Помощь студентам в учебе
Модернизация трансформаторной подстанции ТП-14 (г. Трехгорный)
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11
2. СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ 14
3. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ 25
3.1 Описание и назначение трансформаторной подстанции 25
3.2 Анализ режима работы трансформаторов 27
4 СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ 30
4.1 Выбор силового трансформатора подстанции 30
4.2 Выбор главной схемы подстанции 32
4.2.1 Основные требования к главным схемам распределительных
устройств 32
4.2.2 Выбор схемы распределительного устройства напряжения 10 кВ 33
4.2.3 Выбор схемы распределительного устройства 0,4 кВ 35
4.3 Расчет токов на вводе РУ 10кВ 36
4.3.1 Расчет токов нагрузок на присоединениях подстанции в длительном
(нормальном) и в аварийном (утяжеленном) режимах 36
4.3.2 Расчет токов короткого замыкания 38
4.4 Выбор электрооборудования 45
4.4.1 Выбор коммутационной аппаратуры высокого напряжения 45
4.4.2 Выбор коммутационной аппаратуры низкого напряжения 49
4.4.3 Выбор трансформаторов тока 56
4.4.4 Выбор трансформаторов напряжения 64
4.4.5 Выбор токоведущей части 66
4.4.5.1 Выбор сборных шин РУ-10кВ 66
4.4.5.2 Выбор сборных шин РУ-0,4кВ 68
5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 71
6. БЕЗОПАСНТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 73
6.1 Общие положения 73
6.2 Обеспечение электробезопасности на подстанции 74
6.3 Мероприятия по предотвращению или уменьшению вероятности
возникновения чрезвычайных ситуаций 78
6.4 Расчет заземляющего устройства 84
6.5 Охрана окружающей среды 90
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 95
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11
2. СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ 14
3. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ 25
3.1 Описание и назначение трансформаторной подстанции 25
3.2 Анализ режима работы трансформаторов 27
4 СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ 30
4.1 Выбор силового трансформатора подстанции 30
4.2 Выбор главной схемы подстанции 32
4.2.1 Основные требования к главным схемам распределительных
устройств 32
4.2.2 Выбор схемы распределительного устройства напряжения 10 кВ 33
4.2.3 Выбор схемы распределительного устройства 0,4 кВ 35
4.3 Расчет токов на вводе РУ 10кВ 36
4.3.1 Расчет токов нагрузок на присоединениях подстанции в длительном
(нормальном) и в аварийном (утяжеленном) режимах 36
4.3.2 Расчет токов короткого замыкания 38
4.4 Выбор электрооборудования 45
4.4.1 Выбор коммутационной аппаратуры высокого напряжения 45
4.4.2 Выбор коммутационной аппаратуры низкого напряжения 49
4.4.3 Выбор трансформаторов тока 56
4.4.4 Выбор трансформаторов напряжения 64
4.4.5 Выбор токоведущей части 66
4.4.5.1 Выбор сборных шин РУ-10кВ 66
4.4.5.2 Выбор сборных шин РУ-0,4кВ 68
5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 71
6. БЕЗОПАСНТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 73
6.1 Общие положения 73
6.2 Обеспечение электробезопасности на подстанции 74
6.3 Мероприятия по предотвращению или уменьшению вероятности
возникновения чрезвычайных ситуаций 78
6.4 Расчет заземляющего устройства 84
6.5 Охрана окружающей среды 90
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 95
Электроэнергетика - одна из ведущих областей энергетики,
обеспечивающая электрификацию народного хозяйства, промышленности и жилого фонда страны. В экономически развитых странах технические средства электроэнергетики объединяются в автоматизированные и централизованно управляемые электроэнергетические системы.
Энергетика - это основа развития производственных сил в любом государстве. Она обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.
Наряду с другими отраслями народного хозяйства электроэнергетика является частью единой народно - хозяйственной экономической системы. В настоящее время без электрической энергии наша жизнь немыслима. Данная отрасль проникла во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос, а также быт простых людей. Без электроэнергии невозможно действие современных средств связи и развитие кибернетики, вычислительной и космической техники. Так же большое значение электроэнергии в сельском хозяйстве, транспортном комплексе и в быту. Теперь уже трудно представить без электроэнергии нашу жизнь.
Данное широкое распространение можно объяснить ее специфическими свойствами: возможностью превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и другие) с наименьшими потерями; способностью относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах; огромным скоростям протекания электромагнитных процессов; способности к дроблению энергии и образование ее параметров (изменение напряжения, частоты); невозможностью и, соответственно, ненужностью ее складирования или накопления [1].
Электрическая энергия долгое время была лишь объектом экспериментов и не имела практического применения. Первые попытки полезного использования электричества были предприняты во второй половине XIX века, основными направлениями использования были недавно изобретенный телеграф, гальванотехника, военная техника (например, были попытки создания судов и самоходных машин с электрическими двигателями; разрабатывались мины с электрическим взрывателем). Источниками электричества поначалу служили гальванические элементы.
