Аннотация
Введение 5
1 Описание и анализ объекта реконструкции 8
1.1 Характеристика объекта реконструкции 8
1.2 Анализ графиков текущей загрузки подстанции 12
1.3 Определение перспективной мощности подстанции 20
1.4 Описание схемы подстанции «Куйбышевская» 23
2 Выбор трансформаторов 27
2.1 Определение типа и числа трансформаторов подстанции после
реконструкции 27
2.2 Определение возможности установки трансформаторов
ТРДН 63000/110/10/10 29
2.3 Определение возможности установки трансформаторов
ТРДН 80000/110/10/10 38
3 Токи короткого замыкания на подстанции после реконструкции 49
3.1 Трехфазные токи короткого замыкания на подстанции 49
3.2 Трехфазные токи короткого замыкания при установке реакторов на
стороне 10 кВ 53
3.3 Несимметричные токи короткого замыкания на подстанции 56
4 Оборудование подстанции 63
5 Релейная защита силового трансформатора 71
6 Система заземления 77
7 Система молниезащиты 81
Заключение 83
Список используемых источников 89
Индустриальное развитие любой страны, проявляется в росте
благосостояния населения, что, в свою очередь, отражается на росте
потребления электрической энергии. Таким образом, любое развитие
экономики страны сопряжено повышением потребляемой электрической
энергии как в промышленном секторе, так и в остальных секторах экономики,
включая коммунально-бытовой сектор.
Известным фактом является то, что развитие отрасли –
электроэнергетика, должна существенно опережать развитие всех других
отраслей народного хозяйства. Этот факт, в первую очередь, связан с
необходимостью обеспечения качественного и надежного электроснабжения
всех категорий потребителей электрической энергии. То есть, другими
словами, электроэнергетическая отрасль должна развиваться с условием не
просто перспективного роста потребления электрической энергии, а иметь
постоянный резерв мощности. Этот показатель определяется балансом
активной мощности в энергосистеме.
Как известно, баланс активной мощности является показателем
устойчивого функционирования электроэнергетической системы, так как он
обусловливает постоянство частоты. Для электроэнергетической системы
России, нормируемый показатель частоты 50 Гц. При этом не допускается
существенных отклонений реального значения частоты от нормируемого.
Согласно [7], устанавливается нормированное отклонение частоты для
синхронизированных и изолированных энергосистем. Для
синхронизированных систем нормируемый показатель частоты не должен
отличаться более чем на 0,4 Гц в течении одной недели.
Основным способом регулирования частоты является работа систем
возбуждения установленных на генерирующем оборудовании электрических
станций. Данные системы позволяют оперативно регулировать
незначительные, в пределах нормируемых [7], отклонений. Более серьезные
6
отклонения частоты, т.е. превышающие 0,4 Гц, являются аварийными – такие
отклонения регулируются автоматикой энергосистемы.
Развитие энергосистем также требует учитывать перспективный баланс
мощности. Для этого составляются перспективные расчетные модели, где
путем моделирования определяются оптимальные балансы активной
мощности перспективной схеме энергосистемы. Таким планированием,
учитывающим долгосрочное развитие энергосистемы, занимается
организация, осуществляющая оперативно-диспетчерское управления ЕЭС
России. Перспективные модели развития энергосистемы России должны
учитывать рост нагрузок потребителей, а также оценивать степень износа
оборудования энергосистемы и планы по модернизации объектов генерации и
электросетевого комплекса.
Учитывая выше сказанное, выпускная квалификационная работа,
направленная на разработку проекта реконструкции понизительной
подстанции, является актуальной, так как позволяет на реальном объекте,
закрепить навыки проектирования электрической части понизительной
подстанции, а также продемонстрировать высокий уровень подготовки по
направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника».
Цель выпускной квалификационной работы – повышение
установленной мощности подстанции «Куйбышевская» с классами
напряжения 110 кВ и 10 кВ.
Повышение установленной мощности подстанции «Куйбышевская»
будет достигаться за счет замены существующих силовых трансформаторов на
более мощные. Выбор мощности силовых трансформаторов подстанции
«Куйбышевская» будет проведен с учетом оценки перспективного роста
нагрузок питаемого района...
