Помощь студентам в учебе
Реконструкция ПС 110/6 кВ «Восточная» с заменой силовых трансформаторов с увеличением мощности
|
Введение 3
1 Описание объекта проектирования 8
1.1 Краткая характеристика объекта 8
1.2 Климатические характеристики района 10
1.3 Основные проблемы с электрооборудованием подстанции 12
1.4 Выводы по разделу 1 14
2 Анализ сложившейся ситуации на ПС 15
2.1 Комплексное обследование электромагнитной обстановки ПС 15
2.2 Обследования фундаментов Т-1, Т-2 27
2.3 Выводы по разделу 2 31
3 Решение задач по исключению основных проблем с электрооборудованием в процессе эксплуатации 33
3.1 Выбор и расчет трансформаторов для проведения реконструкции на ПС 110/6 «Восточная» 33
3.2 Решение по ЭМС 45
3.3 Решения по релейной защиты и автоматике 78
3.4 Основные характеристики устройств релейной защиты и автоматики 90
3.5 Управление, сигнализация, измерения 93
3.6 Выводы по разделу 3 95
Заключение 97
Список используемых источников 98
Приложение А 104
Приложение Б 106
1 Описание объекта проектирования 8
1.1 Краткая характеристика объекта 8
1.2 Климатические характеристики района 10
1.3 Основные проблемы с электрооборудованием подстанции 12
1.4 Выводы по разделу 1 14
2 Анализ сложившейся ситуации на ПС 15
2.1 Комплексное обследование электромагнитной обстановки ПС 15
2.2 Обследования фундаментов Т-1, Т-2 27
2.3 Выводы по разделу 2 31
3 Решение задач по исключению основных проблем с электрооборудованием в процессе эксплуатации 33
3.1 Выбор и расчет трансформаторов для проведения реконструкции на ПС 110/6 «Восточная» 33
3.2 Решение по ЭМС 45
3.3 Решения по релейной защиты и автоматике 78
3.4 Основные характеристики устройств релейной защиты и автоматики 90
3.5 Управление, сигнализация, измерения 93
3.6 Выводы по разделу 3 95
Заключение 97
Список используемых источников 98
Приложение А 104
Приложение Б 106
Тема магистерской диссертации - «Реконструкция ПС 110/6 кВ «Восточная» с заменой силовых трансформаторов с увеличением мощности».
Ведущей и составной частью энергетики Российской Федерации является - электроэнергетика. Электрическая энергия обеспечивает материально-техническую базу общества и входит в единую народно - хозяйственную экономическую систему.
В современном мире представить благополучное проживание людей без электрической энергии практически невозможно. Электроэнергетика является основной частью во всех сферах деятельности человека, а именно: промышленность, сельское хозяйство, наука, космос, связь, кибернетика, вооруженные силы, медицина, транспорт и еще множество значимых для обеспечения жизни граждан структур зависят от нее.
Наряду с основным потребителем электроэнергии как промышленность, которая в последнее время снижает удельный вес в общем полезном потреблении электроэнергии, наращивает рост коммунально-бытовое потребление. Частный сектор, многоквартирный жилой дом (МКД) и коммунальное хозяйство являются на сегодняшний день серьезным потребителем эл. энергии: квота потребления составляет около 20% затрат. Расходование электричества в данном секторе насчитывает сейчас более 100 миллиардов кВт*ч, или 9% от всего потребления электроэнергии страны, из этого 42% затрат приходится на бытовые приборы, 33% на внутреннее освещение и более 15% - на электрические нагреватели и плиты.
Так как электроэнергия в быту является основной частью обеспечения комфортабельной жизни людей, то жилой сектор в городском хозяйстве стал крупным, «пожирающим» электрическую энергию потребителем. В МКД ежегодно в среднем расходуется 500 кВт*ч на одного человека, из этого 310 кВт*ч затрат приходится на собственное, внутреннее освещение и электробытовые приборы и 150 кВт*ч - на общедомовые нужды (ОДН). В усредненной квартире с газовой плитой расход электроэнергии составляет примерно 1000 кВт*ч в год и 2200 кВт*ч - с электроплитой.
И так, человек стремится сделать свою жизнь комфортней, внедряет в нее современные, высоко-технологичные, энергозависимые приборы и аппараты при этом становится более зависимым от электроснабжения.
