В химической индустрии все процессы проводятся с выделением, затратой или превращением энергии из одного вида в другой. При этом электроэнергия затрачивается не только на проведение химических реакций, процессов, но и на транспортировку, измельчение, сжатие газообразных веществ. Поэтому многие предприятия химического сегмента относятся к числу основных потребителей электроэнергии, и как следствие являются потребителями первой категории и снабжаются собственными понизительными подстанциями [8].
Одной из самых главных составляющих топливно-энергетической системы считаются магистральный трубопроводный транспорт, при помощи которых происходит доставка нефти, газов и продуктов их переработки на большие расстояния. Также, в ее состав входят предприятия по сбору, накоплению и разделению данных продуктов среди потребителей. В систему трубопроводного транспорта входят: 1) трубопроводы; 2) резервуары- хранилища; 3) транспортирующие машины, которые в случае перемещения жидкостей называются насосами, а при перемещении газов - компрессорами. Насосы и компрессоры служат для создания перепада давления на концах трубопроводов, благодаря которому и происходит перемещение жидких и газообразных сред. Для регулирования потоков жидкостей и газов по трубопроводам на них устанавливают так называемую трубопроводную арматуру: краны, вентили, задвижки. А также существует довольно большое количество датчиков и измерительных приборов. Как правило, магистральные насосы и компрессоры являются очень мощным оборудованием, и потребляют большое количество электроэнергии.
Согласно 261 Федеральному закону от 23.11.2009 к 2020 году было запланировано повысить эффективность использования энергии и снизить энергоемкость на 40% [15]. Однако согласно докладу Минэкономразвития России от 27.12.2019 за прошедшие 10 лет, энергоемкость снизилась всего на 9%, а последние 4 года энергоемкость не снижается.
В наше время главной проблемой электроэнергетической промышленности является сильный износ оборудования подстанций. За 2018 год, согласно статистике, износ оборудования составил 75%. Необходимую безопасность работы обеспечивают надежные и прогрессивные электротехнические аппараты. Важное значение имеет надежность и качество электрооборудования и всей электротехнической продукции, используемой в системах электроснабжения как низшего, так и высшего напряжений.
В данной работе была рассмотрена понизительная подстанция «Парфеновка» 110/6 кВ, находящиеся в Самарской области. Необходимость реконструкции подстанции обусловлено снижением надежности оборудования, устарелым оборудованием и выработкой срока службы оборудования. Все это негативно влияет на надежность электроснабжения потребителей и повышает вероятность внештатных ситуаций и чрезвычайных происшествий.
Целью работы является повышение энергетической эффективности понизительной подстанции.
Для достижения поставленной в работе цели необходимо проанализировать и составить план по замене оборудования подстанции ПАО «Трансаммиак» «Парфеновка» и рассчитать постоянную нагрузку силовых трансформаторов:
1. Выполнить анализ оборудования подстанции и определить загрузку силовых трансформаторов.
2. Разработать мероприятия по реконструкции подстанции.
3. Рассчитать экономическую эффективность предлагаемых мероприятий по реконструкции.
В выпускной квалификационной работе разработан проект по повышению энергетической эффективности подстанции 110/6 кВ «Парфеновка». Для достижения поставленной в работе цели был проанализирован и составлен план по замене оборудования подстанции 110/6 кВ «Парфеновка» ПАО «Трансаммиак» и рассчитана постоянная нагрузка силовых трансформаторов. Во время проведения анализа системы электроснабжения было замечено оборудование, технические характеристики которого не соответствуют современным требованиям, соответственно нуждающееся в замене. Были разработаны рекомендации по увеличению надежности и повышению энергетической эффективности подстанции путем замены устаревшей системы коммутационных аппаратов, а также сильно недогруженных трансформаторов.
Произведена разработка мероприятий по повышению энергетической эффективности ПС 110/6 «Парфеновка», а именно выбран новый силовой трансформатор на замену старого, ТМН 6300/110 будет заменен на аналогичный трансформатор той же конструкции, но меньшей мощности и в современном исполнении ТМН 2500/110. Далее был произведен расчет экономии электроэнергии с помощью уменьшения мощности трансформатора, который дал позитивный результат в виде экономии электроэнергии новым трансформатором на 2713 кВтч в год. Произведен расчет токов короткого замыкания, а также был сделан выбор и проверка нового оборудования, а именно высоковольтный выключатель и измерительный трансформатор тока. Произведен расчет токов короткого замыкания, для проверки характеристик нового оборудования на стороне 110 и 6 кВ. Выбор оборудования, которое будет установлено на подстанции, происходил опираясь на отзывы, характеристики и марку производителя. Предпочтения отдавались в меру дешевым но надежным аппаратам.
Выполнен выбор релейной защиты, а также рассчитаны подходящие параметры защиты и проведена проверка чувствительности. Произведен расчет эффективности замены силового трансформатора, общая экономия электроэнергии составит 138711 к В т • ч в год, с учетом снижения потерь а также снижения потребляемой мощности трансформатора, таким образом покупка и мероприятия по установке окупятся примерно за пять лет, что является приемлемым значением, а также подобраны приборы коммерческого для регистрации активной и реактивной мощности.
В результате выполнения ВКР удалось найти решения для повышения энергетической эффективности выбранного объекта, а именно ПС 110/6 кВ «Парфеновка», а также разработать рекомендации для повышения надежности работы подстанции, основным пунктом для повышения энергетической эффективности является установка менее мощных трансформаторов с более экономичными характеристиками. В качестве замены устаревшей системы заземлитель-короткозамыкатель, вакуумный выключатель будет обеспечивать большую надежность и меньшее время срабатывания. Подобраны приборы коммерческого учета электроэнергии, а также соответствующие трансформаторы тока и напряжения для данных приборов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
