Введение 4
1 Описание объекта выпускной работы 7
1.1 Анализ энергосистемы Белгородской области 8
1.2 Характеристика объекта проектирования 11
2 Выбор трансформатора главной понизительной подстанции 14
2.1 Расчет нагрузок электрических трансформаторной подстанции 14
2.2 Расчет необходимой мощности трансформаторов ТП 15
3 Выбор принципиальной схемы ГПП тепличного комплекса 18
4 Определение значений токов короткого замыкания 20
4.1 Расчет тока КЗ на сборных шинах 110 кВ 21
4.2 Расчет тока КЗ на сборных шинах 10 кВ 24
5 Выбор высоковольтного оборудования ГПП «Гринхаус» 26
5.1 Выбор оборудования ОРУ-110 кВ ГПП «Гринхаус 27
5.2 Выбор оборудования для РУ-10 кВ 33
6 Выбор трансформаторов СН ГПП «Гринхаус» 41
7 Релейная защита и автоматика 44
7.1 Дифференциальная защита трансформатора 44
7.2 Дуговая защита стороны 10 кВ 49
7.3 Система оперативного тока подстанции 50
Заключение 57
Список использованных источников 58
Сельское хозяйство - это одно из составляющих современной экономики, отвечающие за обеспечение продовольственными товарами население, а также предоставление сырья для промышленности. Уровень развития данной отрасли, позволяет оценивать степень продовольственной безопасности той или иной страны. Согласно статистике, в настоящее время в сельском хозяйстве по всему миру задействовано более одного миллиарда ЭАН (экономически активное население страны).
В годы советской власти сельскому хозяйству, со стороны правящей партии уделялось огромное внимание, в связи с этим сельское хозяйство развивалось опережающими и ударными темпами. Развал СССР, а также отсутствие многие годы государственной поддержки привело к ухудшению состояния агропромышленного комплекса РФ, снизилась продовольственная безопасность страны, увеличился уровень безработицы в сельских поселениях до рекордных максимумов. Стоит отметить, что, за это время многие земли потеряли свои плодородные свойства, в связи с использованием низкого качества удобряющих веществ.
В связи с продовольственным эмбарго и рядом других санкций со стороны США и стран Евросоюза, в России последнее время пристальное внимание уделяется становлению сельскохозяйственного комплекса, т.к. данная отрасль является основой стабильности и эффективного развития страны.
В 2012 году на очередном заседании Правительства РФ была принята стратегия и план развития агропромышленного комплекса - Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования на 2013 - 2020 гг. Основными задачами данной программы являются:
1. Увеличение индекса сельской производительности;
2. Создание и сохранение рабочих мест;
3. Расширение продукции собственного производства;
4. Увеличение экспортирующих товаров.
Так как сельскохозяйственная отрасль является стратегически важной для развития экономики страны, то при строительстве и модернизации объектов данной отрасли используются современные достижения науки и инновационные технологии.
В августе 2016 г. Белгородская государственная дума рассмотрела и приняла проект строительства крупнейшего тепличного комплекса ООО «Гринхаус» на территории области в районе села Котово. Инициатором данного проекта выступила инвестиционная компания ООО «Сигма Кэпитал». Проект принято реализовать в несколько этапов на первом этапе (4 квартал 2017 г.) планируется возвести первую очередь тепличного комплекса площадью 24 Га, с мощностью комплекса 20 тыс.т. овощей в год. К 2020 г. планируется увеличение комплекса до 108 Га. При полной мощности тепличный комплекс сможет производить до 95 тыс. т овощей в год. Реализация данного проекта на территории области позволит получить статус «тепличной столицы России», а также обеспечить появление новых рабочих мест в регионе.
При защите данного проекта ООО «Сигма Кэпитал», выполнила сравнительный анализ множество условий электроснабжения планируемого тепличного комплекса, а именно:
1. Технологическое присоединение к электрическим сетям МРСК по тарифу ВН или СН2.
2. Технологическое присоединение к сетям ПАО «ФСК ЕЭС» по тарифу ФСК.
3. Строительство собственной генерирующей станции.
В ходе сравнительного анализа, было установлено, что наиболее экономически выгоден вариант технологического присоединения к сетям ПАО «ФСК ЕЭС».
Согласно СП.13330.2011, схему электроснабжения тепличных комплексов следует проектировать в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Согласно техническим условиям на технологическое присоединение к электрическим сетям ПАО «ФСК ЕЭС» электроустановок ООО «Гринхаус» электроприемники относятся к 3 категории бесперебойности электроснабжения.
