Электрическая энергия является одним из самых универсальных видов энергии. Электрическая энергия производится на электрических станциях и передаётся по линиям электропередачи к потребителям. На этапе передачи электрической энергии от источника к потребителю происходит ее трансформация и распределение.
Выработка электрической энергии происходит на электрических станциях, которые различаются по способу выработки электрической энергии. Существуют электрические станции вырабатывающие электрическую энергию за счет преобразования энергии пара и газа. Так же существуют гидравлические и атомные электрические станции.
Однако передача электрической энергии на большие расстояния невозможна без повышения напряжения. Поэтому в Единой национальной электрической сети (ЕНЭС) присутствует большое количество электрических подстанций. Подстанции играют важную роль в ЕНЭС, так как выполняют распределение и преобразование напряжения. По месту подстанции в ЕНЭС различают узловые подстанции, тупиковые подстанции, ответвительные подстанции.
Основным оборудованием электрической подстанции является силовой трансформатор, к котором происходит трансформация напряжения.
Силовые трансформаторы различаются по мощности, конструкции, способу охлаждения и классам напряжения обмоток.
При выборе силового трансформатора подстанции необходимо учитывать мощность потребителей и отходящих линий. При этом существуют нормативы по загрузке трансформатора. Для двухтрансформаторных подстанций номинальный коэффициент загрузки составляет 0.7, а для однотрансформаторных 0,9.
Мощности трансформаторов являются стандартными и их выбор производится исходя из ближайшей большей типовой мощности.
Кроме силовых трансформаторов на подстанциях устанавливаются коммутационные аппараты - высоковольтные выключатели, которые предназначены для отключения и включения оборудования в номинальных режимах, при выполнении переключений, а также отключения оборудования в аварийных режимах.
На подстанциях также устанавливаются разъединители, которые не относятся к коммутационным аппаратам, так как с их помощью не производят отключений, а только создают видимый разрыв цепи для безопасности проведения работ.
Для проведения измерений, учета и подключения устройств релейной защиты на подстанции устанавливаются измерительные трансформаторы тока и напряжения. Они выполняют преобразование тока и напряжения в цепи до значений удобных для измерения.
Все оборудование подстанции так же потребляет электрическую энергию, так как приводы выключателей и разъединителей являются электродвигатели, кроме того на подстанции необходимо выполнять, подогрев различного оборудования, освещение территорий распределительных устройств и т.д. Поэтому на подстанции должны устанавливаться трансформаторы собственных нужд, обычно они подключаются со стороны низкого напряжения подстанции.
Рост нагрузок и увеличение электроприемников ставит перед электроэнергетической отраслью задачу постоянной модернизации оборудования. Необходимо производить увеличение мощности с заменой устаревшего оборудования на более современное и надежное.
Поэтому выпускная квалификационная работа, направленная на реконструкцию электрической части подстанции, является актуальной.
В выпускной квалификационной работе был выполнен проект реконструкции электрической части подстанции 110/35/6 кВ «Александровка». При выполнении проекта реконструкции электрической части подстанции 110/10 кВ «Александровка» в работе рассмотрены решения обеспечивающие надёжное электроснабжение потребителей подстанции расположенных в Ставропольском районе Самарской области.
На первом этапе выполнения выпускной квалификационной работы был проведен комплексный анализ подстанции 110 кВ «Александровка». В настоящее время на подстанции «Александровка» 110 кВ установлены силовые трансформаторы марки ТДТН с номинальной мощностью 40 МВА. Выполнен расчет коэффициента загрузки существующих силовых трансформаторов мощностью 40 МВА и получено, что трансформаторы мощностью 40 МВА не смогут справится с возросшей нагрузкой.
На основании этого в работе выполнен расчет требуемой мощности силовых трансформаторов.
По результатам проведенного сравнения и оценки вариантов установки силовых трансформаторов, на подстанции «Александровка» 110 кВ предлагается установить СТ ТДТН мощностью 63 МВА.
Выполнен расчет значений токов короткого замыкания на шинах подстанции «Александровка». Результаты расчета токов КЗ использованы при выборе и проверке оборудования подстанции принимаемое к установке на стороне 110, 35 и 6 кВ
При реконструкции подстанции «Александровка» проектом предусматривается замена системы переменного оперативного тока, на систему постоянного оперативного тока, которая обеспечит более высокую надежность подстанции «Александровка».
Выполнен расчет релейной защиты силового трансформатора ТДТН 63000/110/35/6. В ВКР рассмотрен вопрос обеспечения защиты оборудования подстанции «Александровка» от прямых ударов молнии.
Разработанный проект реконструкции электрической части подстанции 110 кВ «Александровка» соответствует всем действующим нормам и правилам проектирования электрической части понизительных подстанций.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
