Реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ «Песьяново»
|
Введение 4
1 Анализ исходных данных 6
1.1 Техническая характеристика подстанции 110/10 кВ «Песьяново» до проведения реконструкции 6
1.2 Обоснование необходимости проведения реконструкции 11
2 Разработка проекта реконструкции электрической части подстанции 110/10 кВ
«Песьяново» 14
2.1 Выбор схемы электрических соединений подстанции 110/10 кВ
«Песьяново» 14
2.2 Расчёт электрических нагрузок подстанции 110/10 кВ «Песьяново» 18
2.3 Выбор и проверка силовых трансформаторов на подстанции 110/10 кВ
«Песьяново» 22
2.4 Выбор и проверка проводников подстанции 110/10 кВ «Песьяново» 24
2.5 Расчёт токов короткого замыкания на ПС-110/10 кВ «Песьяново» 31
2.6 Выбор и проверка электрических аппаратов и оборудования на
подстанции 110/10 кВ «Песьяново» 39
2.7 Разработка мероприятий по повышению энергоэффективности на
понизительной подстанции 110/10 кВ «Песьяново» 43
3. Разработка мероприятий по технике безопасности и охране труда 50
3.1 Обеспечение безопасности жизнедеятельности проекта 50
3.2 Обеспечение экологической безопасности проекта 58
Заключение 61
Список используемой литературы и используемых источников
1 Анализ исходных данных 6
1.1 Техническая характеристика подстанции 110/10 кВ «Песьяново» до проведения реконструкции 6
1.2 Обоснование необходимости проведения реконструкции 11
2 Разработка проекта реконструкции электрической части подстанции 110/10 кВ
«Песьяново» 14
2.1 Выбор схемы электрических соединений подстанции 110/10 кВ
«Песьяново» 14
2.2 Расчёт электрических нагрузок подстанции 110/10 кВ «Песьяново» 18
2.3 Выбор и проверка силовых трансформаторов на подстанции 110/10 кВ
«Песьяново» 22
2.4 Выбор и проверка проводников подстанции 110/10 кВ «Песьяново» 24
2.5 Расчёт токов короткого замыкания на ПС-110/10 кВ «Песьяново» 31
2.6 Выбор и проверка электрических аппаратов и оборудования на
подстанции 110/10 кВ «Песьяново» 39
2.7 Разработка мероприятий по повышению энергоэффективности на
понизительной подстанции 110/10 кВ «Песьяново» 43
3. Разработка мероприятий по технике безопасности и охране труда 50
3.1 Обеспечение безопасности жизнедеятельности проекта 50
3.2 Обеспечение экологической безопасности проекта 58
Заключение 61
Список используемой литературы и используемых источников
В современной электроэнергетике на первое место выходят технико-экономические показатели, тесно связанные с надёжностью и экономичностью электрических сетей и подстанций.
Известно, что понизительные подстанции систем электроснабжения городов и населённых пунктов являются важнейшим звеном питания и распределения электроэнергии.
В случае сбоев и аварий на понизительных подстанциях, а также несоответствия поставляемой электроэнергии установленным нормам качества, потребители будут нести большие экономические убытки на всех уровнях энергосистемы и секторах промышленности.
По этой причине к системам электроснабжения понизительных трансформаторных подстанций предъявляются повышенные требования, которые состоят в применении современных надёжных и экономичных схемных решений с целью обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей городов и населённых пунктов, а также использование новейших разработок оборудования подстанций.
В последние десятилетия в электроэнергетике появились инновационные решения в области электрических аппаратов, сетей и схем трансформаторных подстанций.
Их применение позитивно сказывается на надёжности и эксплуатации оборудования подстанций, значительно повышаются технико-экономические показатели и характеристики не только самой понизительной распределительной подстанции, но и энергосистемы в целом.
Целью работы является разработка проекта реконструкции электрической части подстанции 110/10 кВ «Песьяново» при соблюдении требований надёжности и экономичности принятых основных решений.
Объектом исследования в работе является система электроснабжения трансформаторной подстанции 110/10 кВ «Песьяново» для питания потребителей различного типа (промышленных, бытовых и коммунальных).
Предметом исследования в работе являются схема электрических соединений системы электроснабжения трансформаторной подстанции 110/10 кВ для питания потребителей, а также элементы рассматриваемой системы электроснабжения указанной понизительной подстанции, а именно: схема электрических соединений, электрические сети и электрические аппараты.