Целью данной работы является надежное и бесперебойное электроснабжение потребителей тепличного комплекса «Гринхаус» в Белгородской области. Настоящим проектом предусматривается сооружение подстанции 110/10 кВ.
Для достижения поставленной цели, к решению в работе выдвигаются следующие задачи:
1. Определение типа, мощности и количества трансформаторов;
2. Выбор силового оборудования на главной понизительной подстанции;
3. Расчет токов короткого замыкания;
4. Расчет уставок РЗА силовых трансформаторов.
При создании проекта электроснабжения тепличного комплекса «Гринхаус» использовались общепринятые нормативно-правовые документы в области проектирования.
В выпускной квалификационной работе выполнено внешнее электроснабжение тепличного комплекса «Гринхаус».
В работе проведен анализ энергосистемы Белгородской области, с учетом ее развития до 2021 г. включительно. Полученные значения в дальнейшем использовались при выборе оборудования. Опираясь на технико-экономический расчёт, а также согласно техническим условиям на технологическое присоединение подключение строительство внешнего электроснабжения тепличного комплекса будет выполняться в два этапа: 1-й этап - Установка Т1 мощностью 63 МВА (потребляемая мощность 44 МВт); 2-й этап - Установка Т2 мощностью 63 МВА (потребляемая мощность 44 МВт). К установке принят трансформатор АО «Группа «СВЭЛ» типа ТРДН - 63000/110/10/10.
Проведён расчет трёхфазного тока короткого замыкания на стороне ВН на сборных шинах, при этом 1^ = 16,6 кА. На стороне НН провели расчёт трёхфазного ТКЗ на шинах РУ, при этом 1^ = 10,6 кА.
Согласно рассчитанным токам короткого замыкания, а также проведённым дополнительным расчётам, для установки на ГПП тепличного комплекса «Гринхаус» были приняты выключатели ВГТ-110-40/2000 У1 и ISM_15-10/2500, разъединитель РГН-110/1000У1, трансформаторы тока ТОГФ- 110/400 и ТОЛ-СВЭЛ-10-2500/5, трансформаторы напряжения ЗНОГ-110 и ЗНОЛ.П - СВЭЛ-10. Также установлены новые ячейки КРУ-СВЭЛ с соответствующим оборудованием производства компаний АО «Группа «СВЭЛ».
Основные технические решения используемы при проектировании ГПП «Гринхаус» тепличного комплекса, соответствуют всем современным нормам и требованиям.
1. Правила устройства электроустановок. 7-е издание / Ред. Л.Л. Жданова, Н. В. Ольшанская. М.: НЦ ЭНАС, 2013. - 104 с.
2. Ополева, Г. Н. Электроснабжение промышленных предприятий и городов. Учебное пособие/ Г. Н. Ополева. - М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2017. - 416 с.
3. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования /ред. Б.Н. Неклепаев. М.: НЦ ЭНАС, 2013. - 144 с.
4. Рекомендации по технологическому проектированию подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ [Электронный ресурс]/ — Электрон. текстовые данные.— М.: Издательский дом ЭНЕРГИЯ, 2012.— 108 с.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/22738.html.— ЭБС «IPRbooks»
5. Титков, В.В. Перенапряжения и молниезащита. Учебное пособие / В.В. Титков, Ф.Х Халилов. - Лань, 2016. - 224 с.
6. Сибикин, Ю.Д. Электрические подстанции. Учебное пособие / Ю.Д Сибикин. - РадиоСофт, 2014. - 416 с.
7. Старшинов В.А. Электрическая часть электростанций и подстанций [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Старшинов В.А., Пираторов М.В., Козинова М.А.— Электрон. текстовые данные.— М.: Издательский дом МЭИ, 2015.— 296 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/42262.html.— ЭБС «IPRbooks»
8. Воропай, Н.И. Концепция обеспечения надежности в электроэнергетике. / Н.И. Воропай, Г.Ф. Ковалев. - Энергия, 2013. - 304 с.
9. Кудрин, Б.И. Электроснабжение. / Б.И. Кудрин. - М. : Academia, 2012. - 352 с.