В выпускной квалификационной работе, выполненной на тему
«Реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ «Куйбышевская»
с заменой силовых трансформаторов» во введении поставлена цель –
повышение установленной мощности подстанции «Куйбышевская» с
классами напряжения 110 кВ и 10 кВ. Для достижения поставленной для
решения обозначены следующие задачи:
− анализ текущей загрузки и состояния оборудования подстанции
«Куйбышевская» с расчетным определением перспективного роста
нагрузки в питаемом подстанцией районе;
− определение состава высоковольтного оборудования подстанции
«Куйбышевская» после проведения реконструкции, на основании
расчетов нагрузки и токов короткого замыкания;
− выбор компоновки подстанции «Куйбышевская» после реконструкции
с учетом выбранного оборудования и норм проектирования объектов
электросетевого комплекса.
В рамках выполнения первой задачи определено месторасположения
подстанции «Куйбышевская» - Центральный округ г. Омска, в границах ул. 10
лет Октября, ул. 1-й Заречной и ул. Универсальной. Установлено, что
подстанция «Куйбышевская» связана с энергосистемой по двум воздушным
линиям электропередачи, выполненных отпайками от ВЛ «ТЭЦ-5 –
Фрунзенская» -1 и ВЛ «ТЭЦ-5 – Фрунзенская» -2. Протяженность линий до
ТЭЦ-5 составляет 2,6 км. Кроме того, проведенный анализ подстанции
«Куйбышевская» позволил установить, что на подстанции установлено два
силовых трансформатора марки ТРДН 40000/110/10/10. Трансформатор Т1 на
подстанции «Куйбышевская» был введен в эксплуатацию в 1983 году, а
трансформатор Т2 введен в эксплуатацию в 1976 году. Установлено, что на
сегодняшний момент трансформатор Т1 имеет индекс технического состояния
ИТСТ1 = 71, а трансформатор Т2 имеет ИТСТ2 = 73. Данные показатели ИТС
характеризуются как «хорошее» техническое состояние, однако значения ИТС
для обоих трансформаторов близки к переходу в состояние
«удовлетворительное».
Анализ подстанции «Куйбышевская» позволил определить, что схема
распределительного устройства 110 кВ выполнена по типовой схеме 110-4Н
«Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны
линии», а схема распределительного устройства 10 кВ выполнена по типовой
схеме 10(6) – 3 «Четыре одиночные секционированные выключателями
системы шин».
Для подстанции «Куйбышевская» установлено, что максимальное
значение зафиксированной мощности составляет 41,77 (МВА). Определены
суточные графики нагрузок подстанции, а также составлены годовые
упорядоченные графики полной и активной мощностей подстанции
«Куйбышевская». Определены перспективные нагрузки подстанции на период
до 2028 года.
Определены перспективные мощности потребителей подстанции на
период до 2028 года, относительно которых определены расчетные мощности
трансформаторов, которые могут быть установлены на подстанции.
В рамка решения второй задачи предложено рассмотреть два варианта
установки трансформаторов с мощностью 63 МВА и 80 МВА.
Двухобмоточные трансформаторы с номинальными мощностями 63 МВА и 80
МВА выполняются с расщепленной обмоткой низкого напряжения, с
естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха.
Поэтому для установки на подстанции «Куйбышевская» рассмотрена
возможность установки трансформаторов ТРДН 63000/110/10/10 и ТРДН
80000/110/10/10.
Для трансформатора ТРДН 63000/110/10/10 и ТРДН 80000/110/10/10
определены паспортные данные по каталогам производителей
трансформаторного оборудования. Также определены оптимальные
коэффициенты загрузки каждого из трансформаторов. Для ТРДН 63000/110
оптимальный коэффициент Кзагр.тр.
опт. = 0,347, а для ТРДН 80000/110 Кзагр.тр. опт. = 85
0,359. По прогнозным значениям мощности потребителей подстанции
определено, что при установке на подстанции трансформаторов ТРДН
63000/110 оптимальный коэффициент загрузки будет достигнут к 2026 года, а
для ТРДН 80000/110 оптимальный коэффициент не будет достигнут на
периоде до 2028 года.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
