Введение 3
1 Анализ системы электроснабжения Западного района
г. Димитровград 6
1.1 Общие сведения 6
1.2 Анализ схемы электроснабжения ПС 110/6 кВ 2М 9
1.3 Анализ схемы электроснабжения ПС 110/6 кВ 3М 13
1.4 Анализ состояния трансформаторного парка распределительной
сети 6/0,4 кВ АО «ГНЦ НИИАР» 17
2 Система мероприятий по повышению эффективности системы
электроснабжения Западного района г.Димитровград 21
2.1 Реконструкция ПС 110/6 кВ 2М 21
2.2 Реконструкция ПС 110/6 кВ 3М 40
2.3 Замена существующего парка силовых трансформаторов
распределительной сети 6/0,4 кВ 46
Заключение 78
Список используемых источников 81
Повышение эффективности систем энергоснабжения городов, предприятий - одна из приоритетных задач в энергетике. Внимание к данной теме вызвано необходимостью сбережения электроэнергии, исключения её потерь, снижения аварийных ситуаций. Все эти проблемы являются крайне важными в современных условиях развития российской экономики. От правильности и оперативности их решения во многом зависит надежность и бесперебойность электроснабжения потребителей электрической энергии во всех сферах жизнедеятельности человека.
Системой электроснабжения города называется совокупность электрических станций, понижающих и преобразовательных подстанций, питающих и распределительных линий и электроприемников, обеспечивающих технологические процессы коммунальных, бытовых, промышленных и транспортных потребителей электроэнергии, расположенных на территории города и частично в пригородной зоне [14].
Система электроснабжения города включает в себя электрические сети 35-110 кВ, связанные с сетями 220-330 кВ энергосистемы. Для электроснабжения основной массы потребителей используется распределительная сеть напряжением 6-10 кВ и сеть общего пользования напряжением 0,4 кВ. Для городов, как и для страны в целом, характерен непрерывный рост электропотребления, требующий систематической модернизации систем электроснабжения. Рост электропотребления связан не только с увеличением числа жителей и развитием промышленности, но также и с непрерывным проникновением электрической энергии во все сферы жизнедеятельности населения.
Из-за беспрерывного роста нагрузки система электроснабжения города работает в оптимальном режиме только на ограниченном отрезке времени. Прогресс в системах электроснабжения имеет большое значение, поскольку они повышают эффективность труда и, следовательно, валовую продукцию [31].
Энергетическая эффективность - это совокупность характеристик, которые отражают отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта. Основным критерием оценки эффективности функционирования и развития систем электроснабжения городов и предприятий, в том числе мероприятий по снижению потерь электрической энергии, является надежное и экономичное снабжение потребителей электрической энергии требуемого качества [8].
Однако анализ систем электроснабжения и энергетической эффективности городов часто выявляет нерациональные затраты энергоресурсов и неоправданные потери электрической энергии. Потери электроэнергии происходят непосредственно во время процесса ее передачи в таких элементах системы электроснабжения, как: трансформаторные подстанции, распределительные устройства, линии электропередач.
Для того чтобы минимизировать потери электрической энергии, следует предпринять поиск источников и причин их возникновения. Высокая доля потерь в системах электроснабжения городов и промышленных предприятий возникает в основном из-за эксплуатации устаревшего и изношенного электротехнического оборудования, состояние которого требует модернизации.
Исходя из всего сказанного, необходимо отметить, что выбранная тема магистерской диссертации: «Повышение эффективности системы
электроснабжения Западного района г. Димитровград» является актуальной на сегодняшний день.
Объектом исследования в магистерской диссертации является система электроснабжения Западного района г. Димитровград.
Предметом исследования в магистерской диссертации является электротехническое оборудования, входящее в состав системы электроснабжения Западного района г. Димитровград
Целью магистерской диссертации является повышения эффективности системы электроснабжения Западного района г. Димитровград за счет разработки системы технической модернизации.
...
Результатом выпускной квалификационной работы является достижение основной ее цели, а именно, повышение эффективности системы электроснабжения Западного района г. Димитровград.
В рамках выполнения магистерской диссертации выполнен качественный анализ системы электроснабжения, который показал, что данная систем является низкоэффективной и имеет серьезные недостатки.
Одним из главных недостатков является подключение силовых трансформаторов на ПС 110/6 кВ 2М к питающим ВЛ 110 кВ. На каждом присоединении трансформаторов Т-1, Т-2 и Т-3 со стороны 110 кВ имеется короткозамыкатель КЗ-110 кВ. Отделитель на стороне 110 кВ установлен только на присоединении трансформатора Т-2, а на присоединениях трансформаторов Т-1 и Т-3 отделитель на стороне 110 кВ отсутствует, что негативно влияет на надежность электроснабжения потребителей.
