Аннотация 2
Введение 4
1 Исходная характеристика схемы и оборудования подстанции 7
1.1 Исходная характеристика схемы электрических соединений и
оборудования подстанции 7
1.2 Анализ требований к подстанциям энергетических систем 16
1.3 Обоснование предложений по реконструкции подстанции 20
2 Реконструкция электрической части подстанции 24
2.1 Расчёт электрических нагрузок подстанции 24
2.2 Расчёт мощности и выбор силовых трансформаторов подстанции 29
2.3 Расчёт токов короткого замыкания на подстанции 37
2.4 Выбор электрических проводников подстанции 47
2.5 Выбор и проверка основного оборудования на подстанции 54
3 Расчёт системы собственных нужд и молниезащиты на подстанции 65
3.1 Расчёт системы собственных нужд подстанции 65
3.2 Расчёт молниезащиты подстанции 68
Заключение 73
Список используемых источников 76
Целью данной работы является реконструкция электрической части существующей понизительной подстанции ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская», территориально расположенной в Корсаковском районе Сахалинской области Российской Федерации и обеспечивающей электроэнергией потребителей разного характера нагрузки, в том числе промышленного и бытового.
К основным технологическим проблемам в энергосистеме Корсаковского района Сахалинской области, которые требуют немедленного решения, можно отнести слабое обеспечение электрической энергией потребителей, при наличии нарушении питания со стороны 110 кВ из-за отсутствия условий резервирования в схемах питающих подстанций района.
Таким образом, решение данной проблемы путём реконструкции схем первичных соединений одной из питающих подстанций Корсаковского района Сахалинской области, носит актуальный характер и имеет значительную практическую ценность.
Основной задачей данной работы является реконструкция понизительной подстанции переменного тока ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» Сахалинской области, которая осуществляется путём внесения изменений в схему главных нормальных электрических соединений подстанции, с модернизацией основного оборудования распределительных устройств объекта.
Объектом исследования в работе является схема главных нормальных электрических соединений подстанции ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» Сахалинской области.
Предметом исследования являются силовые трансформаторы, электрические сети, аппараты, устройства вторичных цепей (собственные нужды, система учёта потребления электроэнергии, система управления энергообеспечением, релейная защита и автоматика) ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» Сахалинской области.
Актуальность данной работы связана с возникновением острой проблемы по обеспечению потребителей бесперебойной и качественной электроэнергией в существующей системе электроснабжения Корсаковского района Сахалинской области, в связи с перегрузкой силовых трансформаторов районных подстанций, а также потерей надёжности схемы электрических соединений подстанций «вследствие применения на некоторых из этих подстанций несоответствующих схемных решений и устаревшего и изношенного оборудования, сбои в работе которого приводят к аварийным режимам» [1,5].
Такая проблематика характерна для всего региона и требует незамедлительного решения.
Следовательно, в работе следует провести реконструкцию подстанции ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» Сахалинской области, связанную с одной стороны, с необходимостью внесения изменения в исходную схему главных электрических соединений объекта, в связи с её несоответствием нормативным документам по условиям нагрузочной способности и категории надёжности, а с другой стороны, необходимо модернизировать старое оборудование распределительных устройств подстанции.
Таким образом, будет решена комплексная задача по реконструкции объекта исследования, путём чего будет достигнута основная цель данной работы.
В работе, для достижения поставленной основной цели данной работы, требуется решить такие основные задачи:
- описать объект реконструкции, для чего провести анализ исходных данных, включающих проведение анализа исходной схемы электрических соединений и технических характеристик оборудования ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» Сахалинской
области, с учётом фактических значений исходных технических характеристик и данных подстанции;
- провести анализ нагрузки подстанции ПС-110/35/10 кВ
«Корсаковская» Сахалинской области, для чего, используя исходные значения фактических нагрузок и типичный суточный график нагрузки, выбрать и проверить силовые трансформаторы подстанции на перегрузочную способность;
- рассчитать значения токов коротких замыканий на ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» Сахалинской области, включая максимальные и минимальные расчётные значения токов КЗ, а также мощность цепи КЗ и значения сквозных ударных токов;
- провести выбор и проверку основного оборудования
распределительных устройств подстанции ПС-110/35/10 кВ
«Корсаковская» Сахалинской области, а также проводников системы электроснабжения объекта реконструкции;
- провести выбор схемы и расчёт системы собственных нужд подстанции ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» Сахалинской области с последующим выбором трансформаторов СН;
- осуществить расчёт молниезащиты для применения на подстанции, с учётом обеспечения достаточного радиуса защиты всего объекта проектирования.
Результатом работы является разработка, проверка и реализация технических решений, позволяющих внедрить качественные мероприятия по реконструкции ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» Сахалинской области, с параллельными мероприятиями по модернизации основного
электрооборудования распределительных устройств объекта исследования.
При решении в работе всех указанных задач, основная цель будет достигнута в полном объёме.
В работе разработаны мероприятия по реконструкции схемы электрических соединений нормального режима ОРУ-110 кВ
трансформаторной подстанции ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» Сахалинских региональных электрических сетей с модернизацией оборудования данной подстанции.