Основными задачами работы является:
- проведение анализа исходных данных, в результате чего рассматривается техническая характеристика подстанции 110/10 кВ «Песьяново» до проведения реконструкции. На основании анализа исходных данных проводится обоснование проведения реконструкции подстанции;
- разработка проекта реконструкции электрической части подстанции 110/10 кВ «Песьяново», первоначально включающая выбор схемы электрических соединений подстанции 110/10 кВ «Песьяново». Далее, на основании результатов расчёта электрических нагрузок и токов короткого замыкания, осуществляется выбор и проверка силовых трансформаторов, проводников, электрических аппаратов и оборудования на понизительной подстанции 110/10 кВ «Песьяново». Отдельно также разрабатывается комплекс мероприятий по повышению энергоэффективности в системе электроснабжения понизительной подстанции 110/10 кВ «Песьяново»;
- разработка мероприятий по безопасности жизнедеятельности и экологической безопасности при выполнении работ на подстанции 110/10 кВ «Песьяново».
Решения основных поставленных основных задач в работе проводятся, исходя из нормативно - технических источников, учебной литературы и типовых проектов.
Известно, что понизительные подстанции систем электроснабжения городов и населённых пунктов являются важнейшим звеном питания и распределения электроэнергии.
В случае сбоев и аварий на понизительных подстанциях, а также несоответствия поставляемой электроэнергии установленным нормам качества, потребители будут нести большие экономические убытки на всех уровнях энергосистемы и секторах промышленности.
По этой причине к системам электроснабжения понизительных трансформаторных подстанций предъявляются повышенные требования, которые состоят в применении современных надёжных и экономичных схемных решений с целью обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей городов и населённых пунктов, а также использование новейших разработок оборудования подстанций.
В последние десятилетия в электроэнергетике появились инновационные решения в области электрических аппаратов, сетей и схем трансформаторных подстанций.
Их применение позитивно сказывается на надёжности и эксплуатации оборудования подстанций, значительно повышаются технико-экономические показатели и характеристики не только самой понизительной распределительной подстанции, но и энергосистемы в целом.
Целью работы является разработка проекта реконструкции электрической части подстанции 110/10 кВ «Песьяново» при соблюдении требований надёжности и экономичности принятых основных решений.
Объектом исследования в работе является система электроснабжения трансформаторной подстанции 110/10 кВ «Песьяново» для питания потребителей различного типа (промышленных, бытовых и коммунальных).
Предметом исследования в работе являются схема электрических соединений системы электроснабжения трансформаторной подстанции 110/10 кВ для питания потребителей, а также элементы рассматриваемой системы электроснабжения указанной понизительной подстанции, а именно: схема электрических соединений, электрические сети и электрические аппараты.
Основными задачами работы является:
- проведение анализа исходных данных, в результате чего рассматривается техническая характеристика подстанции 110/10 кВ «Песьяново» до проведения реконструкции. На основании анализа исходных данных проводится обоснование проведения реконструкции подстанции;
- разработка проекта реконструкции электрической части подстанции 110/10 кВ «Песьяново», первоначально включающая выбор схемы электрических соединений подстанции 110/10 кВ «Песьяново». Далее, на основании результатов расчёта электрических нагрузок и токов короткого замыкания, осуществляется выбор и проверка силовых трансформаторов, проводников, электрических аппаратов и оборудования на понизительной подстанции 110/10 кВ «Песьяново». Отдельно также разрабатывается комплекс мероприятий по повышению энергоэффективности в системе электроснабжения понизительной подстанции 110/10 кВ «Песьяново»;
- разработка мероприятий по безопасности жизнедеятельности и экологической безопасности при выполнении работ на подстанции 110/10 кВ «Песьяново».
Решения основных поставленных основных задач в работе проводятся, исходя из нормативно - технических источников, учебной литературы и типовых проектов.
В результате выполнения работы разработан проект по реконструкции электрической части подстанции 110/10 кВ «Песьяново» при соблюдении требований надёжности и экономичности принятых основных решений.
В работе, согласно поставленному заданию и основной цели, осуществлено решение основных поставленных задач:
- проведён анализа исходных данных, в результате чего рассмотрена техническая характеристика подстанции 110/10 кВ «Песьяново» до проведения реконструкции. На основании анализа исходных данных проведено обоснование проведения реконструкции подстанции;
- осуществлена непосредственная разработка проекта реконструкции электрической части подстанции 110/10 кВ «Песьяново», первоначально включающая выбор схемы электрических соединений подстанции 110/10 кВ «Песьяново». Далее, на основании результатов расчёта электрических нагрузок и токов короткого замыкания, осуществляется выбор и проверка силовых трансформаторов, проводников, электрических аппаратов и оборудования на понизительной подстанции 110/10 кВ «Песьяново». Отдельно также разработан комплекс мероприятий по повышению энергоэффективности в системе электроснабжения понизительной подстанции 110/10 кВ «Песьяново».
