Помощь студентам в учебе
Реконструкция подстанции 110/35/10 кВ «Протва» с заменых силовых трансформаторов Т-1, Т-2 с 25 МВА на 40 МВА
|
Введение 4
1 Описание объекта реконструкции бакалаврской работы 7
2 Электрические нагрузки подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 10
3 Выбор силовых трансформаторов подстанции
«Протва» 110/35/10 кВ 13
4 Главная электрическая схема подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 26
5 Расчет токов короткого замыкания подстанции
«Протва» 110/35/10 кВ 28
6 Выбор и проверка основного электрооборудования 110 кВ, 35 кВ
и 10 кВ подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 33
7 Система оперативного тока на подстанции «Протва» 110/35/10 кВ...50
8 Собственные нужды подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 51
9 Заземление подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 52
10 Молниезащита подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 53
Заключение 54
Список используемых источников 56
1 Описание объекта реконструкции бакалаврской работы 7
2 Электрические нагрузки подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 10
3 Выбор силовых трансформаторов подстанции
«Протва» 110/35/10 кВ 13
4 Главная электрическая схема подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 26
5 Расчет токов короткого замыкания подстанции
«Протва» 110/35/10 кВ 28
6 Выбор и проверка основного электрооборудования 110 кВ, 35 кВ
и 10 кВ подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 33
7 Система оперативного тока на подстанции «Протва» 110/35/10 кВ...50
8 Собственные нужды подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 51
9 Заземление подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 52
10 Молниезащита подстанции «Протва» 110/35/10 кВ 53
Заключение 54
Список используемых источников 56
Обеспечение, в долгосрочной перспективе, надежного и качественного снабжения электрической энергией - основная задача электроэнергетической отрасли в Российской Федерации (далее по тексту РФ).
Электроэнергетическая система РФ состоит из объединенных энергетических систем (далее по тексту ОЭС), их количество - 7. ОЭС РФ представлены ОЭС «Центра», ОЭС «Сибири», ОЭС «Урала», ОЭС «Средней Волги», ОЭС «Северо-Запада», ОЭС «Юга», а также территориально изолированные энергосистемы Дальнего Востока - ОЭС «Востока» [31, 30]. В частности, подстанция «Протва» 110/35/10 кВ, находящаяся в Калужской области, относится к ОЭС «Центра» [30].
Масштабность Российской электроэнергетики накладывает повышенные требования к обеспечению надежного и качественного снабжения электроэнергией. Так, за период с января 2013 г. по январь 2019 г., согласно данным Министерства Энергетики РФ [32], увеличение потребления электрической энергии, в целом по ЕЭС, достигло значения +2,37%, что составляет 2 443,3 млн.Квт-час (с 103 256,7 млн.Квт-час до 105 700 млн.Квт-час).
Калужская область, в отличие от других регионов ОЭС «Центра», продолжает сохранять положительную динамику потребления электрической энергии и мощности. Прирост, только за 2018 г. составляет 6,6 млрд.Квт-ч и 1113 МВт соответственно.
Ожидаемый прирост инвестиций в электроэнергетический сектор Калужской области, на ближайшие 3 года, с 2017 года, составляет более 9 миллиардов рублей [2].
Промышленное производство занимает не последнее место в хозяйственном комплексе Калужской области и города Жуков, в частности.
Промышленность Калужской области представлена такими отраслями как деревообрабатывающая, строительная (кирпич, бетон), пластмассовая,
химическая, текстильная, а также машиностроительная и металлообрабатывающая промышленность [1]. Город Жуков представлен следующими основными промышленными предприятиями, составляющими основу экономики Жуковского района: ОАО «Жуковомолоко» - пищевая промышленность; Жуковский Завод Металлоконструкций - металлообрабатывающая промышленность; ГПКО «Жуковский лесхоз» - деревообрабатывающая промышленность; ОАО «Калужский завод радиотехнической аппаратуры» - машиностроительная промышленность [27]. Такое количество предприятий в небольшом городе, обуславливает высокие требования по надежности и качеству электроснабжения.
Согласно данным схемы и программы развития (далее по тексту СиПР) Калужской области на 2019-2023 гг., сетевое хозяйство Калужской области изношено более чем на 60% [1]. Сетевое хозяйство, или основное электрооборудование, подстанции «Протва» 110/35/10 кВ введено в эксплуатацию в 1981 г. Электрооборудование исправно проходило текущие, капитальные ремонты согласно инструкций и руководств по эксплуатации, но за 38 лет работы исчерпало свой нормативный срок службы.
Прогноз динамики потребления электрической энергии, представленный в [1], предполагает увеличение потребления электрической энергии, в период с 2019 до 2023 г. со среднегодовым темпом прироста в 2,7% - на 757 млн.Квт-ч (с 6965 млн.Квт-ч).
