Помощь студентам в учебе
Реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ «Карбышево» с заменой силовых трансформаторов
|
Аннотация
Введение 5
1 Общая характеристика подстанции «Карбышеве» 110/10 кВ 7
2 Определение расчетной нагрузки и построение графиков нагрузок
подстанции «Карбышево» 12
2.1 Суточные графики нагрузки подстанции «Карбышево» 12
2.2 Годовые графики нагрузки подстанции «Карбышево» 14
2.3 Определение расчетной мощности подстанции «Карбышево» 21
3 Выбор силовых трансформаторов подстанции 23
3.1 Определение подходящих вариантов 23
3.2 Оценка применимости трансформаторов ТРДН 25000/110 24
3.3 Оценка применимости трансформаторов ТРДН 32000/110 32
4 Определение токов короткого замыкания после реконструкции подстанции
«Карбышево» 40
5 Главная электрическая схема подстанции «Карбышево» после
реконструкции 51
6 Оборудование распределительных устройств подстанции «Карбышево»
после реконструкции 54
7 Релейная защита силового трансформатора подстанции «Карбышево» 58
8 Системы молниезащиты и заземления подстанции «Карбышево» после
реконструкции 64
8.1 Система молниезащиты подстанции «Карбышево» после
реконструкции 64
8.2 Система заземления подстанции «Карбышево» после реконструкции . 68
Заключение 72
Список используемых источников 78
Введение 5
1 Общая характеристика подстанции «Карбышеве» 110/10 кВ 7
2 Определение расчетной нагрузки и построение графиков нагрузок
подстанции «Карбышево» 12
2.1 Суточные графики нагрузки подстанции «Карбышево» 12
2.2 Годовые графики нагрузки подстанции «Карбышево» 14
2.3 Определение расчетной мощности подстанции «Карбышево» 21
3 Выбор силовых трансформаторов подстанции 23
3.1 Определение подходящих вариантов 23
3.2 Оценка применимости трансформаторов ТРДН 25000/110 24
3.3 Оценка применимости трансформаторов ТРДН 32000/110 32
4 Определение токов короткого замыкания после реконструкции подстанции
«Карбышево» 40
5 Главная электрическая схема подстанции «Карбышево» после
реконструкции 51
6 Оборудование распределительных устройств подстанции «Карбышево»
после реконструкции 54
7 Релейная защита силового трансформатора подстанции «Карбышево» 58
8 Системы молниезащиты и заземления подстанции «Карбышево» после
реконструкции 64
8.1 Система молниезащиты подстанции «Карбышево» после
реконструкции 64
8.2 Система заземления подстанции «Карбышево» после реконструкции . 68
Заключение 72
Список используемых источников 78
Электроэнергетика является базовой отраслью народного хозяйства страны. Все отрасли народного хозяйства страны связаны с электроэнергетикой напрямую и зависят от направлений ее развития.
Развитие электроэнергетической отрасли связано в первую очередь с повышением качества и надежности электроснабжения всех потребителей электрической энергии.
Понятие надежности электроснабжения связано напрямую с понятием качества электрической энергии, т.е. надежность электроснабжения потребителей - это способность электроэнергетической системы обеспечивать всех потребителей электрической энергией установленного качества в любой интервал времени.
Нормы качества электрической энергии описываются, в свою очередь, рядом показателей, значения и описание которых установлены ГОСТ 321442013 [7]. К основным показателям качества электрической энергии (ПКЭЭ) относятся отклонение частоты Д/ (Гц), медленные изменения напряжения 8U(+),8U(_) (%), колебания напряжения и фликер, несинусоидальность напряжения, несимметрия напряжений (применимо для трехфазной сети) [7]. Кроме того, в [7] выделяют группу ПКЭЭ - случайные события. В группу ПКЭЭ, относящейся к случайным событиям включены такие показатели как прерывание напряжения, провалы напряжения и перенапряжения, импульсные перенапряжения.
