Введение 5
1 Определение расчетных нагрузок потребителей 7
2 Выбор количества, типа и мощности силовых трансформаторов 9
3 Выбор схемы электрической компоновки подстанции 20
4 Расчет токов короткого замыкания 21
5 Выбор коммутационной аппаратуры и электрических проводников 29
6 Расчет релейной защиты трансформаторной подстанции 45
7 Система оперативного тока на подстанции «Краснопутиловская» 49
8 Расчет собственных нужд подстанции «Краснопутиловская» 50
9 Расчет заземления для подстанции «Краснопутиловская» 51
10 Молниезащита подстанции «Краснопутиловская» 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 61
Приложение А 65
Приложение Б 67
Приложение В
Постепенное развитие энергетики нашей страны повышают роль использования электрической энергии в различных сферах хозяйства, индустрии и человеческого быта. Постоянное увеличение производительности труда и уменьшение конечной стоимости продукта, является основным критерием энергетической безопасности общества и развития промышленного и хозяйственного комплексов страны. Главным инструментом для выполнения этого условия является постепенная механизация и автоматизация различных технологических процессов, основанных на использовании производством современных технологических и электроэнергетических установок.
Электрическая подстанция - это объект энергосистемы, необходимый для приема, трансформирования и передачи электрической энергии, которая состоит из силового электрооборудования, такого как трансформатор, или другого преобразующего устройства, выключателей, устройств защиты и управления, а также распределительных и различных вспомогательных устройств. [29]
Реконструкция подстанции являет собой сложный процесс обоснования и принятия решений по электрическим схемам, набору электрооборудования и его расположению, связанных с расчетами, пространственным размещением, оптимизацией отдельных частей подстанции и всего объекта в целом. Этот процесс требует глубокого изучения объекта реконструкции, а также использование последних достижений в сфере электроэнергетической техники, и большого опыта в составлении и организации проектных работ, и правильного выбора строительно-монтажных и эксплуатационных компаний.
При реконструкции или проектировании подстанций главной задачей ставят выбор основной электрической схемы соединений, так как она определяет главные качества, которым должна соответствовать подстанция в настоящее время, ими являются энергобезопасность потребителей, экономичность использования оборудования подстанции, его ремонтопригодность, удобство эксплуатации и монтажа.
Цель выпускной квалификационной работы - произвести реконструкцию подстанции “Краснопутиловская” классом напряжения 110/6 кВ, расположенную в городе Санкт-Петербург, Ленинградской области. Подстанция “Краснопутиловская” была построена в 1938 году, была модернизирована в 1955 и 1989 годах. Зона электроснабжения подстанции - Кировский завод, станции метро “Кировский завод” и “Автово” и морской порт Санкт-Петербурга. Подстанция находится в зоне ответственности ОАО “Ленэнерго”, подразделения МРСК Северо-Запад.
Для проведения реконструкции подстанции необходимо по известным графикам нагрузки оценить загрузку установленных силовых трансформаторов, если необходима их замена, то провести выбор силовых трансформаторов удовлетворяющих требованиям надежности и эксплуатации, а так же выбрать новую схему распределительного устройства, коммутационную и соединительную аппаратуры, произвести расчет релейной защиты и токов короткого замыкания.
Экономический расчет типа, числа и мощности силовых трансформаторов, подтвержденный технологическим обоснованием, показал, что силовые трансформаторы, установленные на подстанции «Краснопутиловская» типа ТРДН-25000, нуждаются в замене по истечению срока эксплуатации и недостатка мощности на трансформаторы ТРДН-40000.
Электрическая схема, по которой эксплуатировалась подстанция последние 28 лет показала свою надежность и безопасность, поэтому не требует каких-либо изменений. Схема ОРУ - 110 кВ - №110-4Н - «Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий», схема ЗРУ - 6 кВ - №10(6) - 2 - «Две, секционированные выключателем, системы шин».
Полученный по расчетам, представленным в пункте 4, ток трехфазного короткого замыкания на шинах 6 кВ составляет 17,05 кА, а двухфазный ток короткого замыкания - 13,63 кА.
Согласно цели выпускной квалификационной работы, электрическая часть понизительной подстанции «Краснопутиловская» - 110/6 кВ была полностью реконструирована и модернизирована. На стороне 110 кВ были заменены устаревшие выключатели МКП-110 на современные элегазовые выключатели ABB LTB145D1/B со встроенными трансформаторами тока IMB 110, устаревшие разъединители заменены на РДЗ-110/1000 УХЛ1, а так же заменены все гибкие проводники на АС 185/29, опорные и натяжные изоляторы заменены на ЛК70/110. На стороне ЗРУ - 6 кВ имеющиеся ячейки заменены на сборные ячейки Schneider Electric, с выключателями Schneider Electric Evolis 6 kV, с трансформаторами тока ТОЛ-СЭЩ-6 и трансформаторами напряжения 3хЗНОЛ-СЭЩ-6 со встроенными предохранителями, имеющие соединение через алюминиевые шины АД31Т 120х8 мм, все изоляторы заменены на опорные ИОР-6-7,5; Кабели были заменены на антикоррозионные ПвКПг сечением 240 мм2. Всё оборудование и проводники проверены по термическим и электрическим стойкостям к токам коротких замыканий.
Вся релейная защита на подстанции выполнена микропроцессорными блоками «СИРИУС-Т»
Система оперативного тока на подстанции представлена постоянным током с напряжением 220 В с постоянной подзарядкой от трансформатора собственных нужд через зарядно-выпрямительное устройство.
Собственные нужды подстанции представлены двумя трансформаторами ТМГ-200/6.6/0.4.
Полностью рассчитано заземление и молниезащита подстанции. Заземление выполнено трубами, с диаметром 60 мм с горизонтальными полосами 50х4 по всему периметру подстанции. Молниезащита представлена двумя портальными молниеотводами, высотой 19 м, обеспечивающими надежную защиту от прямых ударов молнии. Схема молниезащиты представлена в приложении В.
