Электроэнергетика является одной из самых важных отраслей в промышленности в целом. Она занимается генерацией, преобразованием и передачей электроэнергии.
Электрическая энергия широко используется в повседневной жизни и во многих областях экономики из-за ее универсальности и простоты использования. Основным свойством электроэнергии является её способность производить энергию в больших количествах и передавать её на большие расстояния.
Основные задачи, решаемые людьми в энергетики Российской Федерации (РФ) в настоящее время:
• увеличение объемов производства;
• ускорение постройки новых энергетических установок;
• сокращение средств на постройку;
• уменьшение затрат и топливо, соответственно уменьшение стоимости электроэнергии;
• увеличение производительности;
• совершенствование процесса производства электроэнергии.
В 2021 году производство электроэнергии электростанциями единой энергетической системы России составило 1156 млрд кВт/ч. Наибольшее количество энергии выработали ТЭС более 80%. С каждым годом увеличивается установленная мощность электростанций, за счет увеличение качества действующего оборудования на станциях, а также за счет ликвидаций устаревшего и неэффективного оборудования.
Все части электроэнергетики важны и не могу работать друг без друга.
Одной из частей передачи и дальнейшего распределения энергии, является электрическая подстанция. Подстанция представляется собой электроустановку, служащую для приема, преобразования и дальнейшего распределения электроэнергии. Она состоит из множества важных элементов: силовых трансформаторов, открытых и закрытых распределительных устройств, шин, секций шин, разъединителей, силовых выключателей, систем для питания собственных нужд, систем различных защит и автоматики, устройства плавки гололеда на ВЛ и т.д.
Целью выпускной квалификационной работы является реконструкция электрической части ГПП 110/35/6 кВ «ВАЗ-строительная» для увеличения ее мощности.
Задачи работы:
• выполнить анализ подстанции;
• выполнить расчет потерь электрической энергии на подстанции;
• произвести технико-экономический расчет номинальной мощности трансформатора;
• выполнить расчет токов короткого замыкания;
• произвести выбор электрооборудования для подстанции;
• выбрать устройство релейной защиты;
• выполнить расчет заземления и молниеотводы.
Начальным этапом ВКР стал анализ электрической части понизительной подстанции в городе Тольятти - «ВАЗ-строительная». Анализ и расчет электрических нагрузок показал, что на подстанции установлены старые и не удовлетворяющие условиям эксплуатации трансформаторы, общая мощность подстанции составила 38,46 МВА. Был разработан план дальнейшей реконструкции подстанции. В виду строительства новый близлежащих объектов, подстанция планирует присоединение новых мощностей, исходя из этого было принято решение заменить старые трансформаторы типа ТДТН 25000 кВа и ТДТН 31500 кВа на новые, более современные и мощные трансформаторы завода 81ешепзТДТН 40000 кВа две штуки. Был произведен технико-экономический расчет, который показал, что трансформаторы тип ТДТН 40000/110/35/6 удовлетворяют новым условиям эксплуатации подстанции.
Следующим этапом стало выбор электрической схемы подстанции. Схема №110-4Н «с двумя блоками выключателей и неавтоматической перемычкой со стороны линии» [14]
Далее были рассчитаны токи короткого замыкания. Ток к.з. на низкой стороне составил 15,73 кА. По рассчитанным результатом коротких замыканий выбиралось оборудование, подходящее под требования предъявляемым к отличающимся способностям и термической стойкости.
Далее выбиралось электрическое оборудование на подстанции.
Принимались к установке выключатели на стороне ВН - элегазовый выключатель Шведской фирмы АВВ марки LTD145D1/5, на стороне СН так же элегазовый выключатель фирмы АВВ ОВН 36, на стороне НН уже вакуумный выключатель Российской фирмы «Элтехника» марки VF12.
Разъединители на стороне ВН рассчитан и принят к установке РГН- 110/1000 УХЛ-1, на стороне СН РГН-35/1000 УХЛ-, разъединители подходят по всем параметрам и принимаются к установке.
Выбор трансформатора тока, на стороне ВН ТОЛ-110 Ш-3, на стороне СН ТЛО-35, на стороне НН ТЛО-10, все трансформаторы токов удовлетворяют предъявленным к ним требованиям и принимаются к установке.
Трансформатор напряжения, на стороне ВН стал НАМИ-100 УХЛ-1, на стороне СН НАМИ-35 УХЛ-1, на стороне НН НАМИ-10(6)-95 УХЛ-2, данные трансформаторы напряжения также принимаются к установке.
Предохранители на всех сторонах выбрались одной фирмы типа ПКН, для ВН стороны ПКН 001-110 У1, для СН ПКН 001-35 У1, для НН ПКН 0016 У1.
Релейная защита выполнена на базе современных микропроцессорных терминалах Российского производства и разработки «ЭКРА».
При расчете собственных нужд был выбран трансформатор ТМГ-100/6.
Рассчитано и выбрано заземление, а также молниезащита подстанции, которая выполнена стержневыми молниеотводами.
В конечном итоге выпускной квалификационной работы был разработан и спроектирован план для реконструкции электрической части понизительной подстанции «ВАЗ-строительная» 110/35/6, план полностью удовлетворяет всем условиям эксплуатации подстанции, а также современным нормам и требованиям к уровням надежность электроснабжения и безопасности.
