Аннотация
Введение 5
1 Анализ исходных данных 7
1.1 Краткая характеристика ПАТЭС г. Певек 7
1.2 Исходная характеристика схемы электрических соединений и
оборудования подстанции ПС -110/10 кВ «Береговая» 10
1.3 Обоснование предложений по реконструкции подстанции 15
2 Проектирование электрической части подстанции 18
2.1 Определение расчётных электрических нагрузок 18
2.2 Проверочный расчёт силовых трансформаторов подстанции 23
2.3 Выбор и проверка проводников подстанции 30
2.4 Расчёт токов короткого замыкания на подстанции 35
2.5 Выбор и проверка электрических аппаратов 41
3 Выбор схемы и трансформаторов собственных нужд 49
4 Расчёт релейной защиты и автоматики силовых трансформаторов
подстанции 52
4.1 Выбор первичных токов и коэффициентов трансформации
трансформаторов тока 52
4.2 Расчёт дифференциальной защиты трансформаторов 54
4.3 Защита от перегрузки 56
4.4 Расчёт максимальной токовой защиты 57
4.5 Газовая защита трансформаторов 60
Заключение 62
Список используемых источников 64
В данной работе рассмотрена ПС-110/10 кВ «Береговая», являющаяся составной частьюПАТЭС г. Певек, поэтому в работе необходимо рассмотреть данный вопрос в комплексном подходе.
В последнее время новым словом в электроэнергетике стало «применение атомных станций малой мощности (АСММ)» [15]. Это связано с большими капиталовложениями, экологическими, народнохозяйственными и прочими техническими проблемами при строительстве и вводе в эксплуатацию таких объектов.Однако такой вид источника электроэнергии крайне перспективен там, где проблематично или нерационально подключать потребителей к энергосистеме, вследствие, например, значительной удалённости от централизованных источников питания.Например, такая электростанция весьма эффективна в условиях Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, где в удалённых уголках недостаточно развита инфраструктура и отсутствуют централизованные источники электроэнергии.
Поэтому применение данных видов плавучих электростанций для удалённых и труднодоступных регионов Российской Федерации на сегодняшний день является перспективной и актуальной задачей.
Изучение показало, что применение современных электрических аппаратов в распределительных устройствах трансформаторных подстанций всех типов не только обеспечивает нормальную и надежную работоспособность подстанции, но и всей электрической сети, а следовательно, всей энергосистемы.
Таким образом, модернизация схем электрических связей и обновление оборудования новейших трансформаторных станций и электроустановок всех разновидностей становится актуальной задачей современной электроэнергетики.
Основная цель данной работы - реконструкция понижающей подстанции переменного тока ПС-110/10 кВ «Береговая» ПАТЭС г. Певек, путем изменения схемы главных нормальных электрических соединений подстанции. Это связано с подключением дополнительных потребителей на стороне 10 кВ.
Объектом исследования является схема главных нормальных электрических соединений подстанции ПС-110/10 кВ «Береговая» ПАТЭС г. Певек.
Предметом исследования являются схема электрических соединений, аппараты, устройства вторичных цепей (собственные нужды, релейная защита и автоматика) распределительных устройств напряжением 110 кВ и 10 кВ ПС-110/10 кВ «Береговая» ПАТЭС г. Певек, а также силовые трансформаторы подстанции.
Необходимость обновления схем главных электрических соединений на понижающих подстанциях и электростанциях актуальна сегодня, поскольку это является ключевым фактором в обеспечении бесперебойного, надежного и высококачественного электроснабжения для потребителей [4].
Для решения поставленных задач, в работе проводится анализ исходных данных, с указанием климатических, технических и топографических условий, расчёт электрических нагрузок на всех уровнях схемы нормальных соединений подстанции, проверка силовых трансформаторов по перегрузочной способности, выбор и проверка проводников и основного оборудования распределительных устройств подстанции, расчёт токов короткого замыкания и ударных токов, а также минимальных значений токов, выбор схемы и трансформаторов собственных нужд подстанции, расчёт релейной защиты и автоматики подстанции.
В работе должны быть учтены соответствие действующим строительным, технологическим нормам, предусматривающим мероприятия, обеспечивающие конструктивную надежность, взрывопожарную, пожарную безопасность объекта, защиту населения и устойчивую работу объекта в чрезвычайных ситуациях, а также защиту окружающей природной среды при его эксплуатации.
В работе проведена реконструкция схемы электрических соединений нормального режима трансформаторной подстанции ПС-110/10 кВ «Береговая» ПАТЭС г. Певек, обусловленная подключением новой нагрузки на секции сборных шин РУ-10 кВ данной подстанции, на незанятые ячейки «Резерв-1» и «Резерв-2» мощностью по 1000 кВт на каждую ячейку.
Установлено, что в результате внедрения предложенных мероприятий по реконструкции объекта исследования, в работе необходимо выбрать и проверить защитные и коммутационные аппараты для установки в данных ячейках, а также проводники, связанные с данными ячейками (провода воздушных линий, отходящие к потребителям, а также шины распределительного устройства 10 кВ, применяемые в ячейках).
