📄Работа №113021
Тема: Реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ «Тяговая»
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Электроэнергетика
Объем:
97 листов
Год:
2020
Просмотров:
316
4975
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 3
1 Краткий обзор электрических подстанций 8
1.1 Устройство и принцип действия электрических подстанций 8
1.2 Системы управления и контроля электрическими подстанциями 28
1.3 Особенности устройства подстанций 110/10 кВ 29
1.4 Параметры, характеризующие работу подстанции «Тяговая» 30
1.5 Выводы по разделу 1 32
2 Реконструкция электрической части подстанции 33
2.1 Расчет электрических нагрузок 33
2.2 Выбор оптимальной мощности трансформаторов 35
2.3 Расчет токов короткого замыкания 40
2.4 Выбор электрического оборудования 47
2.5 Выбор коммутационной аппаратуры 62
2.6 Оперативный ток 72
2.7 Собственные нужды подстанции 74
2.8 Расчет заземления подстанции 75
2.9 Расчет молниезащиты подстанции 81
2.10 Выводы по разделу 2 83
3 Мероприятия, обеспечивающие безопасность работ при 85
реконструкции подстанции 85
3.1 Организационные мероприятия 85
3.2 Технические мероприятия 86
3.3 Вывод по разделу 3 88
4 Расчет стоимости реконструкции 89
4.1 Экономический расчет 89
4.2 Вывод по разделу 4 91
Заключение 92
Список используемых источников 94
1 Краткий обзор электрических подстанций 8
1.1 Устройство и принцип действия электрических подстанций 8
1.2 Системы управления и контроля электрическими подстанциями 28
1.3 Особенности устройства подстанций 110/10 кВ 29
1.4 Параметры, характеризующие работу подстанции «Тяговая» 30
1.5 Выводы по разделу 1 32
2 Реконструкция электрической части подстанции 33
2.1 Расчет электрических нагрузок 33
2.2 Выбор оптимальной мощности трансформаторов 35
2.3 Расчет токов короткого замыкания 40
2.4 Выбор электрического оборудования 47
2.5 Выбор коммутационной аппаратуры 62
2.6 Оперативный ток 72
2.7 Собственные нужды подстанции 74
2.8 Расчет заземления подстанции 75
2.9 Расчет молниезащиты подстанции 81
2.10 Выводы по разделу 2 83
3 Мероприятия, обеспечивающие безопасность работ при 85
реконструкции подстанции 85
3.1 Организационные мероприятия 85
3.2 Технические мероприятия 86
3.3 Вывод по разделу 3 88
4 Расчет стоимости реконструкции 89
4.1 Экономический расчет 89
4.2 Вывод по разделу 4 91
Заключение 92
Список используемых источников 94
📖 Введение
Жизнь на Земле использует и зависит, так или иначе, от какой-то энергии. Без энергии наше человеческое тело не сможет выполнять дыхательные, кровеносные или пищеварительные функции, и это лишь некоторые из них. Растения не смогут завершить хлорофилловый процесс преобразования света от солнечных лучей в химическую энергию. Моторы не смогут работать без использования источника электрической энергии [1].
Энергия играет неотъемлемую роль в прогрессе человеческого рода. С самого начала человечества мы использовали древесину, воду и ископаемое топливо как средство обогрева и обеспечения работы машин.
Энергия играет ключевую роль во всех аспектах нашей жизни. Это играет неотъемлемую часть того, кто мы есть и что мы делаем. Ключевыми знаниями об энергии являются [2]:
- энергия не может быть создана из ничего и не может быть уничтожена;
- есть два вида энергии: возобновляемая и не возобновляемая;
- общество не может поддерживать экономический рост и существовать без энергии;
- общества зависят от производства и использования энергии. Без
энергии мы не можем наслаждаться достижениями технологического общества;
- без какой-либо формы энергии «сырые» материалы не могут быть преобразованы и использованы по назначению;
- все, что мы потребляем, использует энергию в процессе производства;
- энергия нужна для работы машин, для производства работы или для производства большего количества энергии.
