АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕЙСТВУЮЩЕЙ ПОДСТАНЦИИ 10
1.1 Место ГИ11-9 в схеме электроснабжения ПАО «КУМЗ» 10
1.2 Анализ элементов подстанции и технические решения по замене
устаревшего оборудования 11
2 ОСОБЕННОСТИ ХАРАКТЕРНЫХ НАГРУЗОК ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 13
2.1 Анализ нагрузки 14
2.2 Реактивная составляющая - неотъемлемая часть потребляемой из сети
энергии 21
2.3 Принципы компенсации реактивной мощности 23
3 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ПОДСТАНЦИИ 26
3.1. Выбор номинальной мощности трансформаторов 26
3.2 Выбор схем электрических соединений распределительного
устройства 29
3.3 Расчет токов нагрузок на присоединениях высокого напряжения в
длительном (нормальном) ив утяжеленном (аварийном)режимах 31
3.4 Расчет токов короткого замыкания 32
3.5 Выбор выключателей и разъединителей 220 и 35кВ 35
3.6 Выбор токоведущих частей и изоляторов 41
3.6.1 Выбор токоведущих частей 220кВ 41
3.6.2 Выбор шин 35 кВ 43
3.6.3 Выбор изоляторов для ОРУ 220 кВ 44
3.6.4 Выбор изоляторов для КРУ 35 кВ 44
3.7 Выбор трансформаторов тока 220 и 35кВ 45
3.7.1 Выбор трансформаторов тока на стороне 220кВ подстанции 45
3.7.2 Выбор трансформаторов тока на стороне 35кВ подстанции 50
3.8 Выбор трансформаторов напряжения 220 и 35кВ 53
3.8.1 Выбор трансформаторов напряжения на стороне 220кВ 54
3.8.2 Выбор трансформаторов напряжения на стороне 35кВ 56
3.9 Выбор высокочастотных заградителей 220 кВ 58
3.10 Выбор ограничителей перенапряжения (ОПН) 60
3.10.1 Ограничители перенапряжения на РУ 220кВ 60
3.10.2 Ограничители перенапряжения на РУ 35кВ 61
3.11 Собственные нужды подстанции 61
4 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА 65
4.1Выбор видов и типоисполнения терминалов релейной защиты и автоматики для всех объектов подстанции 64
4.2 Выбор фирмы производителя 66
4.3 Защиты трансформатора 220/35 кВ 72
4.4 Защита ВЛ 220 кВ 75
4.5 Вводной выключатель 35кВ 80
4.6 Секционный выключатель 35 кВ 81
4.7ШиныНН35кВ 82
5 РАСЧЕТ УСТАВОК РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ 86
5.1 Расчет уставок дифференциальной защиты трансформатора (ДЗТ) 86
5.1.1 Общий принцип действия ДЗТ 86
5.1.2 Основные параметры и характеристики ДЗТ в шкафу ШЭ2607 90
5.1.3 Выбор уставок ДЗТ 98
5.2 Расчет максимальной токовой защиты (МТЗ) на линиях 35кВ 102
5.2.1 Принцип действия МТЗ 102
5.2.2 Расчет уставок МТЗ 104
5.3 Расчет междуфазной токовой отсечки (МФТО) на линиях 35кВ 105
5.3.1 Принцип действия токовой отсечки 105
5.3.2 Расчет уставок МФТО 107
6 ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ 108
6.1 Особенности компенсации реактивной мощности в сетях со
специфическими нагрузками 108
6.2 Выбор СТК 110
7 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ (АСУ ТП) 120
7.1 Структура АСУ ТП подстанции 120
7.2 Интеграция средств РЗА и автоматизированного управления 122
7.3 Программно-технический комплекс на базе цифровых устройств релейной
защиты и телемеханики НГК "ЗАЩИТА-2" 123
7.3.1 Структура ПТК «Защита -Ъ> Т1
1.Ъ.2 Дисциплина допуска к работе с НТК 131
7.4 Управление и сигнализация на подстанции 131
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 135
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 136
Возрастающая потребность современной техники в специальных сталях и сплавах определяет интенсивное развитие электрометаллургии. Быстрыми темпами развивается автоматизация выплавки стали. Причем объем промышленного производства в настоящее время зависит от объема потребляемой электроэнергии.
Поэтому вопросы повышения качества продукции требуют глубокого и точного регулирования технологических параметров: скорости, температуры, тока и т.п. Регулирование большинства технологических параметров осуществляется путем изменения выходных параметров электроустановки, которая является логической частью технологического агрегата.
Качество электроэнергии можно улучшить средствами питающей сети или применением соответствующего дополнительного оборудования на основе имеющегося опыта проектных и эксплуатационных организаций.
Одним из основных вопросов, связанных с повышением качества электроэнергии в сетях, решаемых как на стадии проектирования, так и на стадии эксплуатации систем промышленного электроснабжения, является вопрос о компенсации реактивной мощности, включающий выбор целесообразных источников, расчет и регулирование их мощности, размещение источников в системе электроснабжения.
Рациональная компенсация реактивной мощности в промышленных электросетях включает в себя широкий комплекс вопросов, направленных на повышение экономичности работы электроустановок, улучшение качества потребляемой электроэнергии и включающих в себя методы выбора и расчета компенсирующих устройств. А также вопросы места установки компенсирующих устройств и их наивыгоднейшего размещения, рациональной и безопасной эксплуатации и защиты; ключевые вопросы автоматического регулирования реактивной мощности в промышленных электросетях, также создания целенаправленного научного подхода к разработке и решению с
минимумом погрешности адекватной математической модели задачи рациональной компенсации реактивной мощности.
Необходимая компенсация реактивной мощности приводит к снижению потерь мощности из-за перетоков реактивной мощности, обеспечению надлежащего качества потребляемой электроэнергии за счет регулирования и стабилизации уровня напряжений в электросетях, достижению высоких техникоэкономических показателей работы электроустановок.
Целью данной выпускной квалификационной работы является создание проекта реконструкции главной понизительной подстанции (ГПП-9) ПАО «КУМЗ».
Необходимость реконструкции подстанции вызвана перспективой развития новых нагрузок, улучшением качества электроэнергии, а также физически устаревшим парком оборудования, при эксплуатации которого растет день ото дня риск аварий на подстанции.
В данной выпускной квалификационной работе был произведен анализ элементов и оборудования подстанции, а также анализ существующей и перспективной нагрузки. По результатам сделан вывод о необходимости реконструкции подстанции, вызванной ее моральным и техническим износом. После чего рассмотрен вариант реконструкции подстанции 220/35 кВ с заменой коммутационной, измерительной аппаратуры и токоведущих частей, а также с заменой старой релейной защиты и автоматики на современные микропроцессорные комплекты фирмы «Экра», которая является одним из крупнейших производителей средств РЗиА на рынке электрооборудования России.