Кроме того, установлено, что в связи с изменившейся нагрузкой потребителей, на объекте проектирования, будет целесообразно выбрать и проверить все электрические аппараты и проводники в РУ-110 кВ и РУ-10 кВ.
В работе, для подтверждения работоспособности схемы электрических соединений ПС-110/10 кВ «Береговая» ПАТЭС г. Певек, обусловленной вводом в эксплуатацию ячеек с нагрузкой новых потребителей в РУ-10 кВ подстанции, установлено, что силовые трансформаторы марки ТДН- 10000/110 подстанции соответствуют нагрузочной и перегрузочной способности с учётом суточного графика нагрузки.
Определены значения расчётной электрической нагрузки присоединений, сборных шин и транзитных линий подстанции, а также токи трёхфазного и двухфазного короткого замыкания в максимальном режиме работы системы.
«Проверочным путём обоснованы и подтверждены все сечения проводников воздушных линий напряжением 110 кВ и 10 кВ для их применения на ПС-110/10 кВ» [14] «Береговая» ПАТЭС г. Певек: питающей (110 кВ), транзитных (110 кВ) и отходящих (10 кВ) воздушных линий ПС- 110/10 кВ «Береговая» ПАТЭС г. Певек (выбраны и проверены провода марки АС разных сечений).Выбраны и проверены жёсткие сборные шины и ответвительная ошиновка для применения в КРУН-10 кВ ПС-110/10 кВ «Береговая» ПАТЭС г. Певек:
• основная жёсткая ошиновка: «сборные алюминиевые шины
прямоугольного сечения марки ШАТ, размер - 60x6 мм, две полосы (двухполосные шины), допустимый ток 1доп = 1355 А» [14];
• жёсткая ответвительная ошиновка марки ОЖКЧ-6/2000,2Дои = 2000 А.
Выбраны и проверены новые электрические аппараты на подстанции, включая ввод в эксплуатацию ячеек с оборудованием новых потребителей.
Установлено, что электрические аппараты, принятые для установки в ЗРУ-110 кВ и в КРУН-10 кВ на ПС-110/10 кВ «Береговая» ПАТЭС г. Певек, соответствуют требуемым условиям выбора и проверки.
Спроектирована система собственных нужд подстанции, а также выбраны уставки и типы релейной защиты силовых трансформаторов объекта проектирования.
В результате проведения исследований в работе, в конечном итоге решена комплексная задача по внедрению предложенных мероприятий по реконструкции схемы электрических соединений нормального режима ПС- 110/10 кВ «Береговая» ПАТЭС г. Певек в связи с вводом в эксплуатацию ячеек новых потребителей в РУ-10 кВ.
1. Андреев В. А. Релейная защита систем электроснабжения в примерах и задачах. М.: Высшая школа, 2018. 256 с.
2. ГОСТ 29322-2014. «Напряжения стандартные» [Электронный ресурс]: URL: https://docs.cntd.ru/document/1200115397 (дата обращения: 16.01.2023).
3. ГОСТ 32144-2013. «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». [Электронный ресурс]: URL: https://docs.cntd.ru/document/1200104301 (дата обращения: 16.01.2023).
4. ГОСТ Р 59279-2020 «Схемы принципиальные электрические распределительных устройств от 35 до 750 кВ подстанций». [Электронный ресурс]: URL: https://docs.cntd.ru/document/1200177281 (дата обращения: 16.01.2023).
5. Захаров О.Г. Цифровые устройства релейной защиты. Алгоритмы и уставки. М.: Энергоиздат, 2019. 640 с., ил.
6. Кадомская К.П., Лавров Ю.А. Электрооборудование высокого напряжения нового поколения. Вологда: Инфра-Инженерия, 2018. 343 c.
7. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для ВУЗов. 5-е издание, перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 2018. 608 с.
8. Никитенко Г.В. Электрооборудование, электротехнологии и электроснабжение. Дипломное проектирование: Учебное пособие. СПб.: Лань, 2018. 316 c.
9. Постановление Правительства РФ от 16.02.2008 N 87 (ред. от
01.12.2021) «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» [Электронный ресурс]: URL:
https://docs.cntd.ru/document/902087949 (дата обращения: 17.01.2023).
10. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. 4-е изд., перераб. и доп. М: Энергоатомиздат, 2019. 174 с.
11. Правила технической эксплуатации электроустановок
потребителей. Госэнергонадзор Минэнерго России. М.: ЗАО «Энергосервис», 2019. 324 с.
12. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). М.: Альвис, 2018. 632 с.
13. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и
подстанций: Учебник для студентов учреждений среднего
профессионального образования. М.: ИЦ Академия, 2018. 448 c.
14. Сибикин Ю.Д. Монтаж, эксплуатация и ремонт
электрооборудования промышленных предприятий и установок. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2019. 464 c.
15. Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д.Л. Файбисовича. 4-е изд., перераб. и доп. М.: ЭНАС, 2018....25