В современном обществе стоимость энергии из ископаемого топлива становится все более высокой с точки зрения себестоимости продукции и количества загрязняющих веществ, которые она выделяет. Автомобильные и силовые установки могут извлечь выгоду из новых технологий, которые повысят эффективность двигателей и силовых установок, уменьшат количество загрязняющих веществ, которые они выбрасывают, и сделают эти машины более долговечными [3].
Основными потребителями, а также производителями энергии являются США, Россия и Китай. Что касается других стран-производителей энергии, то это Саудовская Аравия, Канада, Великобритания, Иран, Норвегия, Австралия и Мексика. Эти страны богаты не возобновляемыми источниками энергии. Основными потребителями энергии являются высокоиндустриальные общества, а также Китай, Индия и Бразилия, а также некоторых из других, наиболее густонаселенных стран. По количеству потребленной энергии после США, Китая и России расположены Япония, Германия, Индия, Канада, Франция, Великобритания и Бразилия [4].
Энергия существует в различной форме в природе, но наиболее важной формой энергии является электрическая энергия. Современная жизнь больше зависит от использования электрической энергии, которая почти стала частью нашей жизни, и никто не может даже подумать о мире без электричества.
Электрическая энергия - одно из величайших технологических нововведений человечества. Электричество в настоящее время является важной частью домов и промышленности. Почти все устройства в домах, на предприятиях работают из-за электричества. Основное использование электричества зависит от места его использования и характера объекта.
Как правило, энергия является основной необходимостью для экономического развития страны [5]. Функционирование города или его промышленности прекращаются, когда прекращается подача
энергии. Практически невозможно оценить действительную величину энергии, сыгравшую свою роль в строительстве современного общества. Наличие огромного количества энергии обусловлено потреблением жителей планеты и ростом сельскохозяйственного, промышленного производства. Чем больше потребление энергии на душу населения в стране, тем выше уровень жизни ее населения.
Электрическая энергия превосходит другие виды энергии по следующим причинам [6].
1. Удобная форма. Электрическая энергия является очень удобной формой энергии по сравнению с другой формой энергии. Потому что она может быть легко преобразована из одной формы в другую, желаемую форму энергии. Например, если нам нужно преобразовать электрическую энергию в тепловую энергию, потребуется всего лишь пропускать электрический ток через высокоомный провод, являющийся основным элементом электронагревателя. Если мы хотим преобразовать электрическую энергию в энергию света, мы будем использовать электрическую лампочку, электрическую энергию в механическую энергию через электродвигатели и т.д.
2. Простое управление. Механизмы с электрическим приводом имеют очень простую и удобную конструкцию для управления и эксплуатации. Например, электрический двигатель можно запустить или остановить, просто используя переключатель. Аналогичным образом, при простом расположении мы можем контролировать скорость электродвигателя в очень широком диапазоне.
3. Гибкость. Наиболее важным фактором превосходства электрической энергии над другими видами энергии является гибкость, которую она обеспечивает. Его можно легко перенести из одного места в другое с помощью проводников.
4. Более низкая стоимость. Электрическая энергия является наиболее экономичной формой энергии среди всех форм. Она намного дешевле, чем другие энергии, поэтому получила самое широкое использование для бытовых, промышленных и коммерческих целей.
5. Более высокая эффективность передачи на расстояние. Как правило, потребители электрической энергии расположены на расстоянии от центра её генерации. Электрическая энергия может быть легко и эффективно передана от центра генерации потребителям с помощью воздушных линий электропередачи [7].
Актуальность работы.
Несмотря на все достоинства, электрическая энергия не играла бы такую важную роль в современном обществе, если бы она поставлялась потребителям с перебоями или не надлежащего качества. А это зависит от средств и оборудования, расположенного между пунктом производства электроэнергии (например, гидроэлектростанция) и потребителем. Несмотря на то, что линии электропередач и электротехническое оборудование имеют высокие расчетные показатели надежности, в их работе происходят сбои, выходы из строя. Причин много, среди основных воздействие внешних факторов и старение. Именно старение является основной причиной снижения эксплуатационной надежности и увеличения количества отказов. Подстанция 110/10 кВ «Тяговая» введена в работу в 1979 году и с тех пор не подвергалась крупномасштабной реконструкции, что привело к моральному старению оборудования, установленного в ней. В связи с этим вопрос своевременной реконструкции оборудования подстанции является актуальной задачей.