В условиях роста промышленного производства Жуковского района Калужской области и Калужской области в целом, а также с учетом прогнозного роста потребления электроэнергии, подстанция «Протва» 110/35/10 кВ не будет удовлетворять необходимым требованиям надежности, бесперебойности и качества электроснабжения. Кроме того, подстанция «Протва» 110/35/10 кВ включена в список подстанций, загрузка которых, в обозримом будущем (5 лет), превысит допустимый уровень при отключении наиболее мощного параллельно включенного трансформатора [1]. В качестве основной рекомендации в [1] сказано следующее - увеличение трансформаторной мощности и реконструкция в целях увеличения нагрузки на объект в рамках реализации заключенных договоров на технологическое присоединение и перспективных договоров.
Целью бакалаврской работы, основываясь на всем вышесказанном, является обеспечение надежного и качественного снабжения электрической энергией потребителей при помощи проведения реконструкции подстанции с увеличением трансформаторной мощности.
Достижение выдвинутой цели возможно реализовать, поставив и решив следующие основные задачи:
- произвести расчет мощности и выбор типа, устанавливаемых на понизительной подстанции, трансформаторов;
- осуществить обзор существующей электрической схемы понизительной подстанции с обоснованием необходимости/отсутствия реконструкции существующей схемы;
- выполнить расчет, действующих на электрооборудование, аварийных токов (токов короткого замыкания);
- осуществить обзор существующего оборудования с последующим выбором нового электрооборудования;
- выбрать оперативный ток для собственных нужд, заземления и молниезащиты подстанции.
Электроэнергетическая система РФ состоит из объединенных энергетических систем (далее по тексту ОЭС), их количество - 7. ОЭС РФ представлены ОЭС «Центра», ОЭС «Сибири», ОЭС «Урала», ОЭС «Средней Волги», ОЭС «Северо-Запада», ОЭС «Юга», а также территориально изолированные энергосистемы Дальнего Востока - ОЭС «Востока» [31, 30]. В частности, подстанция «Протва» 110/35/10 кВ, находящаяся в Калужской области, относится к ОЭС «Центра» [30].
Масштабность Российской электроэнергетики накладывает повышенные требования к обеспечению надежного и качественного снабжения электроэнергией. Так, за период с января 2013 г. по январь 2019 г., согласно данным Министерства Энергетики РФ [32], увеличение потребления электрической энергии, в целом по ЕЭС, достигло значения +2,37%, что составляет 2 443,3 млн.Квт-час (с 103 256,7 млн.Квт-час до 105 700 млн.Квт-час).
Калужская область, в отличие от других регионов ОЭС «Центра», продолжает сохранять положительную динамику потребления электрической энергии и мощности. Прирост, только за 2018 г. составляет 6,6 млрд.Квт-ч и 1113 МВт соответственно.
Ожидаемый прирост инвестиций в электроэнергетический сектор Калужской области, на ближайшие 3 года, с 2017 года, составляет более 9 миллиардов рублей [2].
Промышленное производство занимает не последнее место в хозяйственном комплексе Калужской области и города Жуков, в частности.
Промышленность Калужской области представлена такими отраслями как деревообрабатывающая, строительная (кирпич, бетон), пластмассовая,
химическая, текстильная, а также машиностроительная и металлообрабатывающая промышленность [1]. Город Жуков представлен следующими основными промышленными предприятиями, составляющими основу экономики Жуковского района: ОАО «Жуковомолоко» - пищевая промышленность; Жуковский Завод Металлоконструкций - металлообрабатывающая промышленность; ГПКО «Жуковский лесхоз» - деревообрабатывающая промышленность; ОАО «Калужский завод радиотехнической аппаратуры» - машиностроительная промышленность [27]. Такое количество предприятий в небольшом городе, обуславливает высокие требования по надежности и качеству электроснабжения.
Согласно данным схемы и программы развития (далее по тексту СиПР) Калужской области на 2019-2023 гг., сетевое хозяйство Калужской области изношено более чем на 60% [1]. Сетевое хозяйство, или основное электрооборудование, подстанции «Протва» 110/35/10 кВ введено в эксплуатацию в 1981 г. Электрооборудование исправно проходило текущие, капитальные ремонты согласно инструкций и руководств по эксплуатации, но за 38 лет работы исчерпало свой нормативный срок службы.
Прогноз динамики потребления электрической энергии, представленный в [1], предполагает увеличение потребления электрической энергии, в период с 2019 до 2023 г. со среднегодовым темпом прироста в 2,7% - на 757 млн.Квт-ч (с 6965 млн.Квт-ч).
