Помощь студентам в учебе
Реконструкция электрической части подстанции 110/35/6 кВ «Факел»
|
Аннотация 2
Введение 4
1 Описание объекта реконструкции 7
1.1 Краткая характеристика подстанции 7
1.2 Нормы проектирования понизительных подстанций 13
1.3 Разработка предложений по реконструкции подстанции 18
2 Анализ нагрузки подстанции 22
2.1 Построение и анализ суточных графиков нагрузок подстанции 22
2.2 Проверка мощности силовых трансформаторов подстанции 30
3 Расчёт токов коротких замыканий на подстанции 36
4 Выбор электрических аппаратов и проводников, электрической схемы на
подстанции «Факел» 45
4.1 Реконструкция схемы электрических соединений подстанции 46
4.2 Расчёт максимальных рабочих токов 48
4.3 Выбор и проверка проводников подстанции 49
4.4 Выбор и проверка электрических аппаратов подстанции 54
5 Собственные нужды подстанции и выбор оперативного тока 64
6 Релейная защита и автоматика реконструируемой подстанции 66
Заключение 73
Список используемых источников 76
Введение 4
1 Описание объекта реконструкции 7
1.1 Краткая характеристика подстанции 7
1.2 Нормы проектирования понизительных подстанций 13
1.3 Разработка предложений по реконструкции подстанции 18
2 Анализ нагрузки подстанции 22
2.1 Построение и анализ суточных графиков нагрузок подстанции 22
2.2 Проверка мощности силовых трансформаторов подстанции 30
3 Расчёт токов коротких замыканий на подстанции 36
4 Выбор электрических аппаратов и проводников, электрической схемы на
подстанции «Факел» 45
4.1 Реконструкция схемы электрических соединений подстанции 46
4.2 Расчёт максимальных рабочих токов 48
4.3 Выбор и проверка проводников подстанции 49
4.4 Выбор и проверка электрических аппаратов подстанции 54
5 Собственные нужды подстанции и выбор оперативного тока 64
6 Релейная защита и автоматика реконструируемой подстанции 66
Заключение 73
Список используемых источников 76
Целью данной работы является реконструкция электрической части существующей понизительной подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел», территориально расположенной в Шкотовском района Приморского края Российской Федерации и обеспечивающей электроэнергией потребителей разного характера нагрузки, в том числе промышленного и бытового.
К основным технологическим проблемам в энергосистеме Шкотовского района Приморского края, которые требуют немедленного решения, можно отнести слабое обеспечение системы электроснабжения северо-западной части Шкотовского района при нарушении питания со стороны 110 кВ из-за отсутствия условий резервирования в схеме.
Основной задачей данной работы является реконструкция понизительной подстанции переменного тока ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, которая осуществляется путём внесения изменений в схему главных нормальных электрических соединений подстанции.
Объектом исследования в работе является схема главных нормальных электрических соединений подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края.
Предметом исследования являются силовые трансформаторы, электрические сети, аппараты, устройства вторичных цепей (собственные нужды, релейная защита и автоматика) распределительных устройств классов номинальных напряжений 110 кВ, 35 кВ и 6 кВ ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края.
Актуальность данной работы связана с возникновением острой проблемы по обеспечению потребителей бесперебойной и качественной электроэнергией в существующей системе электроснабжения Шкотовского района Приморского края, в связи с перегрузкой силовых трансформаторов районных подстанций, а также потерей надёжности схемы электрических соединений подстанций вследствие применения на некоторых из этих подстанций 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-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, 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-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, с учётом фактических значений исходных технических характеристик и данных подстанции;
- провести анализ нагрузки подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, для чего, используя исходные значения фактических нагрузок и типичный суточный график нагрузки, выбрать и проверить силовые трансформаторы подстанции на перегрузочную способность;
- рассчитать значения коротких замыканий на ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, включая максимальные и минимальные расчётные значения токов КЗ, а также мощность цепи КЗ и значения ударных токов;
- провести выбор и проверку основного оборудования распределительных устройств подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, а также проводников системы электроснабжения объекта реконструкции;
- провести выбор схемы и расчёт системы собственных нужд
подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края с
последующим выбором трансформаторов СН;
- осуществить расчёт и выбор уставок релейной защиты и автоматики на объекте проектирования путём выбора времени и тока срабатывания основных защит.