В результате выполнения работы получены следующие основные результаты:
- установлено, что к ПС-110/10 кВ «Песьяново» необходимо подключить дополнительную нагрузку, изначально не предусмотренную проектными условиями. В виду этого факта, внесены изменения в исходную схему первичных соединений подстанции, а также проверены мощность силовых трансформаторов на данной понизительной подстанции, марки и сечения проводников и типономиналы электрических аппаратов;
- так как ПС-110/10 кВ «Песьяново» относится к узловой подстанции, в схеме ОРУ-110 кВ в результате проведения реконструкции обосновано применение радиальной схемы соединений с резервированием неавтоматической ремонтной перемычкой (схема «4Н»), состоящей из жёсткого токопровода с двумя разъединителями, которые в нормальном режиме отключены, благодаря чему в схеме ОРУ-110 кВ будет значительно повышена надёжность, необходимая для своевременного и качественного обеспечения питанием потребителей 1 и 2 категории надёжности при выводе в ремонт элементов ОРУ-110 кВ. Кроме того, неавтоматическая ремонтная перемычка используется также для транзитных перетоков мощности между другими подстанциями энергосистемы, что делает схему ПС-110/10 кВ «Песьяново» более гибкой;
- в виду того, что рассматриваемая в работе ПС-110/10 кВ «Песьяново» обеспечивает питание потребителей 1 и 2 категории, следовательно, согласно требованиям [4], в её схеме ВН на ОРУ-110 кВ применяются два источника питания, которые по отношению друг к другу будут независимы. Таким образом будут выполнены требования и условия [4];
- дополнительно в ОРУ-110 кВ произведена замена устаревшего и неэффективного блока «отделитель - короткозамыкатель» на высоковольтный выключатель высокого напряжения в виду участившихся аварий и невозможностью оперативного отключения цепи данными аппаратами, которые выработали свой коммутационный ресурс, а также не обеспечивают достаточную надёжность схемы ОРУ-110 кВ и всей рассматриваемой понизительной подстанции в целом [4]. Применение таких современных решений на ОРУ-110 кВ значительно повысит надёжность, гибкость и экономичность схемы РУ-10 кВ ПС-110/10 кВ «Песьяново»;
- в результате проведения расчёта на понизительной трансформаторной
подстанции ПС-110/10 кВ «Песьяново» в распределительных устройствах высшего (110 кВ) и низшего (10 кВ) номинальных напряжений заменены устаревшие типы и марки электрических аппаратов и оборудования, в частности, выключатели, разъединители, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения на новые современные типы для установки их в соответствующих распределительных устройствах ПС -110/10 кВ «Песьяново». Результаты выбора электрических аппаратов напряжением 110 кВ в реконструируемой схеме ПС-110/10 кВ «Песьяново»: выключатель высокого напряжения LTB-145D1/B-31,5/2000, разъединитель РГ-110/1000У1, трансформатор тока ТВТ-110, трансформатор напряжения НДКМ-110, ограничители перенапряжений ОПН-У/TEL-110/84-УХЛ1. Результаты выбора электрических аппаратов напряжением 10 кВ в реконструируемой схеме ПС - 110/10 кВ «Песьяново» : выключатель высокого напряжения ВВ/ТЕЕ-10- 20/3600-У2-48 (ввод и секционный ВВН), ВВ/ТЕЕ-10-20/630-У2-48, (ВВН к отходящим потребителям), предохранитель плавкий ПК-10-16 (для защиты ТТ), трансформатор тока ТЛО-10, трансформатор напряжения НАМИ-10, ограничители перенапряжений ОПН-КР/TEL-10/12 УХЛ1;
- расчётом установлено, что ранее установленные до проведения реконструкции на понизительной ПС-110/10 кВ «Песьяново» силовые трансформаторы ТДН-25000/110 не нуждаются в замене в связи с подключением к ПС-110/10 кВ новых потребителей. Выбранные силовые трансформаторы удовлетворяет условиям проверок как в нормальном, так и в послеаварийном режимах работы, следовательно, обеспечат питание потребителей установленной 1 и 2 категории надёжности без сбоев и аварий за счёт применения резервирования, а также необходимой мощности.
Реконструированная схема ПС-110/10 кВ «Песьяново» удовлетворяет всем требованиям нормативных документов.
В работе, согласно поставленному заданию и основной цели, осуществлено решение основных поставленных задач:
- проведён анализа исходных данных, в результате чего рассмотрена техническая характеристика подстанции 110/10 кВ «Песьяново» до проведения реконструкции. На основании анализа исходных данных проведено обоснование проведения реконструкции подстанции;
- осуществлена непосредственная разработка проекта реконструкции электрической части подстанции 110/10 кВ «Песьяново», первоначально включающая выбор схемы электрических соединений подстанции 110/10 кВ «Песьяново». Далее, на основании результатов расчёта электрических нагрузок и токов короткого замыкания, осуществляется выбор и проверка силовых трансформаторов, проводников, электрических аппаратов и оборудования на понизительной подстанции 110/10 кВ «Песьяново». Отдельно также разработан комплекс мероприятий по повышению энергоэффективности в системе электроснабжения понизительной подстанции 110/10 кВ «Песьяново».
