ВВЕДЕНИЕ 7
1 Теоретическая часть 9
1.1 Характеристика предприятия электрических сетей 9
1.2 Общая характеристика подстанции "Абаканская" 500 кВ 10
1.3 Описание схемы электрических соединений ОРУ-220 кВ и
существующего оборудования 13
2 Аналитическая часть 23
2.1 Обоснование реконструкции схемы электрических соединений и
оборудования ОРУ-220 кВ 23
2.2 Обзор современных конструкций выключателей 220 кВ 24
2.3 Обзор современных конструкций разъединителей 220 кВ 29
2.4 Обзор современных конструкций трансформаторов тока и
напряжения 220 кВ 33
3 Практическая часть 46
3.1 Определение токов нормального и утяжеленного режимов
присоединений подстанции 46
3.2 Расчет токов КЗ на шинах подстанции 47
3.3 Выбор оборудования ОРУ-220 кВ 55
3.4 Локальная смета на сооружение ОРУ-220 кВ 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 63
ПРИЛОЖЕНИЕ А 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 67
ПРИЛОЖЕНИЕ В 69
В современных условиях главной задачей, стоящая перед электроэнергетической областью страны, является выбор долгосрочных правильных результатов по развитию электроэнергетики, механизмам и системе ее контроля, гарантирующих электроэнергетическую безопасность страны, постоянное развитие и эффективное действие электроэнергетической отрасли.
Стратегия формирования электроэнергетики опирается на принятом в «Энергетической стратегии России до 2030 года» сценарии современного развития экономики страны в обстановке быстро растущей оцифровке работы в экономике и промышленности.
Исследования показывают, что есть реальная перспектива повышения уровня электрификации различных производственных и непроизводственных объектов. Многообразие факторов, которые необходимо учитывать при проектировании электроснабжения предприятий разных отраслей промышленности, повышает требования к разрабатываемым схемам и оборудованию в плане надежности, безопасности, удобству эксплуатации и экономичности.
Система электроснабжения является одной из ключевых систем различных промышленных предприятий и электрических подстанций. Она предназначена для обеспечения электропитания различного оборудования - высоковольтных и низковольтных агрегатов и установок, потребляющих электроэнергию. Качественное обеспечение электроэнергией, передаваемой от подстанций к потребителям возможно за счет высоких показателей надежности, экономичности и эффективности в целом, которые зависят, в свою очередь, от категории отдельных потребителей этих подстанций.
Модернизация и строительство станций и подстанций практически во всех сегментах рынка проводится на основе принципов комплексного подхода - от проекта до ввода в эксплуатацию. Применяются комплекты укрупненных функциональных блоков полной заводской готовности. Путем агрегатирования соответствующих разновидностей таких блоков, реализуются все требуемые типы ОРУ станций и подстанций.
Спроектированная электрическая подстанция должна отвечать современному развитию науки и техники и опираться на самые актуальные технические разработки. Иначе, в результате применения ненадежного и не зарекомендовавшего себя электрооборудования на практике, а также нерациональная конфигурация схемы подстанции, она может потерять свою устойчивость к различным факторам, способным спровоцировать аварию на объекте. При этом требуемое качество электроэнергии, естественно, обеспечено не будет.
Поэтому правильная организация и эксплуатация электрических подстанций, а также четкое соблюдение техники безопасности в совокупности с протекающими процессами передачи и распределения электроэнергии будет способствовать безопасному и эффективному функционированию подстанции и процветанию предприятия электрических сетей, в ведении которого находится такие объекты.
Объект исследования - ПС 500 кВ «Абаканская».
Предмет исследования - методы и методики выбора электрооборудования, расчета токов КЗ и электрических нагрузок.
Целью ВКР является реконструкция схемы ОРУ-220 кВ ПС 500 кВ «Абаканская» (исходная две секции шин с обходной) на две системы шин, с заменых выключателей на элегазовые и разъединителей на аппараты с электроприводом.
Задачи ВКР, которые необходимы для достижения цели:
- дать общую характеристику предприятия и подстанции «Абаканская», описать схему электрических соединений ОРУ-220 кВ и существующего оборудования;
- обосновать реконструкцию схемы электрических соединений и замену оборудования на ОРУ-220 кВ;
- произвести обзор конструкций выключателей, разъединителей, трансформаторов напряжения и тока напряжением 220 кВ и дать их сравнительную характеристику;
- рассчитать токи нормального и утяжеленного режима путем определения электрических нагрузок отходящих присоединений;
- рассчитать токи короткого замыкания и выбрать оборудование ОРУ- 220 кВ на подстанции;
- составить локальную смету на сооружение ОРУ-220 кВ.
Методы исследования. Используется комплекс общих методов единого исследования и выводы типичных, научных и практических работ, формальнологичный, структурно-функциональный и проектный способы анализа.
Научная новизна исследования заключается в использовании современных типов измерительных трансформаторов, выключателей и разъединителей для реконструкции ОРУ-220 кВ.
Практическая значимость работы обусловлена необходимостью замены физически и морально устаревшего оборудования ОРУ-220 кВ ПС 500 кВ «Абаканская», что обеспечит более надежное электроснабжение питающихся от него потребителей. Данное исследование будет актуально не только в решении проблемы надежного и бесперебойного электроснабжения потребителей подстанции, подобные технологические и конструктивные решения могут быть применены для проектирования электроснабжения и реконструкции схем питания электроэнергией различных электрических подстанций.
Область применения - результаты работы могут быть внедрены на подстанциях и ОРУ аналогичного типа в рамках реконструкции данных объектов.
Результатом ВКР является реконструкция схемы ОРУ-220 кВ ПС 500 кВ «Абаканская» (исходная две секции шин с обходной) на две системы шин, с заменых выключателей на элегазовые и разъединителей на аппараты с электроприводом. Эта узловая транзитная подстанция 500 кВ «Абаканская» обеспечивает электроэнергией ряд подстанций напряжением 220 кВ, а также питание потребителей Республики Хакасия и юга Красноярского края.
В работе дана общая характеристика предприятия и подстанции «Абаканская», описана схема электрических соединений ОРУ-220 кВ и существующего оборудования, обоснована реконструкция схемы электрических соединений и замену оборудования на ОРУ-220 кВ.
Произведен обзор конструкций выключателей, разъединителей, трансформаторов напряжения и тока напряжением 220 кВ и дана их сравнительная характеристика. Анализ преимуществ, технических характеристик современного оборудования подстанций на 220 кВ показал, что наиболее приемлемыми и перспективными типами выступают элегазовые выключатели ВГТ-220, разъединители типа РГП-220, элегазовые (со смесью газов) трансформаторы тока и напряжения соответственно ТОГФ-220 и ЗНОГ-220.
Рассчитанные токи нормального и утяжеленного режима путем определения электрических нагрузок отходящих присоединений и токи короткого замыкания позволили выбрать и проверить оборудование ОРУ-220 кВ на подстанции. Проверка выбранных выключателей, разъединителей, измерительных трансформаторов показала, что они удовлетворяют всем критериям выбора, в том числе токам КЗ, рассчитанным в работе.
Для определения затрат на реконструкцию составлена локальная смета на сооружение ОРУ-220 кВ.
Таким образом, установка нового оборудования на ПС 500 кВ «Абаканская» на ОРУ-220 кВ обеспечит более надежное электроснабжение питающихся от него потребителей, а результаты работы могут быть внедрены на подстанциях и ОРУ аналогичного типа в рамках реконструкции данных объектов.