Исходя из указанных ПКЭЭ, а также термина надежности электроснабжения и влияния электроэнергетической отрасли на народное хозяйство страны необходимо проводить регламентные работы по поддержанию оборудования в рабочем состоянии, а также проводить перспективные работы по реконструкции электрических сетей, объектов генерации и распределения электрической энергии для соблюдения соответствия электроснабжения установленным категориям надежности.
Целью выполнения выпускной квалификационной работы является повышение установленной мощности понизительной подстанции с классами напряжения 110 кВ и 10 кВ «Карбышевой для повышения надежности электроснабжения потребителей, подключенных в настоящее время к подстанции и обеспечение возможности надежного электроснабжения вновь подключаемых потребителей.
Для достижения поставленной в рамках выпускной квалификационной работы цели необходимо решить следующие задачи:
• провести анализ текущей загрузки подстанции «Карбышевой и определить направления проведения реконструкции в части необходимости замены основного и вспомогательного оборудования;
• провести выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов подстанции «Карбышевой, способных обеспечить надежное электроснабжения существующих и вновь подключаемых к подстанции потребителей;
• выполнить выбор основного и вспомогательного оборудования подстанции «Карбышевой на основе расчетных значений установленной мощности после проведения реконструкции, а также с учетом числа питаемых подстанцией потребителей и расчетных значений токов короткого замыкания.
Для решения поставленных в рамках выпускной квалификационной работы целей необходимо использовать действующие нормативные акты, ГОСТы и правила проектирования объектов электросетевого хозяйства.
При выборе оборудования следует отдавать предпочтение типовым решениям в компоновке подстанции, а также оборудованию отечественного производства с высокой долей локализации, так как в последствии это положительно скажется в вопросах эксплуатации и обслуживания выбранного оборудования.
В выпускной квалификационной работе используются данные, размещенные только в открытых информационных источниках.
Развитие электроэнергетической отрасли связано в первую очередь с повышением качества и надежности электроснабжения всех потребителей электрической энергии.
Понятие надежности электроснабжения связано напрямую с понятием качества электрической энергии, т.е. надежность электроснабжения потребителей - это способность электроэнергетической системы обеспечивать всех потребителей электрической энергией установленного качества в любой интервал времени.
Нормы качества электрической энергии описываются, в свою очередь, рядом показателей, значения и описание которых установлены ГОСТ 321442013 [7]. К основным показателям качества электрической энергии (ПКЭЭ) относятся отклонение частоты Д/ (Гц), медленные изменения напряжения 8U(+),8U(_) (%), колебания напряжения и фликер, несинусоидальность напряжения, несимметрия напряжений (применимо для трехфазной сети) [7]. Кроме того, в [7] выделяют группу ПКЭЭ - случайные события. В группу ПКЭЭ, относящейся к случайным событиям включены такие показатели как прерывание напряжения, провалы напряжения и перенапряжения, импульсные перенапряжения.
Исходя из указанных ПКЭЭ, а также термина надежности электроснабжения и влияния электроэнергетической отрасли на народное хозяйство страны необходимо проводить регламентные работы по поддержанию оборудования в рабочем состоянии, а также проводить перспективные работы по реконструкции электрических сетей, объектов генерации и распределения электрической энергии для соблюдения соответствия электроснабжения установленным категориям надежности.
Целью выполнения выпускной квалификационной работы является повышение установленной мощности понизительной подстанции с классами напряжения 110 кВ и 10 кВ «Карбышевой для повышения надежности электроснабжения потребителей, подключенных в настоящее время к подстанции и обеспечение возможности надежного электроснабжения вновь подключаемых потребителей.
Для достижения поставленной в рамках выпускной квалификационной работы цели необходимо решить следующие задачи:
• провести анализ текущей загрузки подстанции «Карбышевой и определить направления проведения реконструкции в части необходимости замены основного и вспомогательного оборудования;
• провести выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов подстанции «Карбышевой, способных обеспечить надежное электроснабжения существующих и вновь подключаемых к подстанции потребителей;
• выполнить выбор основного и вспомогательного оборудования подстанции «Карбышевой на основе расчетных значений установленной мощности после проведения реконструкции, а также с учетом числа питаемых подстанцией потребителей и расчетных значений токов короткого замыкания.
