стороне 330 кВ, выбран элегазовый выключатель марки LTB 420 Е2, разъединитель РГ.1б(2) - 330.11/3150 УХЛ1, трансформаторы тока ТG-420 с элегазовой изоляцией, в качестве гибких шин выбран сталеалюминевый провод 2хАС/400/51.
На основе анализа потребления электроэнергии на собственные нужды подстанции выбран постоянный оперативный ток. Для обеспечения собственных нужд подстанции выбраны два сухих трансформатора типа ТСН-100/10/0,4 кВ.
На базе анализа компоновки подстанции рассчитано заземление. Крайним пунктом стал расчет молниезащиты. Для обеспечения защиты оборудования от прямых ударов молний предложено использовать два типа заземлителей:
- Мачты из оцинкованного металла длиной 5 метров в количестве 4 штук, закрепляемые на вершинах порталов в соответствии с планом.
- Отдельно стоящие молниеотводы СМ-20 высотой 20 м в количестве 5 штук.
Таким образом, поставленная цель достигнута, разработан проект модернизации электрической части подстанции. Все задачи, стоящие в техническом задании выполнены в полной мере.
