Реконструкция электрической части подстанции 35/10 кВ «Петровская» станицы Петровской Краснодарского края
|
Работа в формате PDF
Аннотация
Введение 4
1 Анализ состояния ПС 35/10 кВ «Петровская» 7
2 Расчет мощности и выбор силового трансформатора 13
3 Расчет токов короткого замыкания в узлах электрической части ПС 35/10 кВ
«Петровская» 21
4 Проверка и выбор силового электрооборудования 33
5 Модернизация релейной защиты и автоматики ПС 35/10 кВ «Петровская» 44
Заключение 76
Список используемых источников 78
Аннотация
Введение 4
1 Анализ состояния ПС 35/10 кВ «Петровская» 7
2 Расчет мощности и выбор силового трансформатора 13
3 Расчет токов короткого замыкания в узлах электрической части ПС 35/10 кВ
«Петровская» 21
4 Проверка и выбор силового электрооборудования 33
5 Модернизация релейной защиты и автоматики ПС 35/10 кВ «Петровская» 44
Заключение 76
Список используемых источников 78
ПС 35/10 кВ Петровская является центром питания для комплетных
трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ станицы Петровской
Краснодарского края. В данном населенном пункте отсутствует обширная
производственная инфраструктура, основными потребителями
электроэнергии на протяжении последних 50 лет были бытовые потребители, надежность электроснабжения которых относится к третьей категории, также в числе потребителей ПС 35/10 кВ Петровская есть колхозно - фермерские хозяйства и объединения, сельскохозяйственные предприятия, по категории надежности также относящиееся к третьей. Подобный состав потребителей электроэнергии данной подстанции позволял ей надежно и бесперебойно функционировать, но за последнее десятилетие наметилась тенденция к увеличению миграции населения из центральной части России и Сибири в Краснодарский край, что привело к росту технологического присоединения к электроэнергетическим объектам данного региона и увеличению отбора мощности из системы. В таких условиях происходит изменение графиков и характера подключенной нагрузки к питающим центрам, что сказывается на сроках эксплуатации их оборудования.
Таким образом, резкий рост нагрузки на подстанции 35/10 кВ
Петровская привел к необходимости осуществления анализа графика нагрузок в течение суток, проведения диагностики оборудования данной подстанции на предмет возможности дальнейшей эксплуатации.
ПС 35/10 кВ Петровская является объектом диспетчеризации и
находится в зоне ответственности филиала ПАО «Россети Кубань»
Славянские электрические сети, который занимается эксплуатацией и
техническим обслуживанием оборудования данной подстанции.
За последний год участились жалобы потребителей электроэнергии на
качество и бесперебойность электроснабжения станицы, направляемые на
диспетчерский пункт филиала, что актуализировало необходимость осуществления анализа графика нагрузки потребителей и проверки
номинальной мощности существующего трансформатора на предмет
соответствия требованиям по допустимой аварийной перегрузке, а также
осуществления внеплановой диагностики оборудования в частности отбора
проб масла из бака силового трансформатора и проведения
хроматографического анализа на предмет горючести данного масла. По
результатам, существующему силовому трансформатору ПС 35/10 кВ
Петровская был присвоен индекс технического состояния менее 1, что в
совокупности с 30-летним сроком эксплуатации данного трансформатора
позволило принять решение о реконструкции электрической части ПС 35/10
кВ Петровская в части замены существующего силового трансформатора на
силовой трансформатор большей номинальной мощности.
Наряду с заменой силового трансформатора были проанализированы
вторичные цепи релейной защиты и автоматики на предмет надежности
срабатывания в условиях изменившихся расчетных значений токов короткого замыкания и было принято решение о частичной замене электромеханических средств релейной защиты и автоматики на микропроцессорные терминалы, что позволяет филиалу ПАО «Россети Кубань» Славянские сети осуществлять мероприятия по программе автоматизации и цифровизации электрических сетей.