В настоящее время в энергосистеме страны, в период реформирования электроэнергетики, темп роста замены устаревшего электрооборудования, не опережает рост аппетита потребителей в части потребления электроэнергии, а особенно в ее наличие и качестве. Тем самым даже незначительные отключения, либо отклонения от нормативных значений электроэнергии, влекут за собой негативные последствия, и большое недовольство со стороны граждан в сторону энергетического комплекса. Что бы обеспечить себя надежным и качественным электроснабжением, все больше потребителей используют источники резервного электропитания, такие как генераторы и электростанции, становясь независимыми от местных электросетей.
В практической работе предприятий, деятельность которых связана с электрической энергией, реконструкция и модернизация основного оборудования, электрических станций и сетей по условиям связанными с выработкой ресурсов, производится, в основном, после 25-30 лет эксплуатации. В процентном соотношении количество стареющего электрооборудования опережает обновляемое, при этом количество оборудования отработавшее свой нормативный эксплуатационный ресурс 25 - 30 лет, только увеличивается.
Электроэнергетический комплекс г. Тольятти характеризуется специфическими особенностями и основными проблемами функционирования и развития объектов электросетевого хозяйства:
1) довольно много объектов электроэнергетики имеют высокий физический и моральный износ и требуют замены;
2) в эксплуатации применяются множество морально-устаревшего масленого коммутирующего электрооборудования, что снижает живучесть энергосистемы;
3) в энергосистеме насчитывается приличное количество абонентских ПС, ТП, КТП и трансформаторов 6-10-35-110 кВ. Это не дает определить реальной картины о состоянии электрооборудования на них (отсутствуют годы ввода, данные КЛ-6-10-35-100 кВ и т.д.);
4) наличие бесхозяйственных объектов электросетевого хозяйства;
5) в большей части необходима замена, реконструкция, модернизация средств управления (РЗА, ПА);
6) применение упрощенных схем на ПС 110/35/6 в энергосистеме занимают значительный процент;
7) недостаточность оборудования системами технического и коммерческого учета, позволяющими точно определять объемы, составлять балансы, устанавливать места и количество коммерческих потерь.
Формирование перспективной схемы электрических сетей г. Тольятти и подбор основных ее характеристик для обеспечения бесперебойного электроснабжения электроприемников нацелено на:
1) повышение пропускной способности, эксплуатационной гибкости сети и подстанции;
2) увеличение качественных и количественных характеристик электроснабжения отдельных районов города и крупных потребителей;
3) создание необходимых условий для подключения новых объектов промышленного, коммунально-бытового, транспортного и других секторов к электрическим сетям;
4) устранение «узких» мест в электросетях 6-10-35-110 кВ, влияющих на производительность энергосистемы в целом.
Сегодня рассматривается вопрос о дальнейшем прогрессировании электрических сетей энергосистемы г. Тольятти. Необходимость этого диктуется требованиями, которые обеспечат стабильность в электроснабжении намеченных к строительству новых предприятий сельского хозяйства, коммунально-бытового сектора, промышленных предприятий, а также потребностью в увеличении надежности их электроснабжения и качества электроэнергии. Для достижения планируемых задач необходимо:
1) предусмотреть модернизацию и реконструкцию, находящихся на сегодняшний день в эксплуатации подстанций, а именно:
2) замену работающих трансформаторов с увеличением номинальной мощности;
3) монтажа дополнительных трансформаторов на однотрансформаторных ПС;
4) проектирование и строительство новых подстанций, питающих и отходящих линий электропередач.
5) предусмотреть необходимый объем замены ВЛ-35-110 кВ отработанные свой нормативный срок службы, после проведения технического освидетельствования не пригодных к дальнейшей эксплуатации, а так же строительство новых линий для оптимизации электрической схемы энергосистемы.
Актуальность темы обусловлена тем, что:
1) снижение уровня технического состояния, моральный и физический износ силового электрооборудования подстанции являются главными причинами увеличения повреждения элементов подстанции, ухудшения качества электроэнергии, увеличения аварийных (непланируемых) отключений, а для сетевой организации к тому же недоотпуск в сеть.
2) замена силовых трансформаторов 110/6 кВ влечет за собой целый комплекс мероприятий, нацеленных в первую очередь, на повышение работоспособности подстанции, что в конечном итоге приведет к улучшению проблем оговоренных мною выше.
Целью магистерской диссертации является повышение надежности функционирования подстанции для обеспечения потребности потребителей в полном объеме качественной и бесперебойной электроэнергией с применением Российского оборудования в рамках импортозамещения.