Результатом работы является разработка, проверка и реализация технических решений, позволяющих внедрить качественные мероприятия по реконструкции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края.
При решении в работе всех указанных задач, основная цель будет достигнута.
К основным технологическим проблемам в энергосистеме Шкотовского района Приморского края, которые требуют немедленного решения, можно отнести слабое обеспечение системы электроснабжения северо-западной части Шкотовского района при нарушении питания со стороны 110 кВ из-за отсутствия условий резервирования в схеме.
Основной задачей данной работы является реконструкция понизительной подстанции переменного тока ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, которая осуществляется путём внесения изменений в схему главных нормальных электрических соединений подстанции.
Объектом исследования в работе является схема главных нормальных электрических соединений подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края.
Предметом исследования являются силовые трансформаторы, электрические сети, аппараты, устройства вторичных цепей (собственные нужды, релейная защита и автоматика) распределительных устройств классов номинальных напряжений 110 кВ, 35 кВ и 6 кВ ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края.
Актуальность данной работы связана с возникновением острой проблемы по обеспечению потребителей бесперебойной и качественной электроэнергией в существующей системе электроснабжения Шкотовского района Приморского края, в связи с перегрузкой силовых трансформаторов районных подстанций, а также потерей надёжности схемы электрических соединений подстанций вследствие применения на некоторых из этих подстанций 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-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, 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-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, с учётом фактических значений исходных технических характеристик и данных подстанции;
- провести анализ нагрузки подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, для чего, используя исходные значения фактических нагрузок и типичный суточный график нагрузки, выбрать и проверить силовые трансформаторы подстанции на перегрузочную способность;
- рассчитать значения коротких замыканий на ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, включая максимальные и минимальные расчётные значения токов КЗ, а также мощность цепи КЗ и значения ударных токов;
- провести выбор и проверку основного оборудования распределительных устройств подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, а также проводников системы электроснабжения объекта реконструкции;
- провести выбор схемы и расчёт системы собственных нужд
подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края с
последующим выбором трансформаторов СН;
- осуществить расчёт и выбор уставок релейной защиты и автоматики на объекте проектирования путём выбора времени и тока срабатывания основных защит.
Результатом работы является разработка, проверка и реализация технических решений, позволяющих внедрить качественные мероприятия по реконструкции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края.
При решении в работе всех указанных задач, основная цель будет достигнута.
В результате выполнения работы проведена реконструкция схемы электрических соединений нормального режима трансформаторной подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края.
Приведено описание и анализ исходной схемы электрических соединений ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, с последующим анализом технических данных нагрузки потребителей.
Проведён анализ основных требований, предъявляемых к схемам главных электрических соединений нормального режима и основному оборудованию понизительных подстанций энергосистемы.
На основании полученных аналитических данных проведённого анализа, установлено, что в работе рекомендуется внедрить предложенные мероприятия по реконструкции схемы главных электрических соединений нормального режима ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, осуществляемое путём внедрения двух основных групп мероприятий:
- первая группа - модернизация оборудования распределительных устройств подстанции, а также замена силовых трансформаторов на подстанции;
- вторая группа - реконструкция схемы электрических соединений подстанции, включающая расширение ОРУ-110 кВ в связи с подключением новой строящейся питающей ВЛ-110 кВ от ПС- 220/110/10 кВ «Патрокл», что связано с возросшей нагрузкой потребителей ПС-110/35/6 кВ «Факел». Также в схеме электрических соединений ОРУ-110 кВ ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, необходимо создать условия для обеспечения резервирования и бесперебойного электроснабжения потребителей, применив другой тип схемы.
Осуществлено построение и анализ суточных графиков нагрузок подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, с последующим определением основных показателей и характеристик суточного графика нагрузки объекта исследования. Учитывая полученные значения показателей и технических данных, полученных в результате анализа графика нагрузки потребителей ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, проведена расчётная проверка мощности новых трансформаторов на подстанции.
Установлено, что два силовые трансформатора марки ТДТН-40000/110, которые рекомендованы для установки на ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края в результате проведения реконструкции, удовлетворяют всем условиям выбора и проверок.
