Введение 5
1 Анализ технического состояния подстанции «Шаболовская» 8
1.1 Краткие сведения о подстанции 8
1.2 Обзор основного электротехнического оборудования подстанции 10
1.3 Обоснование необходимости реконструкции подстанции 12
2 Реконструкция электрооборудования подстанции 13
2.1 Расчет и выбор силового трансформатора 13
2.2 Проверка выбранных трансформаторов на стойкость токам короткого
замыкания 14
2.3 Выбор и проверка выключателей и разъединителей 19
2.4 Замена разрядников на ограничители напряжения 23
2.5 Трансформаторы тока и напряжения 23
2.6 Реконструкция системы электроснабжения собственных нужд
подстанции 28
2.7 Выбор комплектного распределительного устройства 30
2.8 Релейная защита и автоматика 31
2.9 Интеллектуальный выключатель нагрузки 34
3 Расчет освещения подстанции 40
3.1 Расчет наружного освещения подстанции 40
3.2 Расчет внутреннего освещения оборудования подстанции 44
4 Выбор устройств заземления и грозовой защиты 49
Заключение 52
Список используемых источников 54
Современная система электроснабжения является одной из крупнейших отраслей народного хозяйства любого государства мира. Она оказывает глобальное влияние на промышленность государств и на проживающих в ней людей.
Системы электроснабжения районов проживания, промышленных центров, предприятий проектируются с учетом больших мощностей, пусковых токов и реактивного сопротивления промышленного оборудования, а также необходимого времени автономной работы. Основной задачей таких систем является обеспечение непрерывности подачи электроэнергии независимо от параметров внешней сети.
Развитие альтернативных технологий производства электроэнергии, развитие энергосберегающих технологий, мировые политические и экономические процессы требуют комплексной трансформации системы энергоснабжения. Это требует долгосрочного планирования и контроля, охватывающего все экономические, финансовые и политические уровни и области пространственного масштаба. Энергетическая государственная политика оказывает значительное влияние на функционирование народного хозяйства. Следует проводить различие между планированием или контролем вмешательства со стороны правительства или законодательной власти от административной деятельности, которая находится в многоуровневой системе энергетической политики, закрепленное различными способами в соответствии с государственным законодательством. Из-за масштабности электрических сетей и неделимости системы электропитания, состоящей из выработки электроэнергии, инфраструктуры хранения, транспортировки и распределения энергии, - данная отрасль является системообразующей.
Электрическая энергия и сектор регенерации электроэнергии, также считаются опорой будущего энергоснабжения, и в будущем оно должно все больше способствовать удовлетворению потребностей в области теплоснабжения и в транспортном секторе. В долгосрочной перспективе возможно значительное увеличение спроса на электроэнергию. Кроме того, прогрессивное расширение использования возобновляемых источников энергии представляет большой интерес не только по причинам защиты климата (от побочных продуктов, создающихся при выработке электричества), но и с точки зрения промышленной политики. В частности, энергетическая политика на уровне Евросоюза всесторонне поддерживает такие масштабные проекты, как создание модели «Суперсмартгрид», построение "энергетических информационных систем" или «Интернет энергии», продолжение исследования развития многоточечных высоковольтных сетей постоянного тока в трансконтинентальном масштабе.
Развитие энергетики в России отстает от основных тенденций имеющихся в наиболее развитых странах. В связи с недостаточным финансированием недостаточно средств вкладывается в научные изыскания, в разработки технологий Smart Grid (цифровая подстанция и умные сети), в интеграцию частных генерирующих мощностей (солнечные батареи, ветрогенераторы и т.п) с единой энергосистемой. Основные усилия направлены на повышение надежности электроснабжения, для чего модернизируются старые подстанции, на которых производится замена трансформаторов, вводятся в эксплуатацию блоки релейной защиты, элементы удаленного контроля технического состояния оборудования подстанции, более рациональные конструкции КРУ (комплектные распределительные устройства). Качество передаваемой электроэнергии повышается за счет стабилизации уровня напряжения в сети и ее частоты, снижения несимметричности фазных напряжений, снижения искажений основных гармоник, в первую очередь их несинусоидальность и так далее.