Таким образом, целью моей работы является рассмотрение мероприятий
по реконструкции ПС 35/10 кВ Петровская, проведенной в два этапа для
увеличения надежности и бесперебойности электроснабжения станицы Петровской.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
− анализ характера электрической нагрузки ПС 35/10 кВ
Петровская, рассмотрение данных фактических измерений мощности,
осуществленных в режимный день в филиале ПАО «Россети Кубань»
Славянские электрические сети и составление суточного графика
нагрузки,
− оформление нагрузки в виде двухступенчатого графика для
осуществления проверки существующего силового трансформатора на
допустимую аварийную перегрузку в соответствии с требованиями
ГОСТ 14209-85,
− анализ результатов хроматографического анализа проб масла
существующего силового трансформатора на предмет наличия
загрязнений и выделения в нем горючих газов, что может привести к
повреждениям внутри бака силового трансформатора,
− составление обоснования решения о реконструкции ПС 35/10 кВ
Петровская в части замены силового трансформатора на трансформатор
большей мощности,
− осуществление перерасчета токов короткого замыкания на шинах
10 и 35 кВ, а также внутри трансформатора с учетом изменившихся
расчетных условий, проверка существующих уставок релейной защиты
на чувствительность к новым значениям токов короткого замыкания,
− проверка силовых выключателей 10 и 35 кВ на предмет
термической стойкости к новым значениям токов короткого замыкания,
− рассмотрение схем релейной защиты и автоматики, в частности
токовых цепей и цепей управления ввода 35 кВ, ввода 10 кВ,
− рассмотрение мероприятий по модернизации цепей релейной
защиты и автоматики, анализ новых схем токовых цепей и цепей
управления ввода 35 кВ, 10 кВ, токовых цепей дифференциальной
защиты силового трансформатора, цепей управления приводом РПН.
Объектом данной работы является электрическое оборудование ПС
35/10 кВ в частности силовой трансформатор и цепи релейной защиты и
автоматики. Предметом данного исследования являются поэтапная
реконструкция данного оборудования (на первом этапе – замена силового
трансформатора, на втором этапе – реконструция цепей релейной защиты и
автоматики).
трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ станицы Петровской
Краснодарского края. В данном населенном пункте отсутствует обширная
производственная инфраструктура, основными потребителями
электроэнергии на протяжении последних 50 лет были бытовые потребители, надежность электроснабжения которых относится к третьей категории, также в числе потребителей ПС 35/10 кВ Петровская есть колхозно - фермерские хозяйства и объединения, сельскохозяйственные предприятия, по категории надежности также относящиееся к третьей. Подобный состав потребителей электроэнергии данной подстанции позволял ей надежно и бесперебойно функционировать, но за последнее десятилетие наметилась тенденция к увеличению миграции населения из центральной части России и Сибири в Краснодарский край, что привело к росту технологического присоединения к электроэнергетическим объектам данного региона и увеличению отбора мощности из системы. В таких условиях происходит изменение графиков и характера подключенной нагрузки к питающим центрам, что сказывается на сроках эксплуатации их оборудования.
Таким образом, резкий рост нагрузки на подстанции 35/10 кВ
Петровская привел к необходимости осуществления анализа графика нагрузок в течение суток, проведения диагностики оборудования данной подстанции на предмет возможности дальнейшей эксплуатации.
ПС 35/10 кВ Петровская является объектом диспетчеризации и
находится в зоне ответственности филиала ПАО «Россети Кубань»
Славянские электрические сети, который занимается эксплуатацией и
техническим обслуживанием оборудования данной подстанции.
За последний год участились жалобы потребителей электроэнергии на
качество и бесперебойность электроснабжения станицы, направляемые на
диспетчерский пункт филиала, что актуализировало необходимость осуществления анализа графика нагрузки потребителей и проверки
номинальной мощности существующего трансформатора на предмет
соответствия требованиям по допустимой аварийной перегрузке, а также
осуществления внеплановой диагностики оборудования в частности отбора
проб масла из бака силового трансформатора и проведения
хроматографического анализа на предмет горючести данного масла. По
результатам, существующему силовому трансформатору ПС 35/10 кВ
Петровская был присвоен индекс технического состояния менее 1, что в
совокупности с 30-летним сроком эксплуатации данного трансформатора
позволило принять решение о реконструкции электрической части ПС 35/10
кВ Петровская в части замены существующего силового трансформатора на
силовой трансформатор большей номинальной мощности.
Наряду с заменой силового трансформатора были проанализированы
вторичные цепи релейной защиты и автоматики на предмет надежности
срабатывания в условиях изменившихся расчетных значений токов короткого замыкания и было принято решение о частичной замене электромеханических средств релейной защиты и автоматики на микропроцессорные терминалы, что позволяет филиалу ПАО «Россети Кубань» Славянские сети осуществлять мероприятия по программе автоматизации и цифровизации электрических сетей.