Цель работы.
Целью данной работы является реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ «Тяговая».
Объектом исследования является электрическая часть подстанции 110/10 кВ «Тяговая».
Задачи исследования.
1. Проанализировать состояние электрической части подстанции.
2. Обосновать, рассчитать и подобрать электротехническое оборудование.
3. Выполнить технико-экономическое обоснование реконструкции.
Практическая значимость.
При реконструкции учитывались все современные требования, предъявляемые к системам электроснабжения, поэтому выполненная реконструкция подстанции 110/10 кВ может быть востребована при выполнении реконструкций аналогичных подстанций.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Проект реконструкции подстанции 110/10 кВ «Тяговая».
Новизна магистерской диссертации.
1. Новизна работы заключается в проекте реконструкции подстанции 110/10 кВ «Тяговая».
Основные материалы диссертации докладывались на Международной научно-практической конференции «Закономерности и тенденции инновационного развития общества», состоявшейся 24 января 2020 г. В г. Казань.
По теме диссертации опубликовано три научные статьи [7, 11, 18].
Структура и объём работы.
Структура: введение, четыре раздела, заключение, список использованной литературы.
Пояснительная записка содержит 98 страниц машинописного текста.
Энергия играет неотъемлемую роль в прогрессе человеческого рода. С самого начала человечества мы использовали древесину, воду и ископаемое топливо как средство обогрева и обеспечения работы машин.
Энергия играет ключевую роль во всех аспектах нашей жизни. Это играет неотъемлемую часть того, кто мы есть и что мы делаем. Ключевыми знаниями об энергии являются [2]:
- энергия не может быть создана из ничего и не может быть уничтожена;
- есть два вида энергии: возобновляемая и не возобновляемая;
- общество не может поддерживать экономический рост и существовать без энергии;
- общества зависят от производства и использования энергии. Без
энергии мы не можем наслаждаться достижениями технологического общества;
- без какой-либо формы энергии «сырые» материалы не могут быть преобразованы и использованы по назначению;
- все, что мы потребляем, использует энергию в процессе производства;
- энергия нужна для работы машин, для производства работы или для производства большего количества энергии.
В современном обществе стоимость энергии из ископаемого топлива становится все более высокой с точки зрения себестоимости продукции и количества загрязняющих веществ, которые она выделяет. Автомобильные и силовые установки могут извлечь выгоду из новых технологий, которые повысят эффективность двигателей и силовых установок, уменьшат количество загрязняющих веществ, которые они выбрасывают, и сделают эти машины более долговечными [3].
Основными потребителями, а также производителями энергии являются США, Россия и Китай. Что касается других стран-производителей энергии, то это Саудовская Аравия, Канада, Великобритания, Иран, Норвегия, Австралия и Мексика. Эти страны богаты не возобновляемыми источниками энергии. Основными потребителями энергии являются высокоиндустриальные общества, а также Китай, Индия и Бразилия, а также некоторых из других, наиболее густонаселенных стран. По количеству потребленной энергии после США, Китая и России расположены Япония, Германия, Индия, Канада, Франция, Великобритания и Бразилия [4].
Энергия существует в различной форме в природе, но наиболее важной формой энергии является электрическая энергия. Современная жизнь больше зависит от использования электрической энергии, которая почти стала частью нашей жизни, и никто не может даже подумать о мире без электричества.
Электрическая энергия - одно из величайших технологических нововведений человечества. Электричество в настоящее время является важной частью домов и промышленности. Почти все устройства в домах, на предприятиях работают из-за электричества. Основное использование электричества зависит от места его использования и характера объекта.
Как правило, энергия является основной необходимостью для экономического развития страны [5]. Функционирование города или его промышленности прекращаются, когда прекращается подача
энергии. Практически невозможно оценить действительную величину энергии, сыгравшую свою роль в строительстве современного общества. Наличие огромного количества энергии обусловлено потреблением жителей планеты и ростом сельскохозяйственного, промышленного производства. Чем больше потребление энергии на душу населения в стране, тем выше уровень жизни ее населения.
Электрическая энергия превосходит другие виды энергии по следующим причинам [6].
