Введение 5
1 Характеристики объекта реконструкции 8
1.1 Описание объекта реконструкции 8
1.2 Технические параметры подстанции 10
2 Электрические нагрузки подстанции 12
3 Главная электрическая схема подстанции 14
4 Выбор силовых трансформаторов подстанции 16
4.1 Выбор силовых трансформаторов, подлежащих установке на
подстанции 16
4.2 Расчет количества и мощности силовых трансформаторов
подлежащих установке на подстанции 17
4.3 Технико-экономический расчет номинальной мощности
трансформаторов, необходимых для установки 18
4.4 Расчёт трансформатора ТДТН-40000/110 19
4.5 Расчёт трансформатора ТДТН-63000/110 26
5 Расчет токов короткого замыкания подстанции 31
6 Выбор и проверка основного электрооборудования 36
6.1 Критерии выбора оборудования 36
6.2 Выбор высоковольтных выключателей 110 кВ 36
6.3 Выбор высоковольтных разъединителей 110 кВ 39
6.4 Выбор трансформаторов тока 110 кВ 41
6.5 Выбор трансформаторов напряжения 110 кВ 41
6.6 Выбор и проверка ограничителей перенапряжений 110 кВ 42
6.7 Выбор заземлителей нейтрали с ограничителями перенапряжений
110 кВ 43
6.8 Выбор и проверка высоковольтных выключателей 35 кВ 45
6.9 Выбор и проверка высоковольтных разъединителей 35 кв 47
6.10 Выбор трансформаторов тока 35 кВ 48
6.11 Выбор трансформаторов напряжения 35 кВ 48
6.12 Выбор комплектного распределительного устройства 10 кВ 49
6.13 Выбор и проверка выключателей 10 кВ 51
6.14 Выбор и проверка трансформаторов тока, напряжения 10 кВ 53
7 Система оперативного тока на подстанции 55
8 Собственные нужды подстанции 56
9 Заземление подстанции 58
10 Молниезащита подстанции 59
Заключение 60
Список используемой литературы 62
Обеспечение, в долгосрочной перспективе, надежного и качественного снабжения электрической энергией - основная задача электроэнергетической отрасли в Российской Федерации (далее по тексту РФ).
Электроэнергетическая система включает в себя объединенные энергетические системы (далее по тексту ОЭС), их количество - 7. ОЭС РФ представлены следующими ОЭС: «Центра», «Урала», «Средней Волги», «Сибири», «Северо-Запада», «Юга», «Востока» [16].
Все системы связаны между собой высоковольтными линиями электропередачи класса напряжений 220-500 кВ и выше, вся система работает в синхроном режиме с подержанием и регулированием требуемых параметров работы [16].
Распределение электроэнергии между потребителями происходит за счет работы подстанций, которые предназначены для приема, преобразования (понижения класса напряжения) и последующие распространении. электрической энергии.
В частности, подстанция «Протва» 110/35/10 кВ, находящаяся в Калужской области, относится к ОЭС «Центра» [13].
Масштабность Российской электроэнергетики и постоянный рост потребления обязывает к постоянной модернизации оборудования подержания и развития энергосетей на высоком уровне. Так, за период с 2015 г. по 2021 г., согласно данным Министерства Энергетики РФ [21], увеличение потребления электрической энергии, в целом по ЕЭС, достигло значения +5,33%, что составляет 5418,1 млн. кВт-час (с 101 681,9 млн. кВт-час до 107 100 млн. кВт-час).
Согласно данным Министерства Энергетики РФ , прирост потребления электроэнергии в Калужской области за период 2018-2021 г. составил 9,3 млрд. кВт-ч, увеличение суммарной вырабатываемой энергии выросло на 1475 МВт.
Привлекаемые инвестиции на развитие энергетического сектора Калужской области на период 2018-2021 год составят более 10 миллиардов рублей [4], за счет дополнительных инвестиций удастся обновить основное и вспомогательное силовое оборудование, которое за долгие годы эксплуатации подвиглось сильному физическому и моральному износу. Что существенно снижает целесообразность и практичность его применения.
Основу потребления электроэнергии по Калужской области составляют: деревоперерабатывающая, строительная, химическая, машиностроительная и металлургическая промышленность [4].
Согласно представленной программе развития, износ основного и вспомогательного сетевого оборудования Калужской области составляет более 63% [23]. Сетевое хозяйство, или основное электрооборудование, подстанции «Протва» 110/35/10 кВ введено в эксплуатацию в 1981 г.
В условиях роста промышленного сектора Калужской, 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 [23]. В качестве основной рекомендации в Программе развития электроэнергетики Калужской области [4] сказано следующее: «Увеличение трансформаторной мощности и реконструкция в целях увеличения нагрузки на объект в рамках реализации заключенных договоров на технологическое присоединение и перспективных договоров».
Основной целью и главной задачей 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 поставленной цели можно реализовать, решив следующие основные задачи:
- Произвести технический расчет требуемой мощности вновь монтируемого трансформатора, определить его тип и основные характеристики.
- Выполнить оценку текущего режима работы электрической схемы с выполнением технических расчетов с целью обосновать проведение работ, направленных на модернизацию текущей схемы.
- Выполнить расчет и оценку текущей работы основного и вспомогательного оборудования с последующим выбором нового силового электрооборудования.
- Определить действующие на оборудования токи короткого замыкания, для проверки критериев их надежности.
В данной выпускной бакалаврской работе был произведен расчет электрической части подстанции «Протва» с целью ее реконструкции.
Цель бакалаврской работы - создание надежной и эффективной схемы электроснабжения, чтобы обеспечить потребителей электрической энергией.
Цель и задачи, поставленные в бакалаврской работе, были выполнены путем ряда модернизаций основного и вспомогательного оборудования,
В результате технико-экономического расчета, были выбран новые, более мощные трансформаторы, для установки на подстанции «Протва» 110/35/10 кВ - ТДТН-40000 кВА. Установка данных трансформаторов 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 было 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 .
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