В результате выполнения работы получены следующие основные результаты:
- установлено, что к ПС-110/10 кВ «Песьяново» необходимо подключить дополнительную нагрузку, изначально не предусмотренную проектными условиями. В виду этого факта, внесены изменения в исходную схему первичных соединений подстанции, а также проверены мощность силовых трансформаторов на данной понизительной подстанции, марки и сечения проводников и типономиналы электрических аппаратов;
- так как ПС-110/10 кВ «Песьяново» относится к узловой подстанции, в схеме ОРУ-110 кВ в результате проведения реконструкции обосновано применение радиальной схемы соединений с резервированием неавтоматической ремонтной перемычкой (схема «4Н»), состоящей из жёсткого токопровода с двумя разъединителями, которые в нормальном режиме отключены, благодаря чему в схеме ОРУ-110 кВ будет значительно повышена надёжность, необходимая для своевременного и качественного обеспечения питанием потребителей 1 и 2 категории надёжности при выводе в ремонт элементов ОРУ-110 кВ. Кроме того, неавтоматическая ремонтная перемычка используется также для транзитных перетоков мощности между другими подстанциями энергосистемы, что делает схему ПС-110/10 кВ «Песьяново» более гибкой;
- в виду того, что рассматриваемая в работе ПС-110/10 кВ «Песьяново» обеспечивает питание потребителей 1 и 2 категории, следовательно, согласно требованиям [4], в её схеме ВН на ОРУ-110 кВ применяются два источника питания, которые по отношению друг к другу будут независимы. Таким образом будут выполнены требования и условия [4];
- дополнительно в ОРУ-110 кВ произведена замена устаревшего и неэффективного блока «отделитель - короткозамыкатель» на высоковольтный выключатель высокого напряжения в виду участившихся аварий и невозможностью оперативного отключения цепи данными аппаратами, которые выработали свой коммутационный ресурс, а также не обеспечивают достаточную надёжность схемы ОРУ-110 кВ и всей рассматриваемой понизительной подстанции в целом [4]. Применение таких современных решений на ОРУ-110 кВ значительно повысит надёжность, гибкость и экономичность схемы РУ-10 кВ ПС-110/10 кВ «Песьяново»;
- в результате проведения расчёта на понизительной трансформаторной
подстанции ПС-110/10 кВ «Песьяново» в распределительных устройствах высшего (110 кВ) и низшего (10 кВ) номинальных напряжений заменены устаревшие типы и марки электрических аппаратов и оборудования, в частности, выключатели, разъединители, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения на новые современные типы для установки их в соответствующих распределительных устройствах ПС -110/10 кВ «Песьяново». Результаты выбора электрических аппаратов напряжением 110 кВ в реконструируемой схеме ПС-110/10 кВ «Песьяново»: выключатель высокого напряжения LTB-145D1/B-31,5/2000, разъединитель РГ-110/1000У1, трансформатор тока ТВТ-110, трансформатор напряжения НДКМ-110, ограничители перенапряжений ОПН-У/TEL-110/84-УХЛ1. Результаты выбора электрических аппаратов напряжением 10 кВ в реконструируемой схеме ПС - 110/10 кВ «Песьяново» : выключатель высокого напряжения ВВ/ТЕЕ-10- 20/3600-У2-48 (ввод и секционный ВВН), ВВ/ТЕЕ-10-20/630-У2-48, (ВВН к отходящим потребителям), предохранитель плавкий ПК-10-16 (для защиты ТТ), трансформатор тока ТЛО-10, трансформатор напряжения НАМИ-10, ограничители перенапряжений ОПН-КР/TEL-10/12 УХЛ1;
- расчётом установлено, что ранее установленные до проведения реконструкции на понизительной ПС-110/10 кВ «Песьяново» силовые трансформаторы ТДН-25000/110 не нуждаются в замене в связи с подключением к ПС-110/10 кВ новых потребителей. Выбранные силовые трансформаторы удовлетворяет условиям проверок как в нормальном, так и в послеаварийном режимах работы, следовательно, обеспечат питание потребителей установленной 1 и 2 категории надёжности без сбоев и аварий за счёт применения резервирования, а также необходимой мощности.
Реконструированная схема ПС-110/10 кВ «Песьяново» удовлетворяет всем требованиям нормативных документов.