Основные задачи реконструкции ПС 110/6 кВ «Восточная» с заменой силовых трансформаторов с увеличением мощности:
1) описание объекта проектирования - ПС 110/6 «Восточная», основные проблемы с электрооборудованием в процессе эксплуатации;
2) комплексная проверка ЭМС на подстанции, расчет нагрузок и выбор силовых трансформаторов, обследование фундаментов Т-1, Т-2;
3) разработка мероприятий по обеспечению ЭМС для МП аппаратуры РЗА, ТМ, АИИС КУЭ и связи на ПС 110/6 кВ «Восточная», разработка основных технических решений и определение структуры комплекса РЗА.
Ведущей и составной частью энергетики Российской Федерации является - электроэнергетика. Электрическая энергия обеспечивает материально-техническую базу общества и входит в единую народно - хозяйственную экономическую систему.
В современном мире представить благополучное проживание людей без электрической энергии практически невозможно. Электроэнергетика является основной частью во всех сферах деятельности человека, а именно: промышленность, сельское хозяйство, наука, космос, связь, кибернетика, вооруженные силы, медицина, транспорт и еще множество значимых для обеспечения жизни граждан структур зависят от нее.
Наряду с основным потребителем электроэнергии как промышленность, которая в последнее время снижает удельный вес в общем полезном потреблении электроэнергии, наращивает рост коммунально-бытовое потребление. Частный сектор, многоквартирный жилой дом (МКД) и коммунальное хозяйство являются на сегодняшний день серьезным потребителем эл. энергии: квота потребления составляет около 20% затрат. Расходование электричества в данном секторе насчитывает сейчас более 100 миллиардов кВт*ч, или 9% от всего потребления электроэнергии страны, из этого 42% затрат приходится на бытовые приборы, 33% на внутреннее освещение и более 15% - на электрические нагреватели и плиты.
Так как электроэнергия в быту является основной частью обеспечения комфортабельной жизни людей, то жилой сектор в городском хозяйстве стал крупным, «пожирающим» электрическую энергию потребителем. В МКД ежегодно в среднем расходуется 500 кВт*ч на одного человека, из этого 310 кВт*ч затрат приходится на собственное, внутреннее освещение и электробытовые приборы и 150 кВт*ч - на общедомовые нужды (ОДН). В усредненной квартире с газовой плитой расход электроэнергии составляет примерно 1000 кВт*ч в год и 2200 кВт*ч - с электроплитой.
И так, человек стремится сделать свою жизнь комфортней, внедряет в нее современные, высоко-технологичные, энергозависимые приборы и аппараты при этом становится более зависимым от электроснабжения.
В настоящее время в энергосистеме страны, в период реформирования электроэнергетики, темп роста замены устаревшего электрооборудования, не опережает рост аппетита потребителей в части потребления электроэнергии, а особенно в ее наличие и качестве. Тем самым даже незначительные отключения, либо отклонения от нормативных значений электроэнергии, влекут за собой негативные последствия, и большое недовольство со стороны граждан в сторону энергетического комплекса. Что бы обеспечить себя надежным и качественным электроснабжением, все больше потребителей используют источники резервного электропитания, такие как генераторы и электростанции, становясь независимыми от местных электросетей.
В практической работе предприятий, деятельность которых связана с электрической энергией, реконструкция и модернизация основного оборудования, электрических станций и сетей по условиям связанными с выработкой ресурсов, производится, в основном, после 25-30 лет эксплуатации. В процентном соотношении количество стареющего электрооборудования опережает обновляемое, при этом количество оборудования отработавшее свой нормативный эксплуатационный ресурс 25 - 30 лет, только увеличивается.
Электроэнергетический комплекс г. Тольятти характеризуется специфическими особенностями и основными проблемами функционирования и развития объектов электросетевого хозяйства:
1) довольно много объектов электроэнергетики имеют высокий физический и моральный износ и требуют замены;
2) в эксплуатации применяются множество морально-устаревшего масленого коммутирующего электрооборудования, что снижает живучесть энергосистемы;
3) в энергосистеме насчитывается приличное количество абонентских ПС, ТП, КТП и трансформаторов 6-10-35-110 кВ. Это не дает определить реальной картины о состоянии электрооборудования на них (отсутствуют годы ввода, данные КЛ-6-10-35-100 кВ и т.д.);
4) наличие бесхозяйственных объектов электросетевого хозяйства;
5) в большей части необходима замена, реконструкция, модернизация средств управления (РЗА, ПА);
6) применение упрощенных схем на ПС 110/35/6 в энергосистеме занимают значительный процент;
7) недостаточность оборудования системами технического и коммерческого учета, позволяющими точно определять объемы, составлять балансы, устанавливать места и количество коммерческих потерь.