Таким образом, целью моей работы является рассмотрение мероприятий
по реконструкции ПС 35/10 кВ Петровская, проведенной в два этапа для
увеличения надежности и бесперебойности электроснабжения станицы Петровской.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
− анализ характера электрической нагрузки ПС 35/10 кВ
Петровская, рассмотрение данных фактических измерений мощности,
осуществленных в режимный день в филиале ПАО «Россети Кубань»
Славянские электрические сети и составление суточного графика
нагрузки,
− оформление нагрузки в виде двухступенчатого графика для
осуществления проверки существующего силового трансформатора на
допустимую аварийную перегрузку в соответствии с требованиями
ГОСТ 14209-85,
− анализ результатов хроматографического анализа проб масла
существующего силового трансформатора на предмет наличия
загрязнений и выделения в нем горючих газов, что может привести к
повреждениям внутри бака силового трансформатора,
− составление обоснования решения о реконструкции ПС 35/10 кВ
Петровская в части замены силового трансформатора на трансформатор
большей мощности,
− осуществление перерасчета токов короткого замыкания на шинах
10 и 35 кВ, а также внутри трансформатора с учетом изменившихся
расчетных условий, проверка существующих уставок релейной защиты
на чувствительность к новым значениям токов короткого замыкания,
− проверка силовых выключателей 10 и 35 кВ на предмет
термической стойкости к новым значениям токов короткого замыкания,
− рассмотрение схем релейной защиты и автоматики, в частности
токовых цепей и цепей управления ввода 35 кВ, ввода 10 кВ,
− рассмотрение мероприятий по модернизации цепей релейной
защиты и автоматики, анализ новых схем токовых цепей и цепей
управления ввода 35 кВ, 10 кВ, токовых цепей дифференциальной
защиты силового трансформатора, цепей управления приводом РПН.
Объектом данной работы является электрическое оборудование ПС
35/10 кВ в частности силовой трансформатор и цепи релейной защиты и
автоматики. Предметом данного исследования являются поэтапная
реконструкция данного оборудования (на первом этапе – замена силового
трансформатора, на втором этапе – реконструция цепей релейной защиты и
автоматики).
Разработан проект реконструкции ПС 35/10 кВ Петровская в части
увеличения номинальной мощности силового трансформатора для ПАО
«Россети Кубань» Славянские электрические сети, состоящий из двх этапов.
На первом этапе осуществляется замена силового трансформатора на более мощный. На втором этапе производится модернизация вторичных цепей релейной защиты и автоматики.
Предложенная замена существующего силового трансформатора типа
ТМ-4000/35/10 на более новый и мощный силового трансформатор типа ТМН6300/35/10 была обоснована на основе анализа электрической нагрузки, подключенной к данной подстанции, составления суточного графика нагрузки, проверки существующего силового трансформатора мощностью 4 МВА на допустимую аварийную перегрузку в соответствии с требованиями существующей нормативно-правовой базы в области энергетики, а также с
учетом результатов хроматографического анализа проб масла существующего силового трансформатора..
Замена силового трансформатора на ПС 35/10 кВ Петровская создала необходимость перерасчета токов короткого замыкания в узлах подстанции, так как изменились данные по напряжению короткого замыкания, мощности, а значит полного сопротивления силового трансформатора.
В связи с изменившимися значениями токов короткого замыкания в
узлах подстанции возникла необходимость проверить существующее силовое оборудование, в частности высковольтные выключатели 35 и 10 кВ на соответствие требуемым параметрам по термической устойчивости, пропускной и отключающей (включающей) способности в условиях новых значений токов короткого замыкания на шинах 35 и 10 кВ ПС 35/10 кВ Петровская. По результатам данных расчетов было установлено, что существующее коммутационное оборудование соответствует всем требованиям, а значит, замене не подлежит.
Изменившиеся значения токов короткого замыкания также привели к
необходимости проверить существующую схему релейной защиты на
чувствительность к новым значениям токов короткого замыкания при моделировании короткого замыкания за трансформатором. Результаты данных расчетов показали нечувствительность токовой отсечки на базе реле РТ-40 к току короткого замыкания за трансформатором, так как при увеличении мощности его сопротивление обратно пропорционально
уменьшается, а значит значения токов короткого замыкания увеличиваются, что не позволяет корректным образом осуществить отстройку токовой отсечки от приведенного тока короткого замыкания к стороне 35 кВ при коротком замыкании на шинах 10 кВ. Таким образом, был сделан вывод о необходимости выполнения защиты другого вида.
