Аннотация
Введение 5
1 Анализ исходных данных по электроснабжению подстанции 8
1.1 Исходная характеристика ПС-220/110/10 кВ «Чертаново» г. Москвы 8
1.2 Обоснование реконструкции подстанции 15
2 Техническая реализация мероприятий по реконструкции подстанции 20
2.1 Расчёт электрических нагрузок подстанции 20
2.2 Выбор и проверка новых силовых автотрансформаторов 25
2.3 Расчёт токов короткого замыкания 29
2.4 Выбор и расчёт электрических проводников 40
2.5 Выбор основного оборудования и его проверка 45
3 Выбор устройств релейной защиты и автоматики 52
4 Расчёт молниезащиты и заземления подстанции 61
4.1 Расчёт заземления подстанции 61
4.2 Расчёт молниезащиты подстанции 65
Заключение 69
Список используемых источников 72
Развитие энергетической системы стран является одним из основных критериев экономического и технического развития потенциала. С развитием промышленности увеличиваются потребляемые мощности, растут нагрузки потребителей, что сказывается на генерации, передаче и потреблении электрической энергии. Такая связь является важнейшей составляющей современного научно-технического прогресса. Известно, что система электроснабжения Российской Федерации сегодня носит централизованный характер. Такая система хороша тем, что обеспечивает значительный резерв мощности и бесперебойное питание потребителей от многих источников энергосистемы. Определённо, что в традиционной энергетике электроэнергия вырабатывается турбогенераторами на атомных и тепловых электростанциях, а также гидрогенераторами на гидроэлектростанциях.
Для передачи электроэнергии на большие расстояния, с учётом весьма значительных мощностей и потерь электроэнергии, на выходе из электростанций находятся повышающие автотрансформаторы, после которых посредством линий электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, согласно традиционной схеме, получает питание сеть понижающие питающих подстанций (1150-220 кВ), которые, в свою очередь, далее питают потребительские подстанции на номинальном напряжении 110-0,4 кВ.
Очевидно, что основными составляющими современных понижающих трансформаторных подстанций является совокупность силовых автотрансформаторов и распределительных устройств. Именно благодаря их слаженной работе обеспечиваются условия надёжности, электробезопасности, быстродействия и селективности (избирательности).
Фактически, такими показателями обладают современные разработки электрических аппаратов, активно внедряющихся в последнее время для применения в распределительных устройствах трансформаторных подстанций энергосистемы всех типов и классов напряжения.
Таким образом, установлено, что применение современных электрических аппаратов в распределительных устройствах
трансформаторных подстанций энергосистемы всех типов создаёт необходимые условия для обеспечения нормальной и надёжной работоспособности не только самой подстанции, но и всей электрической сети и, как результат, - всей энергосистемы в целом. Поэтому реконструкция схем электрических соединений и модернизация оборудования современных трансформаторных подстанций и электростанций энергосистемы всех типов является актуальным заданием современной электроэнергетики и данной работы.
Основной целью работы является разработка рекомендаций по модернизации понизительной подстанции 220/110/10 кВ «Чертаново» Московской области. Такая модернизация обусловлена значительным увеличением нагрузки потребителей подстанции 220/110/10 кВ «Чертаново». В связи с этим, проведена замена двух старых автотрансформаторов мощностью 32 МВА каждый, на два новых автотрансформатора мощностью по 63 МВА каждый. Таким образом, суммарная мощность подстанции «Чертаново» увеличиться с 64 МВА до 126 МВА.
Объектом исследования в работе является понизительная трансформаторная подстанция переменного тока ПС-220/110/10 кВ «Чертаново» г. Москвы. Предметом исследования в работе являются автотрансформаторы подстанции, а также основное электрооборудование распределительных устройств схемы главных электрических соединений ПС- 220/110/10 кВ «Чертаново» г. Москвы.
Кроме того, для усовершенствования схемы электрических соединений с целью повышения надёжности питания потребителей, предложена установка второй перемычки в схеме ОРУ-220 кВ подстанции, состоящей из высоковольтного секционного выключателя и двух разъединителей.
Также в работе произведена модернизация основного оборудования распределительных устройств ОРУ-220 кВ и ОРУ-110 кВ подстанции....
В работе разработаны мероприятия по реконструкции схемы электрических соединений нормального режима трансформаторной подстанции ПС-220/110/10 кВ «Чертаново» г. Москвы с модернизацией оборудования данной подстанции.
