Помощь студентам в учебе
Развитие западного района Урайских электрических сетей с реконструкцией подстанции «Диспетчерская» 110/10 кВ
|
АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 10
1 ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА И СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СХЕМЫ 11
1.1 Назначение подстанции 11
1.2 Описание 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 реактивной мощности 15
2.2 Расчет характерных режимов работы существующей сети 16
2.2.1 Режим максимальных нагрузок 17
2.2.2 Режим минимальных нагрузок 21
2.2.3 Послеаварийный режим 23
2.3 Анализ работы трансформаторов существующей сети 24
3 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПОДСТАНЦИИ 27
4 ВЫБОР ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ 28
4.1 Выбор схемы распределительного устройства ВН 110 кВ 28
4.2 Выбор схемы распределительного устройства 10 кВ 29
5 РАСЧЕТ ТОКОВ НА ВВОДЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
110 кВ 31
5.1 Расчет токов нагрузок на присоединениях подстанции в длительном
(нормальном) и в аварийном (утяжеленном) режимах 31
5.2 Расчёт токов короткого замыкания 32
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 35
6.1 Выбор коммутационной аппаратуры на ВН 35
6.2 Выбор коммутационной аппаратуры на шинах НН 37
6.3 Выбор трансформаторов тока 40
6.4 Выбор трансформаторов напряжения 43
6.5 Выбор токоведущих частей 45
6.5.1 Выбор проводов сборных шин распределительного устройства 110
кВ 46
6.5.2 Выбор ошиновки на низкой стороне трансформатора 10 кВ 47
6.5.3 Выбор высокочастотных заградителей 49
6.6 Выбор ограничителей перенапряжения 50
7 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА НА ПОДСТАНЦИИ 52
7.1 Выбор видов релейной защиты и автоматики объектов реконструируемой подстанции «Диспетчерская» 52
7.1.1 Релейная защита трансформатора 110/10/10 53
7.1.2 Релейная защита вводного и секционного выключателя 10 кВ 54
7.1.3 Релейная защита и автоматика секций шин 10 кВ 54
7.1.4 Релейная защита и автоматика кабельных линий 10 кВ 55
7.2 Выбор типоисполнения терминалов РЗиА 56
7.2.1 Выбор производителя 56
7.2.2 Выбор терминалов на стороне НН 57
7.2.3 Выбор терминалов на стороне ВН 59
7.3 Расчет уставок релейной защиты и автоматики 60
7.3.1 Расчет уставок релейной защиты трансформатора 110 кВ 60
7.3.2 Расчет уставок устройства резервирования отказа выключателя 70
7.3.3 Расчет уставок автоматического ввода резерва секционного выключателя на стороне 10 кВ 71
8 ЦИФРОВИЗАЦИЯ НА ПРИМЕРЕ МАЛОГО САКСКОГО РЭС (МСРЭС) . 72
8.1 Концепция цифрового РЭС 72
8.2 Проект в малом Сакском РЭС 73
8.3 Технологические предпосылки 74
8.4 Автокластерная распределительная сеть 76
8.4.1 Особенности автокластерной сети 77
8.5 Предложение по масштабированию МСРЭС 77
8.5.1 Стоимость основных активов 77
8.5.2 Сценарии развития Сакского РЭС 79
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 80
9.1 Краткая характеристика объекта 80
9.2 Характеристика подстанции, как источник потенциальных опасностей
для людей 80
9.3 Требования безопасности к компоновке ОРУ 110/10 кВ 81
9.4 Электробезопасность и средства защиты от поражения электрическим
током 82
9.5 Молниезащита подстанций 83
9.6 Пожарная безопасность 85
9.7 Экологичность проекта 86
9.8 Назначение и расчет заземляющих устройств 86
9.9 Освещение на открытом распределительном устройстве 89
10 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 91
10.1 Расчет ожидаемой продолжительности выполнения работ 92
10.2 Расчет параметров событий сетевого графика 94
10.3 Расчет параметров работ сетевого графика 96
10.4 Расчет трудоемкости работ 98
10.5 Расчет сметной стоимости работ 99
10.6 Расчет потерь мощности через трансформаторы 102
10.7 Определение себестоимости передачи электроэнергии 103
10.8 Срок окупаемости 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 109
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ 10
1 ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА И СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СХЕМЫ 11
1.1 Назначение подстанции 11
1.2 Описание 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 реактивной мощности 15
2.2 Расчет характерных режимов работы существующей сети 16
2.2.1 Режим максимальных нагрузок 17
2.2.2 Режим минимальных нагрузок 21
2.2.3 Послеаварийный режим 23
2.3 Анализ работы трансформаторов существующей сети 24
3 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПОДСТАНЦИИ 27
4 ВЫБОР ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ 28
4.1 Выбор схемы распределительного устройства ВН 110 кВ 28
4.2 Выбор схемы распределительного устройства 10 кВ 29
5 РАСЧЕТ ТОКОВ НА ВВОДЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