В условиях роста промышленного производства Жуковского района Калужской области и Калужской области в целом, а также с учетом прогнозного роста потребления электроэнергии, подстанция «Протва» 110/35/10 кВ не будет удовлетворять необходимым требованиям надежности, бесперебойности и качества электроснабжения. Кроме того, подстанция «Протва» 110/35/10 кВ включена в список подстанций, загрузка которых, в обозримом будущем (5 лет), превысит допустимый уровень при отключении наиболее мощного параллельно включенного трансформатора [1]. В качестве основной рекомендации в [1] сказано следующее - увеличение трансформаторной мощности и реконструкция в целях увеличения нагрузки на объект в рамках реализации заключенных договоров на технологическое присоединение и перспективных договоров.
Целью бакалаврской работы, основываясь на всем вышесказанном, является обеспечение надежного и качественного снабжения электрической энергией потребителей при помощи проведения реконструкции подстанции с увеличением трансформаторной мощности.
Достижение выдвинутой цели возможно реализовать, поставив и решив следующие основные задачи:
- произвести расчет мощности и выбор типа, устанавливаемых на понизительной подстанции, трансформаторов;
- осуществить обзор существующей электрической схемы понизительной подстанции с обоснованием необходимости/отсутствия реконструкции существующей схемы;
- выполнить расчет, действующих на электрооборудование, аварийных токов (токов короткого замыкания);
- осуществить обзор существующего оборудования с последующим выбором нового электрооборудования;
- выбрать оперативный ток для собственных нужд, заземления и молниезащиты подстанции.
Цель бакалаврской работы - обеспечения надежного и качественного снабжения электроэнергией потребителей.
Цель, выдвинутая в бакалаврской работе, была достигнута реализацией некоторого числа мероприятий, результаты которых приведены далее.
В результате технико-экономического расчета, были выбран новые, более мощные трансформаторы, для установки на подстанции «Протва» 110/35/10 кВ - ТДТН-40000 кВА. Установка трансформаторов данной мощности позволит повысить надежность электроснабжения и обеспечит возможность увеличения нагрузки подстанции для реализации существующих и планируемых договоров на технологическое присоединение.
Существующие электрические схемы распределительных устройств 110 кВ, 35 кВ, 10 кВ не реконструировались ввиду достаточности их надежности.
Для выбора и проверки основного электрооборудования произведен расчет токов короткого замыкания.
Основное электрооборудование подстанции «Протва» 110/35/10 кВ заменено на современные аналоги. В частности произведена замена отделителей с короткозамыкателями 110 кВ на высоковольтные выключатели 110 кВ - ВГТ-110 кВ. Установка высоковольтных
выключателей повышает надежность электроснабжения и обеспечивает защиту чувствительного, к токам короткого замыкания, оборудования от воздействия данных токов.
Для обеспечения питанием потребителей собственных нужд, произведен выбор нового трансформатора собственных нужд. К установке принят - ТСЛ-63 кВА с литой изоляцией, пожаробезопасный.
Реконструкция существующей системы молниезащиты и заземления не проводится. Вновь устанавливаемое оборудование подключается к существующей сетке заземления (силовые трансформаторы в частности).
Цель, выдвинутая в бакалаврской работе, была достигнута реализацией некоторого числа мероприятий, результаты которых приведены далее.
В результате технико-экономического расчета, были выбран новые, более мощные трансформаторы, для установки на подстанции «Протва» 110/35/10 кВ - ТДТН-40000 кВА. Установка трансформаторов данной мощности позволит повысить надежность электроснабжения и обеспечит возможность увеличения нагрузки подстанции для реализации существующих и планируемых договоров на технологическое присоединение.
Существующие электрические схемы распределительных устройств 110 кВ, 35 кВ, 10 кВ не реконструировались ввиду достаточности их надежности.
Для выбора и проверки основного электрооборудования произведен расчет токов короткого замыкания.
Основное электрооборудование подстанции «Протва» 110/35/10 кВ заменено на современные аналоги. В частности произведена замена отделителей с короткозамыкателями 110 кВ на высоковольтные выключатели 110 кВ - ВГТ-110 кВ. Установка высоковольтных
выключателей повышает надежность электроснабжения и обеспечивает защиту чувствительного, к токам короткого замыкания, оборудования от воздействия данных токов.
Для обеспечения питанием потребителей собственных нужд, произведен выбор нового трансформатора собственных нужд. К установке принят - ТСЛ-63 кВА с литой изоляцией, пожаробезопасный.
Реконструкция существующей системы молниезащиты и заземления не проводится. Вновь устанавливаемое оборудование подключается к существующей сетке заземления (силовые трансформаторы в частности).