Существенным прорывом в массовом распространении электроэнергии стало изобретение электромашинных источников электрической энергии - генераторов. По сравнению с гальваническими элементами генераторы обладали большей мощностью и ресурсом полезного использования, были существенно дешевле и позволяли произвольно задавать параметры вырабатываемого тока. Именно с появлением генераторов стали появляться первые электрические станции и сети (до этого источники энергии были непосредственно в местах ее потребления) - электроэнергетика становилась отдельной отраслью промышленности.
История российской электроэнергетики берет начало в 1891 г., когда выдающийся ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский осуществил практическую передачу электрической мощности около 220 кВт на расстояние 175 км. Результирующий КПД линии электропередачи, равный
77,4 %, оказался сенсационно высоким для такой сложной многоэлементной конструкции. Такого высокого КПД удалось достичь благодаря использованию трехфазного напряжения, изобретенного самим ученым.
В дореволюционной России мощность всех электростанций составляла лишь 1,1 млн кВт, а годовая выработка электроэнергии равнялась 1,9 млрд кВт-ч. После революции, по предложению В.И. Ленина, был развернут знаменитый план электрификации России ГОЭЛРО. Он предусматривал возведение 30 электростанций суммарной 7 мощностью 1,5 млн кВт, что и было реализовано к 1931 г., а к 1935 г. он был перевыполнен в 3 раза.2
Единая энергетическая система России (ЕЭС России) состоит из 71 региональных энергосистем, которые, в свою очередь, образуют 7 объединенных энергетических систем: Востока, Сибири, Урала, Средней Волги, Юга, Центра и Северо-Запада. Все энергосистемы соединены
межсистемными высоковольтными линиями электропередачи напряжением 220-500 кВ и выше и работают в синхронном режиме (параллельно).
Системой электроснабжения населённого пункта называется совокупность электрических станций, понижающих и преобразовательных подстанций, питающих и распределительных линий и электроприемников, обеспечивающих снабжение электроэнергией технологических процессов коммунально-бытовых и промышленных потребителей, расположенных на территории поселка или города.
Источником питания систем электроснабжения населенного пункта являются районные электрические станции и понижающие подстанции. Центром питания является распределительное устройство генераторного напряжения электрической станции или распределительное устройство вторичного напряжения 10-20 кВ понижающей подстанции, к шинам которого присоединяются распределительные сети данного района.
Потребителями электроэнергии называются группы приемников
электроэнергии, объединенные общим законченным технологическим процессом и расположенные на общей территории.
обеспечивающая электрификацию народного хозяйства, промышленности и жилого фонда страны. В экономически развитых странах технические средства электроэнергетики объединяются в автоматизированные и централизованно управляемые электроэнергетические системы.
Энергетика - это основа развития производственных сил в любом государстве. Она обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.
Наряду с другими отраслями народного хозяйства электроэнергетика является частью единой народно - хозяйственной экономической системы. В настоящее время без электрической энергии наша жизнь немыслима. Данная отрасль проникла во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос, а также быт простых людей. Без электроэнергии невозможно действие современных средств связи и развитие кибернетики, вычислительной и космической техники. Так же большое значение электроэнергии в сельском хозяйстве, транспортном комплексе и в быту. Теперь уже трудно представить без электроэнергии нашу жизнь.
Данное широкое распространение можно объяснить ее специфическими свойствами: возможностью превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и другие) с наименьшими потерями; способностью относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах; огромным скоростям протекания электромагнитных процессов; способности к дроблению энергии и образование ее параметров (изменение напряжения, частоты); невозможностью и, соответственно, ненужностью ее складирования или накопления [1].
Электрическая энергия долгое время была лишь объектом экспериментов и не имела практического применения. Первые попытки полезного использования электричества были предприняты во второй половине XIX века, основными направлениями использования были недавно изобретенный телеграф, гальванотехника, военная техника (например, были попытки создания судов и самоходных машин с электрическими двигателями; разрабатывались мины с электрическим взрывателем). Источниками электричества поначалу служили гальванические элементы.
Существенным прорывом в массовом распространении электроэнергии стало изобретение электромашинных источников электрической энергии - генераторов. По сравнению с гальваническими элементами генераторы обладали большей мощностью и ресурсом полезного использования, были существенно дешевле и позволяли произвольно задавать параметры вырабатываемого тока. Именно с появлением генераторов стали появляться первые электрические станции и сети (до этого источники энергии были непосредственно в местах ее потребления) - электроэнергетика становилась отдельной отраслью промышленности.
История российской электроэнергетики берет начало в 1891 г., когда выдающийся ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский осуществил практическую передачу электрической мощности около 220 кВт на расстояние 175 км. Результирующий КПД линии электропередачи, равный
77,4 %, оказался сенсационно высоким для такой сложной многоэлементной конструкции. Такого высокого КПД удалось достичь благодаря использованию трехфазного напряжения, изобретенного самим ученым.