Состояние электросетей в России приближается к критическому уровню износа. Эффективность и прочность энергетических систем практически исчерпаны. До настоящего времени примерно 60-70% активов сети электроснабжения давным-давно отработали. В условиях, когда объем потребления энергии сильно возрастает, диспетчерские пункты не всегда справляются с возникающими ситуациями, что приводит к соответствующим последствиям и потерям для энергетических компаний. Потребность в новом, применение современных решений для таких ситуаций - это не просто минимизация потерь. Как правило, это фактор роста энергетической отрасли.
Современные нагрузки на энергосистемы требуют быстрого и максимально точного анализа состояния операционной системы на предмет локализации проблем или их предотвращения путем прогнозирования информации о нагрузках на отдельные сегменты системы. В связи с этим энергетические сети требуют все большего дополнения новыми интеллектуальными цифровыми решениями, которые могут помочь выполнить задачи по сбору и анализу большого объема данных.
Целью бакалаврской работы является реконструкция электрооборудования понизительной подстанции 35/10 кВ «Шаболовская» ПАО «МРСК Волги», филиал «Оренбургэнерго», Курманаевский РЭС в связи с моральным и физическим износом электрических аппаратов и оборудования.
На электрической подстанции «Шаболовская» 35/10 кВ был заменён двухобмоточный трансформатор ТМ-4000/35/10 на два трансформатора ТМН-2500/35/10 с устройством РПН.
На стороне высокого напряжения выбраны вакуумные выключатели типа ВВС-35-20/630-1600УХЛ1, разъединители типа РНДЗ-2-35/1000У1. На стороне низкого напряжения выбраны вакуумные выключатели ВВ/ТЕБ-10 12,5/1000У2. Также выбрали комплектное распределительное устройство наружной установки 10кВ серии КРУН /БЕЛ-10,совместимое со всеми типами выкатных элементов. Для защиты от перенапряжений, вместо разрядников, выбраны устройства ОПН-10.
Трансформаторы тока и напряжения:
- на стороне напряжением 35 кВ - ТФЗМ-35Б-1;
- на стороне напряжением 10 кВ - ТПЛК-10У3, НТМИ-10-66У3.
Для питания собственных нужд на подстанции было установлено два трансформатора ТМГ-40 10/0,4.
Питание присоединения собственных нужд подстанции будет осуществляться с помощью медного кабеля ПВС - 5x2,5 через автоматические выключатели типа ВА - 51Г25.
В качестве оперативного тока на подстанции выбран переменный оперативный ток, источником которого является шкаф оперативного переменного тока ШОПТ-01.
Для защиты отходящих линий 10 кВ подстанции выбраны микропроцессорные устройства защиты линий 10кВ - МТЗ-610 Л3, произведен выбор уставок защит.
Рассмотрены вопросы по назначению, устройству и работе интеллектуального выключателя нагрузки (разъединителя) ВН-БЭМН. Также рассмотрели эксплуатационные ограничения и техническое обслуживание.
Произведен расчет наружного освещения подстанции, расчет внутреннего освещения КРУН. В качестве наружного освещения выбрано прожекторное освещение в количестве восьми прожекторов типа ПЗС-45 с лампами Г-1000 и с Ф-18000 лм, по два прожектора на опоре. В качестве светильников для рабочего освещения КРУН подстанции выбраны светильники НСП-03 с лампами накаливания.
Выполнен расчет заземлителя защиты от прямых ударов молнии, защитного заземления, а также расчет зоны защиты стержневых молниеотводов. На основании произведенных расчетов сделан выбор заземляющих устройств.
Подстанция защищается стержневыми молниеотводами, при этом вероятность прорыва молнии в зону защиты молниеотвода составляет не более 5 %, то есть число прорывов молнии на подстанцию в среднем составит 1,4 раза за 100 лет эксплуатации. Таким образом, подстанция от прямых ударов молнии надежно защищена.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
