ВВЕДЕНИЕ 5
1 Характеристика объекта 7
1.1 Общая характеристика объекта 7
1.2 Анализ оборудования и режима работы подстанции 8
Выводы по разделу 1 9
2 Выбор силовых трансформаторов 10
2.1 Анализ годового графика загрузки подстанции 10
2.2 Выбор мощности трансформаторов 13
Выводы по разделу 2 21
3 Расчет токов короткого замыкания 22
4 Выбор оборудования подстанции 26
4.1 Выбор выключателей 26
4.2 Выбор и проверка трансформаторов тока 30
4.3 Выбор разъединителей на стороне 110 кВ 33
4.4 Выбор трансформаторов напряжения подстанции «Таволги» 34
Выводы по разделу 4 37
5 Расчет релейной защиты силового трансформатора 38
5.1 Расчет дифференциальной защиты 38
5.2 Газовая защита трансформатора 42
Выводы по разделу 5 42
6 Расчет системы собственных нужд подстанции «Таволги» 43
Выводы по разделу 6 44
7 Расчет системы молниезащиты и заземления подстанции 45
7.1 Заземление подстанции 45
7.2 Молниезащита подстанции 47
Выводы по разделу 7 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 51
Электроэнергетика является основой нормального функционирования экономики страны. От состояния электроэнергетической отрасли зависит и будущее развитие всех отраслей народного хозяйства.
Электроэнергетика включает в себя объекты генерации - электрические станции, а также объекты передачи - высоковольтные линии, и объекты распределения - подстанции.
Особенностью энергетической отрасли является одновременность процесса выработки, распределения и потребления электрической энергии. Это накладывает определенные ограничения на работу всех объектов электроэнергетической отрасли - они должны постоянно обеспечивать электроснабжение потребителей.
По надежности электроснабжения, согласно ПУЭ, потребители делятся на три категории. Потребители первой категории надежности должны получать питание от двух независимых источников, а время перерыва электроснабжения не должно превышать времени работы автоматического ввода резерва (АВР). Для потребителей второй категории надежности перерыв в электроснабжении не должен превышать времени ввода резерва питания в ручном режиме, а третья категория надежности допускает перерыв электроснабжения не более суток. Поэтому все потребители имеют свои категории надежности и схемы их питания должны выполняться исходя из их категории, так как электрическая энергия не может быть запасена, схемы питания объектов должны подразумевать резервирование.
Электрические подстанции являются самой многочисленной группой объектов электроэнергетики, так как они служат для распределения электрической энергии между потребителями.
Основным оборудованием подстанций являются силовые трансформаторы, которые преобразуют напряжение одного класса в другой класс напряжения той же мощности. Кроме того, схемы подстанций подразумевают установку коммутационной аппаратуры - высоковольтных выключателей, разъединителей -обеспечивающих создание видимых разрывов в цепях линий и трансформаторов при проведении работ. Кроме того, для защиты оборудования подстанции, должны устанавливаться устройства релейной защиты и автоматики, чтобы в случае повреждения элемент был выведен из работы с минимальными повреждениями.
Релейная защита подстанций подразумевает установку защит на приходящих и отходящих линиях электропередачи, а также на силовом трансформаторе. Перечень защит, обязательных к установке, оговаривается в правилах устройства электроустановок (ПУЭ).
Целью выпускной квалификационной работы является разработка проекта реконструкции электрической части подстанции «Таволги».
Задачами выпускной квалификационной работы являются:
1. Анализ текущего состояния подстанции;
2. Выбор оборудования подстанции;
3. Расчет молниезащиты и заземления подстанции.
При разработке проектов реконструкции подстанции, следует учитывать все вышеперечисленные требования и ограничения. Схемы подстанций выбирать исходя из потребителей, подключённых к подстанции, от этого будет зависеть и число выключателей, разъединителей измерительных трансформаторов тока и напряжения. При реконструкции применяются только современные виды оборудования, не допускается использование масляных или воздушных выключателей на подстанциях, силовые трансформаторы должны выбираться исходя из технико-экономического сравнения, включающего в себя оценку потерь в силовом трансформаторе, стоимость обслуживания и количество капитальных затрат.