В дореволюционной России мощность всех электростанций составляла лишь 1,1 млн кВт, а годовая выработка электроэнергии равнялась 1,9 млрд кВт-ч. После революции, по предложению В.И. Ленина, был развернут знаменитый план электрификации России ГОЭЛРО. Он предусматривал возведение 30 электростанций суммарной 7 мощностью 1,5 млн кВт, что и было реализовано к 1931 г., а к 1935 г. он был перевыполнен в 3 раза.2
Единая энергетическая система России (ЕЭС России) состоит из 71 региональных энергосистем, которые, в свою очередь, образуют 7 объединенных энергетических систем: Востока, Сибири, Урала, Средней Волги, Юга, Центра и Северо-Запада. Все энергосистемы соединены
межсистемными высоковольтными линиями электропередачи напряжением 220-500 кВ и выше и работают в синхронном режиме (параллельно).
Системой электроснабжения населённого пункта называется совокупность электрических станций, понижающих и преобразовательных подстанций, питающих и распределительных линий и электроприемников, обеспечивающих снабжение электроэнергией технологических процессов коммунально-бытовых и промышленных потребителей, расположенных на территории поселка или города.
Источником питания систем электроснабжения населенного пункта являются районные электрические станции и понижающие подстанции. Центром питания является распределительное устройство генераторного напряжения электрической станции или распределительное устройство вторичного напряжения 10-20 кВ понижающей подстанции, к шинам которого присоединяются распределительные сети данного района.
Потребителями электроэнергии называются группы приемников
электроэнергии, объединенные общим законченным технологическим процессом и расположенные на общей территории.
В выполненной выпускной квалификационной работе разработан проект модернизации трансформаторной подстанции ТП-14 находящейся в жилом квартале ЗАТО г. Трехгорный. В ВКР разобраны технические и экономические стороны обоснования модернизации подстанции.
Необходимость модернизации вызвана устаревшим морально и физически оборудованием, а так же увеличением мощностей потребителей в квартале.
В проекте был проведен анализ существующей схемы электроснабжения, и была предложена новая схема электроснабжения потребителей. Был произведен расчет токов распределительных устройств 10кВ и 0,4кВ, и трансформаторов в рабочем и аварийном режимах, а так же произведен расчет параметров защитного заземляющего устройства подстанции.
После выполненных расчетов произведен подбор необходимого электрооборудования. В РУ-0,4кВ будут установлены низковольтные панели ЩО-70 с автоматическими выключателями марки ВА55-41, ВА57-39 и разъединителями РЕ-19.
В распределительном устройстве 10кВ будут смонтированы высоковольтные ячейки КСО-298 с вакуумными выключателями марки BB- TEL, выключателями нагрузки ВНА-10 и разъединителями РВЗ-10.
В связи с новой схемой электроснабжения в подстанции будут установлены два силовых трансформатора марки ТМГ12 мощностью 400кВА. Данные трансформаторы представляют линейку
энергосберегающих трансформаторов нового поколения.
В распределительных устройствах будут смонтированы шинопроводы необходимого сечения, подобранные в соответствии с рабочими и аварийными токами.
Все выбранное оборудование проверено на термическую и динамическую стойкость.
Были выполнены расчеты капиталовложений на модернизацию подстанции.
В разделе охраны труда разобраны меры безопасности при работах в электроустановках, причины и последствия травм, а так же мероприятия по предотвращению аварий и режимов чрезвычайных ситуаций.
Необходимость модернизации вызвана устаревшим морально и физически оборудованием, а так же увеличением мощностей потребителей в квартале.
В проекте был проведен анализ существующей схемы электроснабжения, и была предложена новая схема электроснабжения потребителей. Был произведен расчет токов распределительных устройств 10кВ и 0,4кВ, и трансформаторов в рабочем и аварийном режимах, а так же произведен расчет параметров защитного заземляющего устройства подстанции.
После выполненных расчетов произведен подбор необходимого электрооборудования. В РУ-0,4кВ будут установлены низковольтные панели ЩО-70 с автоматическими выключателями марки ВА55-41, ВА57-39 и разъединителями РЕ-19.
В распределительном устройстве 10кВ будут смонтированы высоковольтные ячейки КСО-298 с вакуумными выключателями марки BB- TEL, выключателями нагрузки ВНА-10 и разъединителями РВЗ-10.
В связи с новой схемой электроснабжения в подстанции будут установлены два силовых трансформатора марки ТМГ12 мощностью 400кВА. Данные трансформаторы представляют линейку
энергосберегающих трансформаторов нового поколения.
В распределительных устройствах будут смонтированы шинопроводы необходимого сечения, подобранные в соответствии с рабочими и аварийными токами.
Все выбранное оборудование проверено на термическую и динамическую стойкость.
Были выполнены расчеты капиталовложений на модернизацию подстанции.
В разделе охраны труда разобраны меры безопасности при работах в электроустановках, причины и последствия травм, а так же мероприятия по предотвращению аварий и режимов чрезвычайных ситуаций.
