Единая электроэнергетическая система (ЕЭС) представляет собой сложную систему, включающую в себя различные элементы. Элементами единой электроэнергетической системы являются трансформаторные подстанции, электрические станции, линии связи. Каждый элемент единой электроэнергетической выполняет определенные функции.
Трансформаторные подстанции - это электроустановки служащие для преобразования и распределения электрической энергии. В состав трансформаторных подстанций входят распределительные устройства и преобразовательные трансформаторы. Распределительное устройство - это электроустановка предназначенная для приема и распределения электрической энергии. Силовые преобразовательные трансформаторы необходимы для преобразования электрической энергии одного класса напряжения в другой, поэтому трансформаторные подстанции могут выполняться повышающими - когда на подстанции установлены повышающие трансформаторы или понижающими - когда на подстанции установлены понижающие трансформаторы.
Кроме того, подстанции (ПС) могут играть определенную роль в ЕЭС, а место их установки и подключения в ЕЭС определяет тип подстанции. Поэтому подстанции могут быть концевыми (тупиковыми), на ответвлении, узловыми, проходными и т.д. Каждый тип ПС требует определенных схемных решений, в частности схем распределительных устройств.
Развитие ЕЭС России происходило поэтапно, поэтому основная часть подстанций строилась в одно и то же время. Основная часть ПС была построена в 50-60 годах 20 века. Согласно данным из ежегодных отчетов АО «Системный оператор Единой энергетической системы» (АО «СО ЕЭС») в девяностые годы 20 века, наблюдался спад по потреблению электрической энергии и мощности в целом по всей энергосистеме России. Это было обусловлено спадом различных отраслей промышленности и сельского хозяйства. Такой спад в электропотреблении позволил электроэнергетической отрасли не вести широкомасштабных реконструкций объектов электросетевого комплекса в том числе и подстанций. Согласно, тем же данным АО «СО ЕЭС», потребление в ЕЭС России достигло своих значений, начала 90-ых годов только к 2010-2012 годам.
Продолжающийся рост промышленности, сельского хозяйства и как следствие рост благосостояния населения влечет за собой увеличение электропотребления по всей ЕЭС России. Того запаса мощности, уже недостаточно, поэтому необходимо проводить комплексную реконструкцию и строительство новых объектов электросетевого комплекса и объектов генерации.
Тема выпускной квалификационной работы (ВКР) актуальна, так как направлена на разработку проекта реконструкции электрической части подстанции. При этом рассматривается вопрос не просто замены физически и морально устаревшего оборудования, но и увеличение мощности ПС.
Целью ВКР является - разработка проекта реконструкции электрической части понизительной подстанции 110/35/10 кВ «Ува»
Согласно поставленной цели в работе предлагается выполнить решение следующих задач:
- произвести анализ текущего состояния объекта;
- выполнить расчеты и произвести выбор электрооборудования подстанции;
- разработать систему защитных мер по предотвращению
ненормальных режимов и аварийных ситуаций на подстанции.
При выполнении выпускной квалификационной работы необходимо использовать современные методики проектирования. Использовать только современные виды оборудования. При выборе оборудования основываться на нормативных документах ПАО «Россети». Учитывать климатическое исполнение оборудования и вопросы перспективного развития питаемого района. Так же принимать во внимание категории надежности электроснабжения отдельных потребителей.
В выпускной квалификационной работе выполнен проект реконструкции электрической части подстанции 110/35/10 «Ува».
Текущая загрузка подстанции не обеспечивает возможности подключения новых потребителей и в случае возникновения аварийной ситуации на подстанции, один из трансформаторов может оказаться перегруженным выше максимально допустимой перегрузки. Поэтому на подстанции предложено выполнить замену силовых трансформаторов на более мощные. Для выбора оптимального варианта установки силового трансформатора было проведено сравнение трансформатора типа ТДТН 40 МВА и ТДТН 25 МВА. Технико-экономический расчет показал, что трансформатор типа ТДТН 25000/110/35/10 является оптимальным по величине минимума приведенных затрат и был принят к установке.
Схема ОРУ 110 кВ была сохранена, как и до реконструкции как 110-4Н, Схема подстанции не изменилась, так как роль подстанции в энергосистеме осталась прежней. Данная схема применяется для тупиковых подстанций, на которых отсутствует транзит мощности по стороне 110 кВ. На стороне 35 кВ использована схема с одной секционированной выключателем системой шин. Для распределительного устройства 10 кВ применена аналогичная схема.
В соответствии со схемой в ВКР выбрано оборудование для стороны напряжением 110 кВ: выключатели типа ВГТ-СЭЩ 110, разъединители марки РГП-СЭЩ-1-110/1250, РГП-СЭЩ-2-110/1250, трансформаторы тока марки ТОГФ-110-300/5.
Для средней стороны напряжением 35 кВ выбрано оборудование: выключатели типа ВВН-СЭЩ 35, разъединители марки РГП-СЭЩ-1-35/1000, РГП-СЭЩ-2-35/1000, трансформаторы тока модели ТОЛ-СЭЩ-35-600/5, трансформатор напряжения ЗНОЛ-СЭЩ-35.
Для низкой стороны напряжением 10 кВ выбрана ячейка комплектного распределительного устройства КРУ-70-10 производства «Самарский Электрощит». По каталогу производителя, из предложенных выключателей выбран вакуумный выключатель марки ВВУ-СЭЩ-10-50/4000, трансформаторы тока ТОЛ-СЭЩ-10-4000/5, трансформаторы напряжения ЗНОЛ-СЭЩ-10.
Выполнен расчет мощности системы собственных нужд и выбраны трансформаторы собственных нужд в количестве двух штук марки ТМГ 160/10/0,4 кВ. Все выбранное оборудование было проверено на стойкость к токам короткого замыкания, которые также были рассчитаны в ВКР.
Выполнен расчет системы заземления подстанции «Ува» и рассчитана требуемая высота и количество молниеприемников на подстанции необходимых для защиты территории от прямых ударов молнии.
На подстанции «Ува» используется постоянный оперативный ток, потому что использованы микропроцессорные блоки релейной защиты. В ВКР выполнен расчет уставок дифференциальной защиты силового трансформатора.
В результате выполнения ВКР разработан проект реконструкции электрической части подстанции «Ува» 110/35/10 кВ удовлетворяющий требованиям надежности электроснабжения потребителей. Проект реконструкции выполнен согласно действующим нормативным документам и методикам расчета и выбора оборудования.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