В выпускной квалификационной работе выполнен проект реконструкции электрической части понизительной подстанции «Таволги» 110/35/10 кВ.
Для выполнения проекта реконструкции необходимо выполнить анализ состояния подстанции. Подстанция «Таволги» была введена в эксплуатацию в 1989 году. В настоящее время на подстанции «Таволги» установлено два силовых трансформатора ТДТН-25000/110/35/10. Анализ загрузки подстанции показал, что силовые трансформаторы работают с перегрузкой. Согласно данным эксплуатирующей организации к подстанции «Таволги» закрыто присоединение новых потребителей. Кроме того, основными потребителями на стороне 10 кВ являются объекты нефтедобывающего комплекса, поэтому любая аварийная ситуация на подстанции приведет к перебою электроснабжения ответственных потребителей и большим экономическим потерям.
Расчет годового упорядоченного графика нагрузки подстанции «Таволги» показал, что на подстанции требуется установить силовые трансформаторы мощностью выше 40 МВА. Согласно каталогам отечественных производителей, для сравнения выбраны два варианта: с трансформаторами ТДТН 63000/110/35/10 кВ и ТДЦТН 80000/110/35/10 кВ. Трансформатор ТДЦТН 80000/110/35/10 не удовлетворил условиям минимума приведенных затрат, поэтому к установке на подстанции «Таволги» было принято решение установить два силовых трансформатора мощностью 63 МВА. Установка данных трансформаторов позволит существенно повысить пропускную способность подстанции и выполнять подключение новых потребителей.
После выбора силовых трансформаторов выполнен расчет симметричных токов короткого замыкания. Значения токов короткого замыкания использованы для выбора и проверки оборудования подстанции выполненного в четвертом разделе ВКР.
Для установки на подстанции «Таволги» приняты на стороне ОРУ 110 кВ высоковольтные элегазовые баковые выключатели ВЭБ УЭТМ 110-2500. На стороне 35 кВ установлены вакуумные выключатели марки ВВН СЭЩ 35-1600. На стороне 10 кВ в шкафах КРУ устанавливаем вакуумные выключатели марки ВРС-10, выключатель с номинальным током 4000 А, устанавливается в качестве вводного и секционного выключателя, на отходящих линиях устанавливаются выключатели с менышим номинальным током 1600 А.
Далее в ВКР выбраны разъединители для ОРУ 110 кВ и 35 кВ. Для ОРУ 110 кВ выбраны РГ-110/1000, а для стороны 35 кВ разъединители РГП- СЭЩ-35-1000.
Для подключения измерительных приборов, счетчиков, а также устройств релейной защиты и автоматики выбраны трансформаторы тока. На стороне 110 кВ приняты трансформаторы тока ТВ-110-400/5, для стороны 35 кВ выбраны ТОЛ СЭЩ - 35-1000/5, а для стороны 6 кВ шинный трансформатор тока ТШЛ СЭЩ - 10 4000/5.
Трансформаторы напряжения выбраны на стороне 110 кВ - ЗНОГ-110, на стороне 35 кВ - ЗНОМ-35, а для стороны 10 кВ - ЗНОЛ СЭЩ - 10.
Для защиты силового трансформатора выполнен расчет уставок дифференциальной защиты выполненной на базе микропроцессорного блока RET 670 производства Группа АББ.
Для питания системы собственных нужд выполнен расчет мощности потребителей собственных нужд подстанции, а также выбраны трансформаторы собственных нужд. ТСЗ-63/10/0,4.
Выполнен расчет молниезащиты подстанции «Таволги» и расчет заземления ОРУ.
В результате выполнения ВКР разработан проект реконструкции подстанции, отвечающий современным требованиям к проектированию и реконструкции подстанций. Использовано современное оборудование преимущественно отечественного производства.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