На основании полученных аналитических данных проведённого анализа, установлено, что в работе рекомендуется внедрить предложенные мероприятия по реконструкции объекта исследования, которые носят комплексный характер и заключаются в практической реализации следующих рекомендаций:
- реконструкция схемы главных электрических соединений нормального режима ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская», путём изменения исходной схемы электрических соединений ОРУ-110 кВ подстанций со схемы «4Н» на новую схему «5Н». Данный аспект связан с несоответствием схемы ОРУ-110 кВ условиям бесперебойности электроснабжения и надёжности для резервирования питания в системе обеспечения электроэнергией потребителей всего Корсаковского района, а также проблемами технического характера при выводе оборудования в ремонт без отключения потребителей и при возникновении аварийных режимов;
- модернизация оборудования ОРУ-110 кВ (выключатели, разъединители, разрядники) и ячеек РУ-10 кВ (выключатели, а также дополнительная установка ОПН в ячейки выключателей). Данный аспект связан с тем, что указанное оборудование значительно устарело, вследствие чего утратило свой технический коммутационный и защитный ресурс, что сказывается на работоспособности всей системы электроснабжения ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская».
Проведён расчёт нагрузок одиночных присоединений, а также секций сборных шин РУ-35 кВ и РУ-10 кВ, а также всей ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская». Установлено, что оба силовых трансформатора марки ТДТН- 40000/110, установленные на ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская», удовлетворяют условиям всех требуемых проверок, согласно данным суточного графика нагрузки подстанции. В работе проведён расчёт токов КЗ (двухфазного и трёхфазного) и ударных токов на выводах силового трансформатора 110/35/10 кВ в максимальном режиме работы системы.
В результате проведения модернизации устаревшего оборудования распределительных устройств напряжением 110 кВ и 10 кВ, на трансформаторной подстанции ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская», внедрены следующие практические мероприятия по модернизации оборудования РУ подстанции:
- выбрано и проверено новое оборудование для установки в РУ-110 кВ подстанции, а именно: выключатель высокого напряжения марки ВГТ-11011-40/2500 У1 (завод-изготовитель - ООО «Эпромстрой»); разъединитель РН-СЭЩ-110-25/1000 УХЛ1 (завод-изготовитель - ОАО «Электрощит»); ограничитель перенапряжения марки ОПН- 110/40,5/10/450 УХЛ1 (завод-изготовитель - НИИ «Защитных аппаратов и изоляторов»);
- выбрано и проверено новое оборудование для установки в РУ-10 кВ подстанции: выключатель высокого напряжения марки ВБЧЭ-10- 31,5/2500 УХЛ2 (завод-изготовитель -ЭЗ «КОНСТАЛИН»); ограничитель перенапряжения марки ОПН-П-10/12/10/2500 УХЛ1 (завод-изготовитель - НИИ «Защитных аппаратов и изоляторов»).
Проверочным путём обоснованы и подтверждены все сечения проводников воздушных линий напряжением 110 кВ, 35 кВ и 10 кВ для их применения на ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская»:
- на питающей ВЛ-110 кВ-Т1 - провод марки АСК-120, допустимый ток 1доп = 390 A;
- на питающей ВЛ-110 кВ-Т2 - провод марки AERO-Z-261, допустимый ток 1доп = 540 A;
- на всех распределительных ВЛ-35 кВ - провод марки АСК-120, допустимый ток 1доп = 390 A;
- на всех распределительных ВЛ-10 кВ - провод марки АСК-70, допустимый ток 1доп = 265 A.
Выбрана и проверена ошиновка для применения в ОРУ-110 кВ, ОРУ-35 кВ и в КРУН-10 кВ ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская»:
- в ОРУ-110 кВ и ОРУ-35 кВ - гибкая ошиновка из проводов марки АСК-120, допустимый ток 1Доп = 390 A;
- в КРУН-10 кВ - сборные алюминиевые шины прямоугольного сечения марки ШАТ, размер - 60x6 мм, две полосы (двухполосные шины), допустимый ток 1Доп = 1355 A.
Проведён расчёт системы собственных нужд ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» с последующим выбором схемы подключения ТСН к схеме подстанции. Выбраны и проверены ТСН марки ТМ-40/10 У1. Выбран
переменный оперативный ток для системы СН. Предложенная схема собственных нужд ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская», с радиальным питанием двух ТСН, соответствует требованиям основных документов.
Проведён расчёт молниезащиты подстанции ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская». Выбраны и проанализированы зоны защиты, осуществляемые десятью стержневыми молниеотводами. Установлено, что принятые устройства молниезащиты обеспечат качественную защиту основного оборудования ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» от прямых ударов молнии на всех расчётных высотах и длинах.
Таким образом, расчётно-аналитическим путём решена комплексная задача по внедрению предложенных мероприятий по реконструкции схемы электрических соединений нормального режима ПС-110/35/10 кВ «Корсаковская» и модернизации оборудования ОРУ-110 кВ и КРУН-10 кВ указанной подстанции.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