В целях принятия решения о модернизации цепей релейной защиты и
автоматики на ПС 35/10 кВ Петровская рассмотрены существующие схемы цепей релейной защиты и автоматики для управления пружинным приводом выключателей МВ-35 кВ и МВ-10 кВ. На основе данного анализа был сделан вывод о необходимости замены электромеханической элементной базы схем релейной защиты и автоматики на микропроцессорные терминалы СИРИУСТ (дифференциальная токовая защита силового трансформатора), СИРИУСУВ (максимально - токовая защита силового трансформатора и управления выключателем МВ-35 кВ), СИРИУС РН (управления приводом РПН).
В рамках данной работы были рассмотрены функционально –
логические схемы выполнения быстродействующей дифференциальной
токовой защиты силового трансформатора, максимально – токовой защиты силового трансформатора, включения и отключения силового выключателя МВ-35 кВ, что позволило сделать вывод о надежности и быстрой действии выбранных к рассмотрению микропроцессорных терминалов.
Полученные данные расчетов, а также схемные решения могут быть
приняты с целью практической реализации проекта на реконструкцию электрической части подстанции 35/10 кВ Петровская.
увеличения номинальной мощности силового трансформатора для ПАО
«Россети Кубань» Славянские электрические сети, состоящий из двх этапов.
На первом этапе осуществляется замена силового трансформатора на более мощный. На втором этапе производится модернизация вторичных цепей релейной защиты и автоматики.
Предложенная замена существующего силового трансформатора типа
ТМ-4000/35/10 на более новый и мощный силового трансформатор типа ТМН6300/35/10 была обоснована на основе анализа электрической нагрузки, подключенной к данной подстанции, составления суточного графика нагрузки, проверки существующего силового трансформатора мощностью 4 МВА на допустимую аварийную перегрузку в соответствии с требованиями существующей нормативно-правовой базы в области энергетики, а также с
учетом результатов хроматографического анализа проб масла существующего силового трансформатора..
Замена силового трансформатора на ПС 35/10 кВ Петровская создала необходимость перерасчета токов короткого замыкания в узлах подстанции, так как изменились данные по напряжению короткого замыкания, мощности, а значит полного сопротивления силового трансформатора.
В связи с изменившимися значениями токов короткого замыкания в
узлах подстанции возникла необходимость проверить существующее силовое оборудование, в частности высковольтные выключатели 35 и 10 кВ на соответствие требуемым параметрам по термической устойчивости, пропускной и отключающей (включающей) способности в условиях новых значений токов короткого замыкания на шинах 35 и 10 кВ ПС 35/10 кВ Петровская. По результатам данных расчетов было установлено, что существующее коммутационное оборудование соответствует всем требованиям, а значит, замене не подлежит.
Изменившиеся значения токов короткого замыкания также привели к
необходимости проверить существующую схему релейной защиты на
чувствительность к новым значениям токов короткого замыкания при моделировании короткого замыкания за трансформатором. Результаты данных расчетов показали нечувствительность токовой отсечки на базе реле РТ-40 к току короткого замыкания за трансформатором, так как при увеличении мощности его сопротивление обратно пропорционально
уменьшается, а значит значения токов короткого замыкания увеличиваются, что не позволяет корректным образом осуществить отстройку токовой отсечки от приведенного тока короткого замыкания к стороне 35 кВ при коротком замыкании на шинах 10 кВ. Таким образом, был сделан вывод о необходимости выполнения защиты другого вида.
В целях принятия решения о модернизации цепей релейной защиты и
автоматики на ПС 35/10 кВ Петровская рассмотрены существующие схемы цепей релейной защиты и автоматики для управления пружинным приводом выключателей МВ-35 кВ и МВ-10 кВ. На основе данного анализа был сделан вывод о необходимости замены электромеханической элементной базы схем релейной защиты и автоматики на микропроцессорные терминалы СИРИУСТ (дифференциальная токовая защита силового трансформатора), СИРИУСУВ (максимально - токовая защита силового трансформатора и управления выключателем МВ-35 кВ), СИРИУС РН (управления приводом РПН).
В рамках данной работы были рассмотрены функционально –
логические схемы выполнения быстродействующей дифференциальной
токовой защиты силового трансформатора, максимально – токовой защиты силового трансформатора, включения и отключения силового выключателя МВ-35 кВ, что позволило сделать вывод о надежности и быстрой действии выбранных к рассмотрению микропроцессорных терминалов.
Полученные данные расчетов, а также схемные решения могут быть
приняты с целью практической реализации проекта на реконструкцию электрической части подстанции 35/10 кВ Петровская.