Для решения поставленных в рамках выпускной квалификационной работы целей необходимо использовать действующие нормативные акты, ГОСТы и правила проектирования объектов электросетевого хозяйства.
При выборе оборудования следует отдавать предпочтение типовым решениям в компоновке подстанции, а также оборудованию отечественного производства с высокой долей локализации, так как в последствии это положительно скажется в вопросах эксплуатации и обслуживания выбранного оборудования.
В выпускной квалификационной работе используются данные, размещенные только в открытых информационных источниках.
В рамках выполнения выпускной квалификационной работы выполнен проект
реконструкции электрической части подстанции «Карбышево» 110/10 кВ с заменой силовых трансформаторов и повышением надежности электроснабжения потребителей. В рамках достижения цели выпускной квалификационной работы - повышение установленной мощности понизительной подстанции с классами напряжения 110 кВ и 10 кВ «Карбышево» для повышения надежности электроснабжения потребителей,
подключенных в настоящее время к подстанции и обеспечение возможности
надежного электроснабжения вновь подключаемых потребителей.
На первом этапе выполнения ВКР и в рамках выполнения первой задачи
определено, что подстанция «Карбышево» имеет два класса напряжения 110
кВ и 10 кВ. Подстанция располагается в микрорайоне Старый Кировск,
Кировского округа города Омска, Омской области, в районе улицы 2-я
Читинская. Установлено, что подстанция «Карбышево» имеет связь по линиям
110 кВ с подстанциями «Кировская» и «Власть Труда». Длина ВЛ-110 кВ до
подстанции «Кировская» составляет 5 км, а до подстанции «Власть Труда» 6,7
км. Для объекта реконструкции – подстанции напряжением 110/10 кВ
«Карбышево» определена необходимость проведения реконструкции по
причине исключения возможного превышения допустимых длительных
токовых нагрузок (ДДТН) и аварийно-допустимых токовых нагрузок (АДТН)
при отключении одного из трансформаторов подстанции. Необходимость
проведения
реконструкции
подтверждена
полученными
значениями
коэффициента загрузки подстанции в режиме N-1 c учетом договоров на
технологическое присоединение к подстанции. Значение этого коэффициента
составило з. −1.тех.пр. = 1,086. Значение максимальной мощности, которая
принята предварительно в качестве расчетной составило
max тех.пр. = 17385,11 (кВА).
Построены суточные графики полной мощности для зимнего и летнего
периодов. По полученным суточным графикам построен годовой график
полной мощности с четом числа зимних дней в г. Омск зима = 213 дней и
лето = 152 дня. С учетом найденного в разделе 1 ВКР коэффициента
активной мощности cos = 0,889 бы построен годовой график активной
мощности подстанции. Максимальное значение активной мощности для
подстанции составило .год = 15455,36 (кВт). Также была определена
среднегодовая активная мощность для подстанции ср.год = 13784,825 (кВт).
Годовое потребление электрической энергии составило год = 120755067,78
(кВт∙ч). Также для годового графика активной мощности определено время
максимальных потерь ( = 7179,657 ч), число часов использования
максимальной нагрузки ( = 7813,15 ч), а также коэффициент заполнения
( зап = 0,89). Для разработки проекта реконструкции также была определено
значение
максимальной
расчетной
мощности
подстанции
расч.ПС =
max тех.пр. = 17385,11 (кВА).
По значениям максимальной загрузки подстанции определено, что на
подстанции могут быть использованы к установке два варианта силовых
трансформаторов.
Первый
вариант
–
установка
двух
силовых
трансформаторов марки ТРДН 25000/110/10, а второй вариант – два
трансформатора марки ТРДН 32000/110/10. Для обоих вариантов определены
паспортные данные, по каталогам производителя [23].
Выполнены расчеты позволяющие оценить целесообразность установки
трансформаторов
марки
ТРДН
25000/110
на
подстанции.
