Аннотация 3
Введение 4
1. Исходная характеристика подстанции 7
1.1 Характеристика схемы электрических соединений и оборудования
подстанции ПС-35/10 кВ «Тугустемирская» 7
1.2 Обоснование мероприятий по реконструкции подстанции 14
2. Реконструкция электрической силовой части подстанции 23
2. Расчёт электрических нагрузок 23
2.2 Выбор и проверка силовых трансформаторов 28
2.3 Выбор и проверка проводников 30
2.4 Расчёт токов короткого замыкания 35
2.5 Выбор и проверка электрических аппаратов 44
3. Реконструкция релейной защиты и автоматики подстанции 51
3.1 Выбор основных типов релейной защиты 51
3.2 Расчёт уставок релейной защиты силовых трансформаторов
подстанции 54
3.3 Расчёт уставок релейной защиты линейных присоединений подстанции 58
Заключение 62
Список используемых источников 66
Трансформаторные подстанции (ТП) играют ключевую роль в электроэнергетике, являясь важнейшим звеном в процессе передачи, распределения и преобразования электрической энергии. Они служат важным звеном в электроснабжении, обеспечивая эффективную и надежную трансформацию напряжения и распределение электроэнергии в различных энергетических системах.
Одной из основных функций ТП является преобразование напряжения. Высокое напряжение, полученное на генерирующих станциях, трансформируется на ТП в более низкие уровни напряжения для передачи по распределительным сетям к конечным потребителям. Также трансформаторные подстанции позволяют эффективно передавать электроэнергию на большие расстояния. Высокое напряжение, используемое в высоковольтных линиях передачи, уменьшает потери энергии в виде тепла и обеспечивает более эффективную транспортировку электроэнергии.
На ТП электроэнергия преобразуется в средние и низкие напряжения, пригодные для использования в домах, на предприятиях и в промышленности. Благодаря современным схемным решениям, трансформаторные подстанции обеспечивают качественное, надёжное и равномерное распределение электрической энергии.
ТП также играют важную роль в поддержании стабильности напряжения в электросети. Они компенсируют колебания напряжения, возникающие из-за изменений нагрузки, и обеспечивают постоянную величину напряжения, а также частоты и прочих параметров. Новые потребители всех уровней могут быть легко подключены к существующей электросети с помощью ТП. Таким образом, учитывается связь энергосистемы и потребителей всех уровней, осуществляемая через трансформаторные подстанции.
Также трансформаторные подстанции имеют системы защиты, которые реагируют на короткие замыкания и другие аварийные ситуации, предотвращая возможные повреждения и обеспечивая безопасность как для персонала, так и для оборудования.
В последние годы в Российской Федерации и в мировой электроэнергетике в целом, активно развивается интеграция возобновляемых источников энергии, таких, как солнечные, ветровые и прочие аналогичные типы. Трансформаторные подстанции энергосистемы играют важную роль в этом процессе, позволяя интегрировать электроэнергию, полученную от различных нетрадиционных источников, в общую электроэнергетическую систему.
Таким образом, трансформаторные подстанции являются неотъемлемой частью инфраструктуры современной электроэнергетики, обеспечивая эффективное и надежное распределение и передачу электроэнергии от источников её производства к конечным потребителям.
«Объектом исследования в данной работе является схема главных электрических соединений нормального режима, а также элементы схемы вторичных цепей (релейной защиты и автоматики) понижающей подстанции ПС-35/10 кВ «Тугустемирская»».
Предметом исследования является параметры и характеристики надёжности схемы главных электрических соединений нормального режима, а также схемы вторичных цепей (релейной защиты и автоматики) понижающей подстанции ПС-35/10 кВ «Тугустемирская».
...
В работе проведена реконструкция схемы главных электрических соединений, а также элементов схемы вторичных цепей (релейной защиты и автоматики) понижающей подстанции ПС-35/10 кВ «Тугустемирская». Данная реконструкция обусловлена, с одной стороны, необходимостью внесения изменений в схему главных электрических соединений подстанции согласно нормативным требованиям основных документов, а с другой - несоответствием установленного оборудования требованиям надёжности, селективности, экономичности и безопасности вследствие его износа. Также внедрены необходимые мероприятия по реконструкции релейной защиты и автоматики подстанции, заключающейся в замене устаревших и неэффективных устройств релейной защиты и автоматики (РЗиА) на современные микропроцессорные блоки.
Приведены основные технические сведения по исходной схеме главных электрических соединений и основному оборудованию, установленному на ПС-35/10 кВ «Тугустемирская». Составлена и описана структурная схема объекта проектирования, описаны её основные составляющие. Приведены значения максимальных нагрузок потребителей подстанции 35/10 кВ. В результате проведённого анализа литературы по вопросу норм и требований, которые предъявляются к реконструкции понизительных подстанций энергосистем Российской Федерации, установлено, что реконструкция трансформаторных подстанций энергосистемы является чрезвычайно важной, ответственной и необходимой задачей, сопряжённой со значительными техническими и финансовыми издержками.
Основываясь на приведённой технической информации, с учётом проведённого анализа литературы по вопросу норм и требований, которые предъявляются к реконструкции понизительных подстанций энергосистем Российской Федерации, «предложены рекомендации по реконструкция электрической части понизительной подстанции «Тугустемирская» класса напряжения 35/10 кВ, которые включают в себя следующие основные этапы:
реконструкцию схемы электрических соединений подстанции на стороне 35 кВ, предусматривающей ввод второй питающей линии 35 кВ, так как в связи с изменением категорийности новых потребителей подстанции, большинство из которых относятся к I и II категории надёжности, необходим второй независимый источник питания в виде ВЛ-35 кВ, а также реконструкция схемы электрических соединений ОРУ-35 кВ, обусловленных данным фактом;
реконструкцию схемы электрических соединений РУ-10 кВ» [2] в виду того, что планируется подключить и ввести в эксплуатацию две отходящие линии (перспективная нагрузка), которую планируется подключить на незанятые ячейки «Резерв» второй секции сборных шин 10 кВ (учитывая исходную схему электрических соединений подстанции). Таким образом, вся дополнительная (перспективная) нагрузка будет учтена в проекте с внедрением условий резервирования и надёжности в схеме РУ-10 кВ;
модернизацию устаревших электрических аппаратов в РУ-35 кВ и РУ- 10 кВ (устаревших масляных выключателей и разъединителей, которые выработали свой коммутационный ресурс). Таким образом будет повышена надёжность и бесперебойность в системе силового оборудования подстанции;
реконструкцию и модернизацию системы релейной защиты и автоматики (РЗиА), обусловленную значительным числом аварийных отключений и ложных срабатываний последней, а также несоответствия устаревшего оборудования системы РЗиА современным требованиям по обеспечению надёжности, селективности, быстродействия, бесперебойности и экономичности. Предложено провести замену их устаревших и некачественных устройств РЗиА на новые и современные типы, обладающие всеми перечисленными характеристиками.
...