110 кВ 31
5.1 Расчет токов нагрузок на присоединениях подстанции в длительном
(нормальном) и в аварийном (утяжеленном) режимах 31
5.2 Расчёт токов короткого замыкания 32
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 35
6.1 Выбор коммутационной аппаратуры на ВН 35
6.2 Выбор коммутационной аппаратуры на шинах НН 37
6.3 Выбор трансформаторов тока 40
6.4 Выбор трансформаторов напряжения 43
6.5 Выбор токоведущих частей 45
6.5.1 Выбор проводов сборных шин распределительного устройства 110
кВ 46
6.5.2 Выбор ошиновки на низкой стороне трансформатора 10 кВ 47
6.5.3 Выбор высокочастотных заградителей 49
6.6 Выбор ограничителей перенапряжения 50
7 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА НА ПОДСТАНЦИИ 52
7.1 Выбор видов релейной защиты и автоматики объектов реконструируемой подстанции «Диспетчерская» 52
7.1.1 Релейная защита трансформатора 110/10/10 53
7.1.2 Релейная защита вводного и секционного выключателя 10 кВ 54
7.1.3 Релейная защита и автоматика секций шин 10 кВ 54
7.1.4 Релейная защита и автоматика кабельных линий 10 кВ 55
7.2 Выбор типоисполнения терминалов РЗиА 56
7.2.1 Выбор производителя 56
7.2.2 Выбор терминалов на стороне НН 57
7.2.3 Выбор терминалов на стороне ВН 59
7.3 Расчет уставок релейной защиты и автоматики 60
7.3.1 Расчет уставок релейной защиты трансформатора 110 кВ 60
7.3.2 Расчет уставок устройства резервирования отказа выключателя 70
7.3.3 Расчет уставок автоматического ввода резерва секционного выключателя на стороне 10 кВ 71
8 ЦИФРОВИЗАЦИЯ НА ПРИМЕРЕ МАЛОГО САКСКОГО РЭС (МСРЭС) . 72
8.1 Концепция цифрового РЭС 72
8.2 Проект в малом Сакском РЭС 73
8.3 Технологические предпосылки 74
8.4 Автокластерная распределительная сеть 76
8.4.1 Особенности автокластерной сети 77
8.5 Предложение по масштабированию МСРЭС 77
8.5.1 Стоимость основных активов 77
8.5.2 Сценарии развития Сакского РЭС 79
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 80
9.1 Краткая характеристика объекта 80
9.2 Характеристика подстанции, как источник потенциальных опасностей
для людей 80
9.3 Требования безопасности к компоновке ОРУ 110/10 кВ 81
9.4 Электробезопасность и средства защиты от поражения электрическим
током 82
9.5 Молниезащита подстанций 83
9.6 Пожарная безопасность 85
9.7 Экологичность проекта 86
9.8 Назначение и расчет заземляющих устройств 86
9.9 Освещение на открытом распределительном устройстве 89
10 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 91
10.1 Расчет ожидаемой продолжительности выполнения работ 92
10.2 Расчет параметров событий сетевого графика 94
10.3 Расчет параметров работ сетевого графика 96
10.4 Расчет трудоемкости работ 98
10.5 Расчет сметной стоимости работ 99
10.6 Расчет потерь мощности через трансформаторы 102
10.7 Определение себестоимости передачи электроэнергии 103
10.8 Срок окупаемости 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 109
ПРИЛОЖЕНИЯ
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 90-х годах прошлого века «большая» энергетика достигла критического уровня износа основного оборудования (до 70%), как в отношении объектов генерации, так и сетевого комплекса. Долгое время не было капитальных вложений в ввод новых мощностей и развитие (реновацию) старых.
В начале XXI века в электрических сетях России началось внедрение новых технических средств для обеспечения высокой надежности и повышения качества электроснабжения: воздушных линий с изолированными проводами, однофазных кабелей высокого напряжения, вакуумных и элегазовых выключателей, оптических каналов связи, цифровых реле (терминалов) управления и защиты электроустановок.
В дипломном проекте также рассматривается реконструкция с увеличением мощности и применением современного коммутационного оборудования ПС «Диспетчерская» Урайских ЭС «Тюменьэнерго». ПС расположена в Урайском районе и предназначена для надёжного и бесперебойного снабжения имеющихся потребителей и подключение вновь вводимых промышленных производств: «Деревообрабатывающего завода»; «Фабрики по производству химических удобрений», суммарной мощностью более 14 МВт.
Силовое оборудование, устройства релейной защиты и автоматики, измерительные приборы уже давно исчерпали свой эксплуатационный ресурс и нуждаются в замене.
Предлагаемая реконструкция подстанции позволит за счет применения более современного оборудования повысить качество и надежность электроснабжения потребителей и улучшить условия труда обслуживающего персонала. Реконструкция ПС «Диспетчерская» Урайских электрических сетей производится в связи с подключением новых производственных мощностей, износом основного оборудования ПС (реновацией), с целью обеспечения надёжности и безаварийного электроснабжения.