10. Кузнецов С.М. Проектирование тяговых и трансформаторных
подстанций [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Кузнецов С.М.— Электрон. текстовые данные.— Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2013.— 92 с.— Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/45148.html.— ЭБС «IPRbooks»
11. Кузнецов С.М. Электронная защита от токов короткого замыкания и автоматика в распределительных устройствах 6-10 кВ тяговых и трансформаторных подстанций [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Кузнецов С.М.— Электрон. текстовые данные.— Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2010.— 104 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/45456.html.— ЭБС «IPRbooks»
12. Коломиец Н.В. Режимы работы и эксплуатация электрооборудования
электрических станций [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Коломиец Н.В., Пономарчук Н.Р., Елгина Г.А.— Электрон. текстовые данные.— Томск: Томский политехнический университет, 2015.— 72 c.— Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/55206.html.— ЭБС «IPRbooks»
13. Короткие замыкания и выбор электрооборудования [Электронный ресурс]: учебное пособие для вузов/ И.П. Крючков [и др.].— Электрон. текстовые данные.— М.: Издательский дом МЭИ, 2012.— 568 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/33170.html.— ЭБС «IPRbooks»
14. Электрические станции и сети [Электронный ресурс]: сборник нормативных документов/ — Электрон. текстовые данные.— М.: ЭНАС,
2013. — 720 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/17820.html.— ЭБС «IPRbooks».
15. Электроснабжение. Расчет токов короткого замыкания [Электронный
ресурс]: методические указания к практическим и курсовой работам/ — Электрон. текстовые данные.— Липецк: Липецкий государственный
технический университет, ЭБС АСВ, 2014.— 47 с.— Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/55184.html.— ЭБС «IPRbooks»
16. Филиппова Т.А. Энергетические режимы электрических станций и электроэнергетических систем [Электронный ресурс]: учебник/ Филиппова Т.А.— Электрон. текстовые данные.— Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2014.— 294 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/45211.html.— ЭБС «IPRbooks»
17. Коннов А.А. Электрооборудование жилых зданий [Электронный
ресурс]/ Коннов А.А.— Электрон. текстовые данные.— Саратов: Профобразование, 2017.— 254 c.— Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/63811.html.— ЭБС «IPRbooks»
18. Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций.
Справочные и методические материалы для выполнения квалификационных работ [Электронный ресурс]: учебно-справочное пособие для вузов/ Крючков И.П., Пираторов М.В., Старшинов В.А.— Электрон. текстовые данные.— М.: Издательский дом МЭИ, 2015.— 142 c.— Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/57019.html.— ЭБС «IPRbooks»
19. Analysis of Power Transformer Insulation Design Using FEM [Электронный ресурс] / Tathagat Chakraborty, Akik Biswas, Sudha R. - Режим доступа : http://www.ijsce.org/attachments/File/v2i3/C067305231.., свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ. (дата обращения: 17.05.2017).
20. Single phase AC-DC power factor corrected converter with high frequency
isolation using buck converter [Электронный ресурс] / R. Ramesh, U. Subathra, M. Ananthi - Режим доступа:
http://www.ijera.com/papers/Vol4_issue3/Version%206/M43067982.pdf., свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ. (дата обращения: 17.05.2017).
21. Wireless Power Transfer [Электронный ресурс] / Abhijeet Orke, Arvind Rathod, Monali Waghmare, Vishakha Sahane, Pravin Sagoriya, - Режим доступа : http: //www.iraj. in/j ournal/j ournal_file/journal_pdf/1-53-140006635873-75. pdf., свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ. (дата обращения: 17.05.2017).
22. Improving Power System Transient Stability with Static Synchronous Series Compensator [Электронный ресурс] / Prechanon Kumkratug - Режим доступа : http://thescipub.com/PDF/ajassp.2011.77.81.pdf., свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ. (дата обращения: 17.05.2017).
23. High-Power Transformer-Less Wind Energy Conversion System with
Permanent Magnet Wind Generator [Электронный ресурс] / M. Ranjith Kumar, D. Kumaraswamy - Режим доступа :
http://www.ijesrt.com/issues%20pdf%20file/Archives-2014/September-2014/35.pdf., свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ. (дата обращения: 17.05.2017).
24. Wadhva, C. L. Electrical power systems (7th ed.)/ C. L. Wadhva - 7th ed - New Age International Publishers, 2016. - 970 p.
25. Rajput, Er. R.K. A Textbook of Power System Engineering / Er. R.K. Rajput - 2 ed - Laxmi Publications, 2015. - 1174 p.
26. Gowda, H.N.S. Power Transformers Technology and Practice / H.N.S. Gowda, P. Ramachandran - HNS Gowda, 2014. - 826 p.
27. Padilla, E. Substation Automation Systems: Design and Implementation / E. Padilla - Wiley-Blackwell, 2015. - 304 p.
28. Koch, H. J. Gas Insulated Substations / H. J. Koch - Wiley-Blackwell,
2014. - 490 p.