1. Удобная форма. Электрическая энергия является очень удобной формой энергии по сравнению с другой формой энергии. Потому что она может быть легко преобразована из одной формы в другую, желаемую форму энергии. Например, если нам нужно преобразовать электрическую энергию в тепловую энергию, потребуется всего лишь пропускать электрический ток через высокоомный провод, являющийся основным элементом электронагревателя. Если мы хотим преобразовать электрическую энергию в энергию света, мы будем использовать электрическую лампочку, электрическую энергию в механическую энергию через электродвигатели и т.д.
2. Простое управление. Механизмы с электрическим приводом имеют очень простую и удобную конструкцию для управления и эксплуатации. Например, электрический двигатель можно запустить или остановить, просто используя переключатель. Аналогичным образом, при простом расположении мы можем контролировать скорость электродвигателя в очень широком диапазоне.
3. Гибкость. Наиболее важным фактором превосходства электрической энергии над другими видами энергии является гибкость, которую она обеспечивает. Его можно легко перенести из одного места в другое с помощью проводников.
4. Более низкая стоимость. Электрическая энергия является наиболее экономичной формой энергии среди всех форм. Она намного дешевле, чем другие энергии, поэтому получила самое широкое использование для бытовых, промышленных и коммерческих целей.
5. Более высокая эффективность передачи на расстояние. Как правило, потребители электрической энергии расположены на расстоянии от центра её генерации. Электрическая энергия может быть легко и эффективно передана от центра генерации потребителям с помощью воздушных линий электропередачи [7].
Актуальность работы.
Несмотря на все достоинства, электрическая энергия не играла бы такую важную роль в современном обществе, если бы она поставлялась потребителям с перебоями или не надлежащего качества. А это зависит от средств и оборудования, расположенного между пунктом производства электроэнергии (например, гидроэлектростанция) и потребителем. Несмотря на то, что линии электропередач и электротехническое оборудование имеют высокие расчетные показатели надежности, в их работе происходят сбои, выходы из строя. Причин много, среди основных воздействие внешних факторов и старение. Именно старение является основной причиной снижения эксплуатационной надежности и увеличения количества отказов. Подстанция 110/10 кВ «Тяговая» введена в работу в 1979 году и с тех пор не подвергалась крупномасштабной реконструкции, что привело к моральному старению оборудования, установленного в ней. В связи с этим вопрос своевременной реконструкции оборудования подстанции является актуальной задачей.
Цель работы.
Целью данной работы является реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ «Тяговая».
Объектом исследования является электрическая часть подстанции 110/10 кВ «Тяговая».
Задачи исследования.
1. Проанализировать состояние электрической части подстанции.
2. Обосновать, рассчитать и подобрать электротехническое оборудование.
3. Выполнить технико-экономическое обоснование реконструкции.
Практическая значимость.
При реконструкции учитывались все современные требования, предъявляемые к системам электроснабжения, поэтому выполненная реконструкция подстанции 110/10 кВ может быть востребована при выполнении реконструкций аналогичных подстанций.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Проект реконструкции подстанции 110/10 кВ «Тяговая».
Новизна магистерской диссертации.
1. Новизна работы заключается в проекте реконструкции подстанции 110/10 кВ «Тяговая».
Основные материалы диссертации докладывались на Международной научно-практической конференции «Закономерности и тенденции инновационного развития общества», состоявшейся 24 января 2020 г. В г. Казань.
По теме диссертации опубликовано три научные статьи [7, 11, 18].
Структура и объём работы.
Структура: введение, четыре раздела, заключение, список использованной литературы.
Пояснительная записка содержит 98 страниц машинописного текста.
✅ Заключение
Данная магистерская диссертация посвящена реконструкции подстанции 110/10 кВт «Тяговая». Главная причина реконструкции заключается в физическом износе и моральном старении оборудования, расположенного на подстанции, что привело к всевозрастающему количеству отказов и поломок, повышению эксплуатационных расходов, увеличению потерь электроэнергии. Перед тем как приступить к созданию проекта реконструкции мною было проанализировано состояние электрической части подстанции, изучены современные тенденции развития силового электротехнического оборудования и каталоги ведущих отечественных и зарубежных компаний производителей продукции.