В 90-х годах прошлого века «большая» энергетика достигла критического уровня износа основного оборудования (до 70%), как в отношении объектов генерации, так и сетевого комплекса. Долгое время не было капитальных вложений в ввод новых мощностей и развитие (реновацию) старых.
В начале XXI века в электрических сетях России началось внедрение новых технических средств для обеспечения высокой надежности и повышения качества электроснабжения: воздушных линий с изолированными проводами, однофазных кабелей высокого напряжения, вакуумных и элегазовых выключателей, оптических каналов связи, цифровых реле (терминалов) управления и защиты электроустановок.
В дипломном проекте также рассматривается реконструкция с увеличением мощности и применением современного коммутационного оборудования ПС «Диспетчерская» Урайских ЭС «Тюменьэнерго». ПС расположена в Урайском районе и предназначена для надёжного и бесперебойного снабжения имеющихся потребителей и подключение вновь вводимых промышленных производств: «Деревообрабатывающего завода»; «Фабрики по производству химических удобрений», суммарной мощностью более 14 МВт.
Силовое оборудование, устройства релейной защиты и автоматики, измерительные приборы уже давно исчерпали свой эксплуатационный ресурс и нуждаются в замене.
Предлагаемая реконструкция подстанции позволит за счет применения более современного оборудования повысить качество и надежность электроснабжения потребителей и улучшить условия труда обслуживающего персонала. Реконструкция ПС «Диспетчерская» Урайских электрических сетей производится в связи с подключением новых производственных мощностей, износом основного оборудования ПС (реновацией), с целью обеспечения надёжности и безаварийного электроснабжения.
Результатом выпускной квалификационной работы стал проект подстанции «Диспетчерская» 110/10 кВ.
Было выбрано современное оборудование:
1. силовые трансформаторы ТРДН-40000/110/10,5-10,5;
2. комбинированный элегазовый «выключатель-разъединитель» LTB DCB 145, производства АВВ;
3. ВР2-10-1600/3150 У2 производства концерна «Высоковольтный Союз»;
4. провода 2хАС-185/29 воздушных линий к подстанции;
5. на высокой стороне ТТ типа TG-145 производства АВВ с элегазовой изоляцией, на низкой стороне 10 кВ в ячейках КРУ ТТ типа ТПЛК-10.
Выбранное оборудование было проверено по расчётным условиям: по электродинамической стойкости, по термической стойкости, по тепловому импульсу, выделяемому током короткого замыкания и другим параметрам. Полученные значения были сопоставлены с едиными нормами проектирования, ПУЭ, техническими требованиями и стандартами.
Рассмотрены требования к релейной защите подстанции 110 кВ.
Выбраны типоисполнения шкафов терминалов РЗА высокой стороны фирмы - разработчика «Бреслер»: на низкой стороне ТОР-200, на высокой шкафы на основе ТОР-300.
Рассчитаны уставки выбранных защит высокой и низкой стороны подстанции.
Рассмотрена цифровизация на примере малого Сакского РЭС (МСРЭС). Выполнена часть по безопасности жизнедеятельности и выполнены экономические расчеты.
Выполнена графическая часть: схема сети 110 кВ, карты основных установившихся режимов, главная схема и план ОРУ подстанции 110/10 кВ «Диспетчерская», плакат размещения терминалов релейной защиты на подстанции.
Было выбрано современное оборудование:
1. силовые трансформаторы ТРДН-40000/110/10,5-10,5;
2. комбинированный элегазовый «выключатель-разъединитель» LTB DCB 145, производства АВВ;
3. ВР2-10-1600/3150 У2 производства концерна «Высоковольтный Союз»;
4. провода 2хАС-185/29 воздушных линий к подстанции;
5. на высокой стороне ТТ типа TG-145 производства АВВ с элегазовой изоляцией, на низкой стороне 10 кВ в ячейках КРУ ТТ типа ТПЛК-10.
Выбранное оборудование было проверено по расчётным условиям: по электродинамической стойкости, по термической стойкости, по тепловому импульсу, выделяемому током короткого замыкания и другим параметрам. Полученные значения были сопоставлены с едиными нормами проектирования, ПУЭ, техническими требованиями и стандартами.
Рассмотрены требования к релейной защите подстанции 110 кВ.
Выбраны типоисполнения шкафов терминалов РЗА высокой стороны фирмы - разработчика «Бреслер»: на низкой стороне ТОР-200, на высокой шкафы на основе ТОР-300.
Рассчитаны уставки выбранных защит высокой и низкой стороны подстанции.
Рассмотрена цифровизация на примере малого Сакского РЭС (МСРЭС). Выполнена часть по безопасности жизнедеятельности и выполнены экономические расчеты.
Выполнена графическая часть: схема сети 110 кВ, карты основных установившихся режимов, главная схема и план ОРУ подстанции 110/10 кВ «Диспетчерская», плакат размещения терминалов релейной защиты на подстанции.