Формирование перспективной схемы электрических сетей г. Тольятти и подбор основных ее характеристик для обеспечения бесперебойного электроснабжения электроприемников нацелено на:
1) повышение пропускной способности, эксплуатационной гибкости сети и подстанции;
2) увеличение качественных и количественных характеристик электроснабжения отдельных районов города и крупных потребителей;
3) создание необходимых условий для подключения новых объектов промышленного, коммунально-бытового, транспортного и других секторов к электрическим сетям;
4) устранение «узких» мест в электросетях 6-10-35-110 кВ, влияющих на производительность энергосистемы в целом.
Сегодня рассматривается вопрос о дальнейшем прогрессировании электрических сетей энергосистемы г. Тольятти. Необходимость этого диктуется требованиями, которые обеспечат стабильность в электроснабжении намеченных к строительству новых предприятий сельского хозяйства, коммунально-бытового сектора, промышленных предприятий, а также потребностью в увеличении надежности их электроснабжения и качества электроэнергии. Для достижения планируемых задач необходимо:
1) предусмотреть модернизацию и реконструкцию, находящихся на сегодняшний день в эксплуатации подстанций, а именно:
2) замену работающих трансформаторов с увеличением номинальной мощности;
3) монтажа дополнительных трансформаторов на однотрансформаторных ПС;
4) проектирование и строительство новых подстанций, питающих и отходящих линий электропередач.
5) предусмотреть необходимый объем замены ВЛ-35-110 кВ отработанные свой нормативный срок службы, после проведения технического освидетельствования не пригодных к дальнейшей эксплуатации, а так же строительство новых линий для оптимизации электрической схемы энергосистемы.
Актуальность темы обусловлена тем, что:
1) снижение уровня технического состояния, моральный и физический износ силового электрооборудования подстанции являются главными причинами увеличения повреждения элементов подстанции, ухудшения качества электроэнергии, увеличения аварийных (непланируемых) отключений, а для сетевой организации к тому же недоотпуск в сеть.
2) замена силовых трансформаторов 110/6 кВ влечет за собой целый комплекс мероприятий, нацеленных в первую очередь, на повышение работоспособности подстанции, что в конечном итоге приведет к улучшению проблем оговоренных мною выше.
Целью магистерской диссертации является повышение надежности функционирования подстанции для обеспечения потребности потребителей в полном объеме качественной и бесперебойной электроэнергией с применением Российского оборудования в рамках импортозамещения.
Основные задачи реконструкции ПС 110/6 кВ «Восточная» с заменой силовых трансформаторов с увеличением мощности:
1) описание объекта проектирования - ПС 110/6 «Восточная», основные проблемы с электрооборудованием в процессе эксплуатации;
2) комплексная проверка ЭМС на подстанции, расчет нагрузок и выбор силовых трансформаторов, обследование фундаментов Т-1, Т-2;
3) разработка мероприятий по обеспечению ЭМС для МП аппаратуры РЗА, ТМ, АИИС КУЭ и связи на ПС 110/6 кВ «Восточная», разработка основных технических решений и определение структуры комплекса РЗА.
В выпускной квалификационной работе произведен выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов, взамен физически и морально устаревших, с плохими показателями эксплуатационных характеристик. Устанавливаемые трансформаторы типа ТРДН 25000/110/6 кВ УХЛ-1.
Из-за негарантированной работы систем РЗА (57%) была произведена комплексная проверка электромагнитной совместимости на ПС «Восточная».
Проверка показала - общая электромагнитная обстановка на ПС 110/6 кВ «Восточная» является неблагоприятной.
Результаты проведенного анализа и расчетов позволяют сделать вывод, что прогнозируемая ЭМО на ПС в целом не представляет опасности для нормального функционирования проектируемой МПА РЗА, ТМ, АИИС КУЭ, связи.
После обследования фундаментов, ввиду несоответствия материалов фундаментов, а также наличия имеющихся дефектов представляется целесообразным при замене трансформаторов выполнить устройство нового фундамента под трансформаторы.
Из-за негарантированной работы систем РЗА (57%) была произведена комплексная проверка электромагнитной совместимости на ПС «Восточная».
Проверка показала - общая электромагнитная обстановка на ПС 110/6 кВ «Восточная» является неблагоприятной.
Результаты проведенного анализа и расчетов позволяют сделать вывод, что прогнозируемая ЭМО на ПС в целом не представляет опасности для нормального функционирования проектируемой МПА РЗА, ТМ, АИИС КУЭ, связи.
После обследования фундаментов, ввиду несоответствия материалов фундаментов, а также наличия имеющихся дефектов представляется целесообразным при замене трансформаторов выполнить устройство нового фундамента под трансформаторы.