В первом разделе рассмотрены особенности конструкции разнообразного оборудования, применяемого на подстанциях, достоинства и недостатки разных типов и моделей.
Во втором разделе выполнено обоснование, расчёт и выбор электротехническое оборудование, которое отличается от бывшего на подстанции, более надежной работой, лучшей динамической стойкостью, меньшими потерями. Выбранные электрические аппараты в системе электроснабжения надежно работают как в нормальном длительном режиме, так и в условиях аварийного кратковременного режима, простоты и компактны в конструкции, удобны и безопасны в эксплуатации. Так как в перспективе на подстанции возможно внедрение автоматизированной системы управления трансформаторной подстанции (АСУ ТП) применил оборудование, имеющие возможность управления от контроллера (элегазовый колонковый выключатель модели LTB 145D1/B c пружинным приводом типа BLK 222 с заводкой от электродвигателя производства АВВ, горизонтально-поворотный разъединитель типа SFD 123/1600) и аппараты, имеющие возможность работы в системе АСУ (газовое реле Бухгольца BF- 80/10 производства Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, цифровое реле дифференциальной защиты трансформаторов SIPROTEC 7UT635 производства SIEMENS, Устройство релейной защиты и автоматики УЗА-10 РС14). Внедрение систем автоматизации и диспетчерского управления на современной цифровой технике коренным образом повышает качество и надежность процессов производства, передачи и распределения электроэнергии.
В третьем разделе определены основные организационные и технические мероприятия по охране труда и безопасности выполнения работ при реконструкции подстанции.
В четвертом разделе определены затраты на реконструкцию. Стоимость капиталовложений составляет 7215200 руб. Проект будет окупаться за счет снижения затрат на обслуживающий персонал (на 252074 руб. в год), снижения потерь на электроэнергию (на 3972414 руб. в год). Срок окупаемости проекта составляет 1 год 10 месяцев.
Таким образом, реконструкция подстанции принесёт следующие положительные эффекты:
- экономия электроэнергии;
- уменьшение затрат на обслуживание и ремонт;
- повышение безаварийной работы;
- появляется возможность точной настройки режима работы подстанции.
В первом разделе рассмотрены особенности конструкции разнообразного оборудования, применяемого на подстанциях, достоинства и недостатки разных типов и моделей.
Во втором разделе выполнено обоснование, расчёт и выбор электротехническое оборудование, которое отличается от бывшего на подстанции, более надежной работой, лучшей динамической стойкостью, меньшими потерями. Выбранные электрические аппараты в системе электроснабжения надежно работают как в нормальном длительном режиме, так и в условиях аварийного кратковременного режима, простоты и компактны в конструкции, удобны и безопасны в эксплуатации. Так как в перспективе на подстанции возможно внедрение автоматизированной системы управления трансформаторной подстанции (АСУ ТП) применил оборудование, имеющие возможность управления от контроллера (элегазовый колонковый выключатель модели LTB 145D1/B c пружинным приводом типа BLK 222 с заводкой от электродвигателя производства АВВ, горизонтально-поворотный разъединитель типа SFD 123/1600) и аппараты, имеющие возможность работы в системе АСУ (газовое реле Бухгольца BF- 80/10 производства Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, цифровое реле дифференциальной защиты трансформаторов SIPROTEC 7UT635 производства SIEMENS, Устройство релейной защиты и автоматики УЗА-10 РС14). Внедрение систем автоматизации и диспетчерского управления на современной цифровой технике коренным образом повышает качество и надежность процессов производства, передачи и распределения электроэнергии.
В третьем разделе определены основные организационные и технические мероприятия по охране труда и безопасности выполнения работ при реконструкции подстанции.
В четвертом разделе определены затраты на реконструкцию. Стоимость капиталовложений составляет 7215200 руб. Проект будет окупаться за счет снижения затрат на обслуживающий персонал (на 252074 руб. в год), снижения потерь на электроэнергию (на 3972414 руб. в год). Срок окупаемости проекта составляет 1 год 10 месяцев.
Таким образом, реконструкция подстанции принесёт следующие положительные эффекты:
- экономия электроэнергии;
- уменьшение затрат на обслуживание и ремонт;
- повышение безаварийной работы;
- появляется возможность точной настройки режима работы подстанции.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.