Введение 4
1 Краткая характеристика объекта электроэнергетики 5
2 Определение полной мощности, передаваемой через подстанцию 7
3 Выбор мощности силовых трансформаторов для установки на подстанции 11
3.1 Определение приведённых затрат при установке на подстанции 2 силовых
трансформаторов мощностью 63 МВА 12
3.2 Определение приведённых затрат при установке на подстанции 2 силовых
трансформаторов мощностью 40 МВА 19
4 Расчёт токов короткого замыкания на стороне 10 кВ подстанции 25
4.1 Расчёт токов короткого замыкания для первой расчётной точки 26
4.2 Расчёт токов короткого замыкания для второй расчётной точки 29
5 Выбор электрооборудования на стороне 10 кВ подстанции «Весна» 31
5.1 Выбор и проверка высоковольтных выключателей 31
5.2 Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока 33
5.3 Выбор и проверка трансформаторов напряжения 37
5.4 Выбор и проверка кабельных линий 38
5.5 Расчёт параметров гибких шин 42
6 Выбор терминалов микропроцессорной релейной защиты для силового
трансформатора подстанции 44
7 Определение параметров системы защитного заземления подстанции «Весна» 49
Заключение 54
Список используемых источников 56
В настоящее время в отрасли электроэнергетики наблюдается свой особый путь развития, наряду с внедрением передовых технологий, средств цифровизации, современных устройств телемеханики и удалённого управления как как никогда раньше встаёт необходимость повышения надёжности всей системы электроснабжения и обеспечения бесперебойной передачи электроэнергии конечному потребителю. Для поддержания высокой отказоустойчивости основного электрооборудования подстанций необходима не только его замена на современные высоконадёжные аппараты, а также организация действенной системы мониторинга и прогнозирования будущего состояния электрооборудования, оценки остаточного ресурса для раннего детектирования неисправностей с целью их предотвращения [1, 2].
Подстанции «Весна» была построена в начале 1970 годов, в 2018 году были начаты работы по модернизации установленного на подстанции электрооборудования, так на стороне высокого напряжения была произведена замена устаревших отделителей и короткозамыкателей на современные элегазовые выключатели, также были обновлены все основные аппараты открытого распредустройства высокого напряжения. Но как показал опыт эксплуатации на надёжность электроснабжения потребителей значительное влияние оказывает также надёжность оборудования, установленного в закрытых распредустройствах напряжением 6 и 10 кВ, наиболее частые аварийные отказы оборудования, приводящие к перерывам в электроснабжении потребителей, наблюдаются ЗРУ 10 кВ. Именно поэтому реконструкции этого ЗРУ в работе уделено основное внимание.
Необходимость замены оборудования в связи с его физическим износом совпала с необходимость его модернизации для перехода к цифровым системам передачи данных и обеспечения диспетчеризации объекта.
Цель ВКР - обеспечение надёжного и бесперебойного электроснабжения потребителей подстанции «Весна».
Цель бакалаврской работы заключалась в обеспечении надёжного и бесперебойного электроснабжения потребителей подстанции «Весна».
Дана краткая характеристика рассматриваемой в работе подстанции, указано её местоположение на карте региона, приводятся сведения о годе постройки подстанции и запитанных от неё потребителях. Указаны категории надёжности электроприемников, получающих питание от подстанции, приводятся сведения об основных линиях, по которым осуществляется питание рассматриваемой подстанции от ТЭЦ. Даны сведения о компоновке подстанции, применяемых в настоящем времени схемных решениях и основном установленном на подстанции электрооборудовании.
Используя суточные графики нагрузки, полученные в результате измерений в дни летнего и зимнего минимума и соответственно максимума нагрузки, с учётом справочного числа летних и зимних дней для региона размещения подстанции построен упорядоченный по мощности годовой график нагрузки подстанции. Определены объёмы электроэнергии, передаваемые по каждой обмотке низкого напряжения силовых трансформаторов к потребителям, рассчитан годовой объём дополнительной электроэнергии, который будет передаваться при вводе дополнительных мощностей, связанных с введением в эксплуатацию новых потребителей электроэнергии и увеличением мощности существующих. Определены основные показатели годового графика нагрузки подстанции.
В результате сравнения величины приведённых затрат для двух вариантов установки силовых трансформаторов различной мощности на главной понизительной подстанции был сделан вывод о том, что приведённые затраты на вариант с установкой 2 трансформаторов мощностью 40 МВА существенно ниже чем приведённые затраты на вариант с установкой 2 трансформаторов мощностью 63 МВА, таким образом для установки на подстанции и дальнейших расчётов в данной работе принимаем трансформаторы ТДТН-40000/110/10/6.
На стороне 10 кВ подстанции, рассматриваемой в работе, были определены значения металлического трехфазного тока короткого замыкания, ударный ток КЗ в начальный момент времени, полное значение тока короткого замыкания с учётом апериодической составляющей и мощность короткого замыкания, эти же параметры были определены для расчетной точки со стороны потребителей.
Выбрано основное электрооборудование для размещения в закрытом распределительном устройстве напряжением 10 кВ подстанции. Планируется установить новые современные и надёжные ячейки КРУ-СЭЩ-70. В данный тип ячеек по рекомендации завода-изготовителя устанавливаются высоковольтные выключатели с вакуумной дугогасительной камерой ВБЭС- 7-10. Электрооборудование, размещаемое в ЗРУ было выбрано по номинальным напряжениям и номинальным токам, протекающим через него, а также проверено на электродинамическую и термическую устойчивость к воздействию токов короткого замыкания. Для установки в ЗРУ выбраны измерительные трансформаторы тока и напряжения, произведён расчёт отходящих к потребителям кабельных линий, а также гибкой ошиновки, соединяющей силовые трансформаторы и закрытое распределительное устройство.
Выводы по разделу. Выбрано основное микропроцессорное устройство, реализующее функции защиты для силового трансформатора подстанции Сириус-Т. Определены уставки срабатывания дифференциальной отсечки и дифференциальной токовой защиты. Определены характерные точки защитной характеристики для выбранного блока.
Определено требуемое количество вертикальных заземлителей, а также протяжённость горизонтального заземлителя для соединения их в единый защитный контур.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