Проведён расчёт токов короткого замыкания в максимальном режиме (начальное значение периодической составляющей тока трёхфазного короткого замыкания), а также величины ударных токов (начального значения апериодической составляющей тока КЗ) и значения минимального расчётного тока двухфазного короткого замыкания, полученные в результате расчёта на шинах 110 кВ, 35 кВ и 6 кВ в максимальном режиме работы ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края.
Выбрана новая схема для применения в ОРУ-110 кВ ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края в результате её реконструкции (рекомендована схема 110-9 с «Одной рабочей, секционированной выключателем, системой шин»).
Проведён расчёт максимальных рабочих токов послеаварийного режима для присоединений, вводов и линий 110 кВ, 35 кВ и 6 кВ ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края.
Выбраны сечения проводников воздушных линий:
- для применения на питающей ВЛ-110 кВ, в работе выбран современный провод марки AERO-Z - 261 с сечением токоведущей жилы - 261 мм2 и допустимой токовой нагрузкой 1Доп = 625 А;
- для установки на распределительных ВЛ-35 кВ выбран провод марки
AERO-Z - 177 с сечением токоведущей жилы - 176,93 мм2 и
допустимой токовой нагрузкой 1доп = 494 А.
Выбраны силовые кабели марки АПвП-6 (3x150) распределительной кабельной сети напряжением 6 кВ. Проведён выбор ошиновки для применения в РУ подстанции: в ОРУ-110 кВ (выбрана гибкая ошиновка с применением провода АС - 240/32), ОРУ-35 кВ (выбрана гибкая ошиновка с применением провода АС - 300/66) и ЗРУ-6 кВ (выбрана жёсткая ошиновка с применением шин А80х10).
Выбрано и проверено оборудования распределительных устройств напряжением 110 кВ, 35 кВ и 6 кВ на ПС-110/35/6 кВ «Факел»:
- в РУ 110 кВ - выключатели марки ВЭБ-11011-40/2500 УХЛ1, разъединители РДЗ-1(2)-110/1000УХЛ1, ОПН-У/TEL 110/84 УХЛ1, ТН НАМИ- 110-95УХЛ1, ТТ ТВ-110;
- в РУ-35 кВ - выключатели марки ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1, разъединители марки РДЗ-1(2)-35/1000НУХЛ1, ОПН-У/TEL 35/40,5 УХЛ1, ТН ЗНОМ-35-85 У1, ТТ ТВ-35;
- в ЗРУ 6 кВ - выключатели марки BB/TEL-10-12,5/630 У2, ОПН- РС/TEL 6/7,6 УХЛ1, ТН НАМИ-6УХЛ2, ТТ ТЛК-6.
Выбрана схема системы собственных нужд, проведён расчёт потребителей СН и выбраны два ТСН марки ТМ-160/6. На основе расчётных данных, проведён расчёт уставок основных защит силовых трансформаторов ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края (дифференциальной защиты, защиты от перегрузки, максимальной токовой защиты).
Таким образом, на основании проведённых расчётов и полученных результатов, установлено, что практическая реализация предложенных мероприятий по реконструкции схемы главных электрических соединений нормального режима ПС-110/35/6 кВ «Факел» с внедрением приведённых основных групп мероприятий, будет способствовать значительному повышению параметров надёжности, бесперебойности, электробезопасности и экономичности на объекте исследования.
Приведено описание и анализ исходной схемы электрических соединений ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, с последующим анализом технических данных нагрузки потребителей.
Проведён анализ основных требований, предъявляемых к схемам главных электрических соединений нормального режима и основному оборудованию понизительных подстанций энергосистемы.
На основании полученных аналитических данных проведённого анализа, установлено, что в работе рекомендуется внедрить предложенные мероприятия по реконструкции схемы главных электрических соединений нормального режима ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, осуществляемое путём внедрения двух основных групп мероприятий:
- первая группа - модернизация оборудования распределительных устройств подстанции, а также замена силовых трансформаторов на подстанции;
- вторая группа - реконструкция схемы электрических соединений подстанции, включающая расширение ОРУ-110 кВ в связи с подключением новой строящейся питающей ВЛ-110 кВ от ПС- 220/110/10 кВ «Патрокл», что связано с возросшей нагрузкой потребителей ПС-110/35/6 кВ «Факел». Также в схеме электрических соединений ОРУ-110 кВ ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, необходимо создать условия для обеспечения резервирования и бесперебойного электроснабжения потребителей, применив другой тип схемы.