При работе основной защиты силового трансформатора Т-1 (или Т-3), выполненной на включение короткозамыкателя КЗ-110-Т-1 (или КЗ-110-Т-3) и отключение МВ-6-Т-1 (или МВ-6-Т-3), ВЛ 110 кВ Мелекесс-Городская-1 (или ВЛ 110 кВ Мелекесс-Городская-2) будут отключены со стороны питающих ПС с неуспешным автоматическим повторным включением.
Помимо погашения части потребителей, запитанных от ПС 110/6 кВ 2М, это повлечет за собой погашение силового трансформатора Т-1 или Т-2 на ПС 110/6 кВ 3М, так как питающая ВЛ 110 кВ будет отключена. Данный факт является достаточно серьезным недостатком в системе электроснабжения Западного района г. Димитровград, которая напрямую влияет на увеличение масштабов технологического нарушения и увеличения времени ее ликвидации действиями оперативного персонала.
Другим фактором, снижающим эффективность системы электроснабжения, является устаревшее оборудование ПС 110/6 кВ 2М иПС 110/6 кВ 3М. Данный фактор оказывает серьезное влияние на повышенную аварийность и увеличение вероятности отказа оборудования
Еще одним недостатком системы электроснабжения является высокий износ трансформаторного парка распределительной сети 6/0,4 кВ, так как 80% трансформаторов отработали свой эксплуатационный ресурс.
Для исключения влияния данных факторов были разработаны мероприятия по повышению энергоэффективности системы
электроснабжения потребителей Западного района г. Димитровград, которые включают в себя:
- реконструкцию ПС 110/6 кВ 2М;
- реконструкцию ПС 110/6 кВ 3М;
- замену существующего парка силовых трансформаторов распределительной сети 6/0,4 кВ.
При реконструкции ПС 110/6 кВ 2М предлагается не только заменить устаревшее энергетическое оборудование, но и изменение нормальной схемы электрических соединений подстанции к типовому виду. К установке на ПС 110/6 кВ 2М предлагается установить два силовых трансформатора типа ТДН-16000/110/10, современные элегазовые выключатели типа ВГТ-110-II- 40/2500 на стороне 110 кВ, вакуумные выключатели типа ВВУ-СЭЩ-Э-10- 31,5/2500 на стороне 6 кВ, разъединители РГП-СЭЩ-з2-110/2000-УХЛ1, измерительные трансформаторы тока ТОГФ-110/150-УХЛ1, трансформаторы напряжения ЗНОГ-110-УХЛ1, а также типовое комплектное распределительное устройства 6 кВ наружной установки типа КРУ-СЭЩ-59-ХЛ1.
При реконструкции ПС 110/6 кВ 3М схема электрических соединений осталась без изменений, так как не имеет существенных недостатков и является типовой, а также предлагается оставить установленные силовые трансформаторы, так как они имеют достаточно хорошее техническое состояние и отсутствуют факты их работы с перегрузкой.
Замена существующего парка силовых трансформаторов распределительной сети предлагается выполнить на базе современных энергоэффективных масляных трансформаторов типа ТМГ12. Предполагаемая годовая экономия электроэнергии за счёт снижения потерь электрической энергии в трансформаторах типа ТМГ12 6/0,4кВ составят 1075,83 тыс.кВ'гч.
Капитальные затраты на реализацию мероприятия по замене существующих трансформаторов на трансформаторы типа ТМГ12 составят 27 604 304,40 рублей (без учета затрат на монтажные и пусконаладочные работы). Было рассчитано, что за счет снижения потерь электрической энергии в трансформаторах ТМГ12, срок окупаемости данного мероприятия составит около 6 лет.
Результат выпускной квалификационной работы имеет высокую практическую ценность для организации АО «ГНЦ НИИАР», так как реализация указанных выше мероприятий позволит существенно повысить надежность электроснабжения потребителей электрической энергии, минимизировать риски выхода из строя основного энергетического оборудования, что напрямую влияет на уменьшения количества аварийных отключений.
Приведение схемы электрических соединений ПС 110/6 кВ 2М к типовому исполнению упрощают проведение оперативных переключений и, соответственно, снижается вероятность ошибок оперативного персонала.
Применение энергоэффективных масляных трансформаторов ТМГ12 позволит не только окупить выполненные мероприятия по их установке в достаточно короткий период, но и позволит в будущем снизить суммарные издержки, связанные с передачей и распределением электрической энергии за счет снижения затрат на техническое обслуживание и ремонт трансформаторов и снижения потерь в трансформаторах.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