В работе приведено описание и анализ исходной схемы электрических соединений ТП-220/110/10 кВ «Чертаново» г. Москвы.
На основании полученных аналитических данных проведённого анализа, установлено, что в работе рекомендуется внедрить предложенные мероприятия по реконструкции ТП-220/110/10 кВ «Чертаново» г. Москвы, которые осуществляются путём внедрения таких групп мероприятий:
• первая группа - замена силовых автотрансформаторов АТДТНГ- 32000/220 на понизительной подстанции ТП-220/110/10 кВ «Чертаново» г. Москвы, на автотрансформаторы большей номинальной мощности марки АТДЦТН-63000/220 (завод- изготовитель - ООО «Сименс Энерджи Трансформаторы»);
• вторая группа - модернизация оборудования распределительных устройств ОРУ-220 кВ и ОРУ-110 кВ подстанции (выключателей высокого напряжения и разъединителей), путём их замены на современное оборудование соответствующих типов ведущих производителей;
• вторая группа - реконструкция схемы главных электрических соединений нормального режима ОРУ-220 кВ подстанции, в связи с увеличением нагрузки и заменой автотрансформаторов, путём восстановления второй ремонтной автоматической перемычки в виде технического блока «разъединитель-выключатель-разъединитель», которая была демонтирована на подстанции ранее в связи с отсутствием перетоков мощности в схеме «5Н» и её неиспользованием.
Установлено, что практическая реализация предложенных мероприятий по реконструкции ТП-220/110/10 кВ «Чертаново» г. Москвы с внедрением приведённых основных групп мероприятий, будет способствовать значительному повышению параметров надёжности, бесперебойности, электробезопасности и экономичности на объекте исследования.
В работе, для подтверждения работоспособности схемы электрических соединений ПС-220/110/10 кВ «Чертаново» г. Москвы, обусловленная реконструкцией схемы ОРУ 220 кВ, проведено техническое обоснование следующих принятых решений:
• проведён расчёт нагрузки подстанции, а также расчёт токов короткого замыкания на выводах 220 кВ, 110 кВ и 10 кВ силовых автотрансформаторов в максимальном режиме работы;
• осуществлена проверка новых автотрансформаторов марки на перегрузочную способность. Расчётным путём в работе установлено, что на подстанции ПС-220/110/10 кВ «Чертаново» г. Москвы установленные новые автотрансформаторы марки АТДЦТН- 63000/220, выдержат систематическую нагрузку и допустимую перегрузку с учётом увеличения нагрузки потребителей;
• выбраны и проверены сечения проводов воздушных линий питающей ВЛ-220 кВ, а также распределительных ВЛ-110 кВ. В работе расчётным путём подтверждены все сечения проводников питающей 220 кВ (провод марки АСК-240). Установлено, что в связи с увеличением нагрузки ОРУ-110 кВ, сечение воздушной линии рекомендовано заменить с марки АСК-120 на АСК-185;
• выбраны и проверены новые современные электрические аппараты для установки на объектах подстанции: в ОРУ-220 кВ выбраны выключатели элегазовые марки LTB-245E1/B-31,5/2000, в ОРУ-110 кВ - выключатель ВРС-110/2500 УХЛ1. Для установки в ОРУ-220 кВ выбраны новые современные разъединители марки РГ-1б-220/1000 УХЛ1, для установки в ОРУ-110 кВ - разъединители марки РГ- 110/1000 УХЛ1 (производитель - ЗАО «ЗЭТО»);....
1. Андреев В.А. Релейная защита систем электроснабжения в примерах и задачах. М.: Высшая школа, 2018. 256 c.
2. Булычев А.В. Релейная защита в распределительных электрических сетях. Пособие для практических расчетов. М.: НЦ ЭНАС, 2021. 208 с.
3. ГОСТ 29322-2014. «Напряжения стандартные» [Электронный ресурс]: URL: https://docs.cntd.ru/document/1200115397 (дата обращения: 14.02.2023).
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: 14.02.2023).
5. Захаров О.Г. Цифровые устройства релейной защиты. Алгоритмы и уставки. М.: Энергоиздат, 2019. 640 с.
6. Кадомская К.П., Лавров Ю.А. Электрооборудование высокого напряжения нового поколения. Вологда: Инфра-Инженерия, 2018. 343 c.
7. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. М.: Academia, 2018. 320 с.
8. 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.
9. Постановление Правительства 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: 14.02.2023).
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. 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