Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Характеристика реконструируемого объекта 7
2 Определение электрических нагрузок подстанции «Веселовка» 110 кВ 9
3 Выбор и расчет силовых трансформаторов 11
3.1 Расчет для трансформаторов 2хТРДН - 32000/110/10/10 11
3.2 Расчет для трансформаторов 2хТРДН - 40000/110/10/10 14
4 Выбор электрической схемы подстанции 19
5 Определение токов короткого замыкания 21
5.1 Расчет трехфазного короткого замыкания в точке К1 22
5.2 Расчет трехфазного короткого замыкания в точке К2 и КЗ 23
5.3 Расчет несимметричных токов КЗ в точке К1 24
5.4 Расчет несимметричных токов КЗ в точке К2 и К3 26
6 Выбор оборудования электрической части подстанции «Веселовка» 27
6.1 Выбор высоковольтного выключателя 27
6.2 Выбор разъединителей 30
6.3 Выбор трансформаторов тока 31
6.4 Выбор трансформаторов напряжения 34
6.5 Выбор гибких шин 34
7 Релейная защита 38
8 Выбор оперативного тока 42
9 Собственные нужды подстанции 43
10 Расчет защитного заземления 44
11 Расчет молниезащиты 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 51
Электроэнергетика - это одна из главных отраслей, которая показывает характер и темп технического прогресса человечества. В ней заключаются не только разнообразные способы производства электроэнергии, но и переработка энергоресурсов и доставка электроэнергии конечному потребителю.
Россия является гигантом в области электроэнергетики, поэтому отрасль, отвечающая за электроэнергетику России, разделена на несколько крупных энергокомпаний, которые несут ответственность за определенную территориальную долю отрасли. Такие компании образуют единую национальную электрическую сеть, основу которых составляют электрические станции и подстанции.
Одной из главных задач отрасли электроэнергетики является ее постоянное и своевременное совершенствование и оптимизация. Это связано со стремительным развитием технологий в бытовой и социальной сфере, производстве, транспорте, связи, обороне и т.д. Для решения данной задачи необходимо не только строительство новых электрических станций и подстанций, но и реконструкция уже имеющихся электроэнергетических объектов. Основным направлением технического перевооружения и реконструкции электрических станций и подстанций является замена изношенного оборудования на более новые высокоэффективные электроустановки.
Поэтому целью выпускной квалификационной работы является реконструкция уже имеющейся электрической части понизительной подстанции «Веселовка» 110/10 кВ. Реконструкция данной подстанции позволит устранить дефицит мощности, даст возможность к присоединению к электросетям ОАО «Пензаэнерго», поможет обеспечить развитие общественных организаций, а также обеспечит надежное электроснабжение микрорайона тепличного комбината города Пензы.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1 Анализ текущего состояния электрической части понизительной подстанции «Веселовка» 110/10 кВ;
2 Выбор высоковольтного оборудования и его технико-экономический расчет;
3 Расчет релейной защиты и автоматики основных элементов проектируемой подстанции;
4 Расчет заземления и молниезащиты электрической части понизительной подстанции «Веселовка» 110/10 кВ.
В выпускной квалификационной работе рассматривалась реконструкция уже существующей электрической части понизительной подстанции «Веселовка» 110/10 кВ, находящаяся в городе Пенза. При анализе текущего состояния реконструируемого объекта было выявлено, что у подстанции имеется дефицит мощности и, технический ресурс высоковольтного оборудования исчерпан, также в городе ведется активное строительство новых объектов. Все эти факторы послужили для рассмотрения реконструкции данной подстанции.
Согласно заявленной по техническому заданию мощности был произведен расчет ожидаемых электрических нагрузок и составлен график полной мощности подстанции. По полученной максимальной мощности подстанции были выбраны два ближайших и больших по мощности трансформаторов. По технико-экономическому расчету был выбран трансформатор типа ТРДН-32000/110/10 кВ.
По утвержденному стандарту ОАО «ФСК ЕЭС» для обеспечения надежной и эффективной работы подстанции была выбрана типовая схема РУ для 110 кВ - 110-4Н, для РУ 10 кВ - схема с двумя секционированными системами шин. Такая схема выбиралась из соображений применимости с трансформаторами с расщепленными обмотками для ограничения токов короткого замыкания и раздельного питания нагрузок. Для выбранной схемы был произведен расчет симметричных и нессиметричных токов короткого замыкания, с помощью которых было выбрано и проверено оборудование, устанавливаемое на высокую и низкую стороны подстанции, а именно: силовые выключатели, разъединители, трансформаторы тока и напряжения, гибкие шины.
Защита силовых трансформаторов осуществляется на базе современного микропроцессорного блока защиты Сириус-Т3. Для выбранного блока были рассчитаны уставки по методике производителя данного оборудования. На основе выбранного оборудования была определена потребляемая мощность на собственные нужды подстанции и выбраны, соответствующие ей, трансформаторы собственных нужд. Для системы оперативного постоянного тока были современные аккумуляторные батареи.
Последним этапом реконструкции подстанции являлся расчет общего заземляющего устройства, представляющее собой наружный контур из вертикальных и горизонтальных заземлителей, и расчёт зона молниезащиты при помощи двух стержневых молниеотводов.