С
учетом
составленного
графика
нагрузки
получено,
что
при
установке
трансформаторов
марки
ТРДН
25000/110
значение
годовых
потерь
электрической энергии на подстанции составит ПС = 818757,0163 (кВт∙ч),
а при установке трансформаторов марки ТРДН 32000/110 значение потерь
электрической энергии составит ПС = 1022338,576 (кВт∙ч).
реконструкции электрической части подстанции «Карбышево» 110/10 кВ с заменой силовых трансформаторов и повышением надежности электроснабжения потребителей. В рамках достижения цели выпускной квалификационной работы - повышение установленной мощности понизительной подстанции с классами напряжения 110 кВ и 10 кВ «Карбышево» для повышения надежности электроснабжения потребителей,
подключенных в настоящее время к подстанции и обеспечение возможности
надежного электроснабжения вновь подключаемых потребителей.
На первом этапе выполнения ВКР и в рамках выполнения первой задачи
определено, что подстанция «Карбышево» имеет два класса напряжения 110
кВ и 10 кВ. Подстанция располагается в микрорайоне Старый Кировск,
Кировского округа города Омска, Омской области, в районе улицы 2-я
Читинская. Установлено, что подстанция «Карбышево» имеет связь по линиям
110 кВ с подстанциями «Кировская» и «Власть Труда». Длина ВЛ-110 кВ до
подстанции «Кировская» составляет 5 км, а до подстанции «Власть Труда» 6,7
км. Для объекта реконструкции – подстанции напряжением 110/10 кВ
«Карбышево» определена необходимость проведения реконструкции по
причине исключения возможного превышения допустимых длительных
токовых нагрузок (ДДТН) и аварийно-допустимых токовых нагрузок (АДТН)
при отключении одного из трансформаторов подстанции. Необходимость
проведения
реконструкции
подтверждена
полученными
значениями
коэффициента загрузки подстанции в режиме N-1 c учетом договоров на
технологическое присоединение к подстанции. Значение этого коэффициента
составило з. −1.тех.пр. = 1,086. Значение максимальной мощности, которая
принята предварительно в качестве расчетной составило
max тех.пр. = 17385,11 (кВА).
Построены суточные графики полной мощности для зимнего и летнего
периодов. По полученным суточным графикам построен годовой график
полной мощности с четом числа зимних дней в г. Омск зима = 213 дней и
лето = 152 дня. С учетом найденного в разделе 1 ВКР коэффициента
активной мощности cos = 0,889 бы построен годовой график активной
мощности подстанции. Максимальное значение активной мощности для
подстанции составило .год = 15455,36 (кВт). Также была определена
среднегодовая активная мощность для подстанции ср.год = 13784,825 (кВт).
Годовое потребление электрической энергии составило год = 120755067,78
(кВт∙ч). Также для годового графика активной мощности определено время
максимальных потерь ( = 7179,657 ч), число часов использования
максимальной нагрузки ( = 7813,15 ч), а также коэффициент заполнения
( зап = 0,89). Для разработки проекта реконструкции также была определено
значение
максимальной
расчетной
мощности
подстанции
расч.ПС =
max тех.пр. = 17385,11 (кВА).
По значениям максимальной загрузки подстанции определено, что на
подстанции могут быть использованы к установке два варианта силовых
трансформаторов.
Первый
вариант
–
установка
двух
силовых
трансформаторов марки ТРДН 25000/110/10, а второй вариант – два
трансформатора марки ТРДН 32000/110/10. Для обоих вариантов определены
паспортные данные, по каталогам производителя [23].
Выполнены расчеты позволяющие оценить целесообразность установки
трансформаторов
марки
ТРДН
25000/110
на
подстанции.
С
учетом
составленного
графика
нагрузки
получено,
что
при
установке
трансформаторов
марки
ТРДН
25000/110
значение
годовых
потерь
электрической энергии на подстанции составит ПС = 818757,0163 (кВт∙ч),
а при установке трансформаторов марки ТРДН 32000/110 значение потерь
электрической энергии составит ПС = 1022338,576 (кВт∙ч).
