Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Общие сведения об объекте реконструкции 7
1.1 Существующая электрическая часть подстанции 110 кВ 8
1.2 Технические условия на реконструкцию подстанции 9
1.3 Технические решения при реконструкции подстанции 110 кВ 10
2 Существующие и прогнозируемые электрические нагрузки подстанции 12
3 Выбор силовых трансформаторов 14
4 Расчет токов короткого замыкания 15
5 Выбор оборудования электрической части подстанции 110 кВ 24
6 Выбор системы оперативного тока подстанции 110 кВ 35
7 Расчет релейной защиты силовых трансформаторов 37
8 Расчет защитного заземления реконструируемой подстанции 52
9 Расчет молниезащиты и выбор оборудования защиты от перенапряжения 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 62
Электрическая часть подстанций является ключевой для обеспечения процесса преобразования и распределения электрической энергии, то есть для работы подстанции в целом. Таким образом, оборудование электрической части должно соответствовать современным требованиям надежности, электробезопасности и энергоэффективности. Следовательно, требуется своевременно производить ремонт и, если необходимо, то замену износившегося оборудования, для того чтобы избежать отказов оборудования как в нормальных, так и аварийных режимах. Также новое и современное электрооборудование, как правило, имеет лучшие технико-эксплуатационные показатели, такие как общий технический ресурс, надежность, трудоемкость ремонта, межремонтный цикл и т.д.
Тема ВКР - «Реконструкция электрической части подстанции 110 кВ «Восточная» Пензенской области».
Актуальность темы - в том, что электрическая часть подстанций, представляет собой сложную систему и должна соответствовать современным требованиям надежности, электробезопасности и энергоэффективности. Особенно актуальными являются вопросы надежности и безопасности. В данной работе наглядно показан пример расчета проекта реконструкции электрической части понизительной подстанции 110/10 кВ Восточная.
Цель работы заключается в расчете и выборе оборудования электрической части ПС с учетом современных требований надежности, электробезопасности и энергоэффективности.
Область применения разрабатываемой проблемы - реконструкция электрической части действующих станций и подстанций и проверка их действующего оборудования.
Техническая и практическая значимость работы заключаются в том, что согласно данному проекту возможно провести реальную реконструкцию электрической части подстанции 110 кВ. Замена изношенного и устаревшего оборудования приведет к снижению риска аварийности и амортизационных расходов.
Технико-экономическая целесообразность работы обусловлена тем, что после осуществления реконструкции снизится аварийность, производственный травматизм, недоотпуск электроэнергии и связанные с вышеперечисленным экономические убытки и издержки.
Теоретическая и методологическая основа работы заключается в анализе современной литературы, методик проектирования и расчета электрических схем подстанций. Расчеты и иллюстрации производятся с применением компьютерных программ Word 2010, Excel 2010, Компас.
Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Провести анализ оборудования действующей электрической части на остаточный ресурс и на технологическое устаревание;
2) Определить максимальные нагрузки электрической части ПС и провести проверку силовых трансформаторов по допустимой загрузке;
3) Произвести расчет токов короткого замыкания;
4) Выбрать и проверить электрооборудование электрической части подстанции;
5) Выбрать устройства релейной защиты и автоматики, рассчитать уставки защит;
6) Разработать мероприятия по обеспечению безопасности эксплуатационного и ремонтного персонала;
7) Произвести расчет контура заземления подстанции.
В выпускной квалификационной работе (далее - ВКР) проведен анализ существующего электрооборудования подстанции 110 кВ «Восточная» в Пензенской области. После проведенного анализа существующей схемы электроснабжения, а также проведенного расчета остаточного ресурса электрооборудования, было установлено, что необходимо проведение глубокой реконструкции данной подстанции.
В работе был проведен анализ загрузки существующего трансформаторного парка с учетом подключения новых потребителей к данной подстанции в 2022 году в объеме 10 МВт. На основании проведенного анализа было установлено, что при подключении новых потребителей трансформаторы будут перегружены, что не допустимо, так как к данной подстанции подключены потребители 1 и 2 категории, а недопустимая перегрузка трансформаторов в случаи выхода из строя одного из установленных трансформаторов, существенно снижает надежность системы электроснабжения.
Так как существующая схема по стороне ВН не отвечает современным требованиям, в работе был рассмотрен вопрос реконструкции ПС 110 кВ, с учетом изменения электрической принципиальной схемы ОРУ -110 кВ. В связи с этим, был рассмотрен вопрос установки на стороне 110 кВ высоковольтных элегазовых выключателей типа ВГТ. Данное техническое решение существенно увеличит надежность функционирования, как самой подстанции, а также позволит повысить надежность системы электроснабжения потребителей ПС 110 кВ Восточная, без кардинальных изменений в электрической сети по стороне 110 кВ.
С учетом установки новых силовых трансформаторов 25 МВА в замен существующих установленной мощностью 16 МВА, выбрано электрооборудование на сторонах 110 кВ и 10 кВ.
С учетом изменений рассчитаны необходимые параметры КЗ.
Осуществлен расчет дифференциальной защиты ПС 110 кВ. Для защиты ГПП также рассчитано заземление и молниезащита. Выбрано оборудование от защиты грозовых и коммутационных перенапряжений.
Таким образом, в данной ВКР выбрано новое современное электрооборудование электрической части подстанции в соответствии с современными требованиями надежности, электробезопасности и энергоэффективности, что позволит подключить новых потребителей в 2022 году и повысит надежность системы электроснабжения в г. Пенза.
Вопрос реконструкции ПС 110 кВ Восточная в Пензенской области раскрыт в полном объеме.