Осуществлено построение и анализ суточных графиков нагрузок подстанции ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, с последующим определением основных показателей и характеристик суточного графика нагрузки объекта исследования. Учитывая полученные значения показателей и технических данных, полученных в результате анализа графика нагрузки потребителей ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края, проведена расчётная проверка мощности новых трансформаторов на подстанции.
Установлено, что два силовые трансформатора марки ТДТН-40000/110, которые рекомендованы для установки на ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края в результате проведения реконструкции, удовлетворяют всем условиям выбора и проверок.
Проведён расчёт токов короткого замыкания в максимальном режиме (начальное значение периодической составляющей тока трёхфазного короткого замыкания), а также величины ударных токов (начального значения апериодической составляющей тока КЗ) и значения минимального расчётного тока двухфазного короткого замыкания, полученные в результате расчёта на шинах 110 кВ, 35 кВ и 6 кВ в максимальном режиме работы ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края.
Выбрана новая схема для применения в ОРУ-110 кВ ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края в результате её реконструкции (рекомендована схема 110-9 с «Одной рабочей, секционированной выключателем, системой шин»).
Проведён расчёт максимальных рабочих токов послеаварийного режима для присоединений, вводов и линий 110 кВ, 35 кВ и 6 кВ ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края.
Выбраны сечения проводников воздушных линий:
- для применения на питающей ВЛ-110 кВ, в работе выбран современный провод марки AERO-Z - 261 с сечением токоведущей жилы - 261 мм2 и допустимой токовой нагрузкой 1Доп = 625 А;
- для установки на распределительных ВЛ-35 кВ выбран провод марки
AERO-Z - 177 с сечением токоведущей жилы - 176,93 мм2 и
допустимой токовой нагрузкой 1доп = 494 А.
Выбраны силовые кабели марки АПвП-6 (3x150) распределительной кабельной сети напряжением 6 кВ. Проведён выбор ошиновки для применения в РУ подстанции: в ОРУ-110 кВ (выбрана гибкая ошиновка с применением провода АС - 240/32), ОРУ-35 кВ (выбрана гибкая ошиновка с применением провода АС - 300/66) и ЗРУ-6 кВ (выбрана жёсткая ошиновка с применением шин А80х10).
Выбрано и проверено оборудования распределительных устройств напряжением 110 кВ, 35 кВ и 6 кВ на ПС-110/35/6 кВ «Факел»:
- в РУ 110 кВ - выключатели марки ВЭБ-11011-40/2500 УХЛ1, разъединители РДЗ-1(2)-110/1000УХЛ1, ОПН-У/TEL 110/84 УХЛ1, ТН НАМИ- 110-95УХЛ1, ТТ ТВ-110;
- в РУ-35 кВ - выключатели марки ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1, разъединители марки РДЗ-1(2)-35/1000НУХЛ1, ОПН-У/TEL 35/40,5 УХЛ1, ТН ЗНОМ-35-85 У1, ТТ ТВ-35;
- в ЗРУ 6 кВ - выключатели марки BB/TEL-10-12,5/630 У2, ОПН- РС/TEL 6/7,6 УХЛ1, ТН НАМИ-6УХЛ2, ТТ ТЛК-6.
Выбрана схема системы собственных нужд, проведён расчёт потребителей СН и выбраны два ТСН марки ТМ-160/6. На основе расчётных данных, проведён расчёт уставок основных защит силовых трансформаторов ПС-110/35/6 кВ «Факел» Приморского края (дифференциальной защиты, защиты от перегрузки, максимальной токовой защиты).
Таким образом, на основании проведённых расчётов и полученных результатов, установлено, что практическая реализация предложенных мероприятий по реконструкции схемы главных электрических соединений нормального режима ПС-110/35/6 кВ «Факел» с внедрением приведённых основных групп мероприятий, будет способствовать значительному повышению параметров надёжности, бесперебойности, электробезопасности и экономичности на объекте исследования.
