АННОТАЦИЯ 7
ВВЕДЕНИЕ 11
1 ЦЕЛЬ РАЗРАБОТКИ ПОДСТАНЦИИ 12
1.1 Назначение подстанции 12
1.2 Требования предъявляемые к подстанции 12
2 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СХЕМЫ СЕТИ РАЙОНА 13
2.1 Баланс активных и реактивных мощностей 13
2.1.1 Баланс активной мощности 13
2.1.2 Баланс реактивных мощностей 16
2.2 Расчёт характерных режимов работы существующей сети 17
2.2.1 Режим максимальных нагрузок 18
2.2.2 Режим минимальных нагрузок 23
2.2.3 Послеаварийный режим 26
2.3 Анализ работы трансформаторов существующей сети 28
3 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПОДСТАНЦИИ 31
4 ВЫБОР ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ 32
4.1 Выбор схемы распределительного устройства ВН 110 кВ 32
4.2 Выбор схемы распределительного устройства 10 кВ 33
5 РАСЧЕТ ТОКОВ НА ВВОДЕ РУ 110 КВ 35
5.1 Расчет токов нагрузок на присоединениях подстанции в
длительном и в аварийном режимах 35
5.2 Расчет токов короткого замыкания 37
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 40
6.1 Выбор коммутационной аппаратуры на ВН 40
6.2 Выбор коммутационной аппаратуры на шинах НН 42
6.3 Выбор трансформаторов тока 44
6.4 Выбор трансформаторов напряжения 49
6.5 Выбор токоведущих частей 51
6.5.1 Выбор шины в цепи трансформатора ТДН-10000 со стороны
10 кВ 51
6.5.2 Проверяем шины на механическую прочность 52
6.5.3 Выбор высокочастотных заградителей 536.6 Выбор ограничителей перенапряжения 54
7 РАСЧЕТ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СЕТИ ПОСЛЕ ПОДКЛЮЧЕНИЯ
ПОДСТАНЦИИ ТОЛУМСКОЙ 57
7.1 Режим максимальных нагрузок 57
7.2 Режим минимальных нагрузок 60
7.3 Послеаварийный режим 63
8 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА НА ПОДСТАНЦИИ 66
8.1 Выбор видов релейной защиты и автоматики объектов
разрабатываемой подстанции «Толумской» 66
8.1.1 Релейная защита трансформатора 110/10 66
8.1.2 Релейная защита вводного и секционного выключателя 10 кВ .. 68
8.1.3 Релейная защита и автоматика секций шин 10 кВ 69
8.1.4 Релейная защита и автоматика кабельных линий 10 кВ 70
8.2 Выбор типоисполнения терминалов РЗиА 71
8.2.1 Выбор производителя 71
8.2.2 Выбор терминалов на стороне НН 72
8.2.3 Выбор терминалов на стороне ВН 75
8.3 Расчет уставок релейной защиты и автоматики 76
8.3.1 Расчет уставок релейной защиты трансформатора 110 кВ 76
8.3.2 Расчет уставок УРОВ 87
8.3.3 Расчет уставок АВР секционного выключателя на стороне 10
кВ 88
9 УМНЫЕ СЕТИ. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СЕТИ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 90
9.1 Ключевые эффекты от цифровизации ТЭК России 90
9.2 Приоритетные направления Smart Grid 91
9.3 Тенденции развития мировой и Российской энергетики 92
9.3.1 Классическая система управления режимом (ПА, РА, система
ОДУ) 92
9.3.2 SMART GRID. Умная автоматика с малым участием человека . 92
9.4 Преимущества Smart Grid по сравнению с традиционной ОЭС 93
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 94
10.1 Краткая характеристика объекта 94
10.2 Характеристика подстанции, как источник потенциальных
опасностей для людей 94
10.3 Требования безопасности к компоновке ОРУ 110/10 кВ 96
10.4 Электробезопасность и средства защиты от поражения
электрическим током 97
10.5 Молниезащита подстанций 99
10.6 Пожарная безопасность 101
10.7 Экологичность проекта 102
10.8 Назначение и расчет заземляющих устройств 102
11 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 107
11.1 Установленная мощность всех трансформаторов,
автотрансформаторов подстанции 107
11.2 Энергетические показатели 107
11.3 Капитальные вложения в подстанцию 110
11.4 Расчет нормативной численности промышленнопроизводственного персонала 111
11.5 Расчет себестоимости трансформации электрической энергии 113
11.6 Структура годовых затрат (себестоимости) 117
11.7 Расчёт срока окупаемости 120
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 123
Развитие энергетики и электрификации в значительной мере определяет уровень развития всего хозяйства страны. Энергетика и электрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности общественного труда, улучшить качество продукции и облегчить условия труда. На базе использования электроэнергии ведется техническое перевооружение промышленности, внедрение новых технологических процессов и осуществление коренных преобразований в организации производства и управлении им. Поэтому в современной технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования, т.е. совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов.
В дипломном проекте рассматривается разработка подстанции 110/10 кВ «Толумской» для нефтегазовой компании с учётом транзита мощности в соседнюю сеть.
Подстанция расположена на территории Урайских электрических сетей филиала АО «Россети Тюмень».
Урайские электрические сети ведут деятельность на территории югозападной части Ханты-Мансийского автономного округа и обеспечивает электроэнергией Кондинский и Советский муниципальные районы, города Урай, Советский, Югорск.
Основными потребителями электроэнергии являются ТПП «Урайнефте- газ», Урайское УМН, ОАО «Сибнефтепровод», ОАО «ЮТЭК-Югорск, ОАО «ЮТЭК-Совэнерго», ОАО «ЮТЭК-Конда», ОАО «ЮТЭК-Энергия», ЗАО «Турсунт», ООО «Газпром трансгаз Югорск».
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы была проанализирована существующая схема Урайских электрических сетей во всех режимах. Для разрабатываемой подстанции были известные требования на основании которые были выбраны схемы ОРУ ВН и НН, и два силовых трансформатора типа ТДН-10000/110/10. После осуществления расчётов токов короткого замыкания было выбрано основное электрооборудование подстанции, среди которых можно выделить выключатель-разъединитель типа LTB DCB 145 сочетающий в себе функции элегазового высоковольтного выключателя и двух разъединителей, что позволяет сократить размер ПС пример на 50%.
После разработки проекта подстанции был выполнен перерасчёт существующей сети при максимальном, минимальном и послеаварийном режимом работы. Данный расчёт показал, что токовая нагрузка ЛЭП не превышает максимально допустимые, а напряжения на других подстанциях сети не превышают допустимые 10%. Также в ходе разработки подстанции были выбраны типоисполнения РЗА и выполнен расчёт уставок.
В качестве спецвопроса были рассмотрены интеллектуальны сети Smart Grid, развитие энергетики России и преимущества перед традиционной системой электроэнергетики.
Был уделён вопрос безопасности жизнедеятельсти в ходе которого был произведен расчёт молниезащиты подстанции и заземляющего устройства ОРУ 110 кВ.
В заключении были произведены расчёты технико-экономических показателей разрабатываемой подстанции среди которых можно выделить срок окупаемости капитальных вложений приблизительно равный одному году.
