Тема: Реконструкция электрической части главной понизительной подстанции ремонтной базы ООО «ПапирЮг» г. Сочи

Главные понизительные подстанции (ГПП) играют ключевую роль в системе электроснабжения промышленных предприятий. Они обеспечивают преобразование высоковольтного электрического тока в низковольтный, что позволяет безопасно и эффективно распределять электроэнергию для нужд производства. Основная функция ГПП заключается в понижении напряжения электрической энергии, поступающей от высоковольтных линий электропередачи. Это достигается с помощью силовых трансформаторов. Кроме того, ПП1 выполняют следующие функции:
- распределение электроэнергии по различным участкам предприятия, что обеспечивает надежное электроснабжение всех производственных мощностей;
- управление нагрузкой, что особенно важно в условиях изменяющегося спроса на электроэнергию;
- ГПП оснащены защитными устройствами, которые предотвращают повреждение оборудования в случае короткого замыкания или других аварийных ситуаций;
- ГПП оборудованы системами автоматизации.
«Электрическая часть (ЭЧ) главных понизительных подстанций является их наиболее важной и ответственной частью. Установленное электрооборудование (ЭО) обеспечивает основные рабочие процессы, а именно, преобразование и распределение электроэнергии, защиту оборудования электрической сети предприятия» [10]. С течением времени, ЭО изнашивается и технологически устаревает, что, как правило, является основными причинами для проведения реконструкции электрической части. Также частым поводом является изменение (существенный рост) электрических нагрузок потребителей, когда действующее ЭО по своим техническим параметрам (допустимые максимальные мощности, предельные рабочие токи и т.д.) уже не соответствует ожидаемым нагрузкам потребителей (например, ввиду планируемой установки дополнительного или более энергоемкого нового производственного оборудования). В процессе реконструкции, как правило, «заменяются силовые трансформаторы (на более мощные); высоковольтные выключатели на более современные типы (например, масляные на вакуумные); вентильные разрядники (на ОПН); электромеханическая релейная защита и автоматика (РЗА) на микропроцессорную» [17]. Важным аспектом является повышение уровня автоматизации и цифровизации процессов, что позволяет улучшить мониторинг и управление состоянием оборудования, а также повысить безопасность эксплуатации. Одной из ключевых тенденций является внедрение интеллектуальных систем управления, которые позволяют оптимизировать распределение электроэнергии и минимизировать потери. ГПП имеют огромное значение для обеспечения бесперебойной работы предприятий. Без надежного электроснабжения невозможно обеспечить стабильность производственных процессов, нарушение которых может привести к значительным экономическим потерям.
Актуальность темы: электрическую часть ГПП требуется
реконструировать ввиду устаревания и износа и ожидаемого роста электрических нагрузок предприятия.
Объект исследования: ПП1 ремонтной базы ООО «ПапирЮг» г. Сочи. Предмет исследования: электрическая часть подстанции.
Цель работы: обеспечение надежного электроснабжения ремонтной базы и возможности подключения дополнительного промышленного оборудования.
Практическая значимость реконструкции заключается в обеспечении надежной и безопасной работы электрической части подстанции, дальнейшего развития и расширения производства.
1 Анализ исходных данных по электроснабжению потребителей подстанции
Ремонтная база ООО «ПапирЮг» обеспечивает выполнение ремонтных работ оборудования предприятия, его различных элементов, деталей и узлов. Главная понизительная подстанция установлена с внешней стороны ограждения территории предприятия и обеспечивает прием высоковольтной электроэнергии по воздушной линии (ВЛ) 110 кВ, ее дальнейшее преобразование в класс напряжения 10 кВ и распределение по электрической сети до цеховых трансформаторных подстанций (ТП) 10/0,4 кВ. Также обеспечивается защита распределительной сети 10 кВ (комплекты релейной защиты (РЗ) установлены на фидерах 10 кВ Г1П1 и защищают линии 10 кВ и силовые трансформаторы цеховых ТП). Питание ГПП выполнено от подстанции (ПС) энергосистемы, питающая ВЛ - длиной 11,9 км, с проводами АС-70/11.
Действующая однолинейная схема ГПП приведена на листе 1 графической части. От шин 10 кВ отходит 9 питающих фидеров к цеховым ТП 10/0,4 кВ, установленным на производственных участках.
Потребители электроэнергии на ремонтной базе играют важную роль в обеспечении бесперебойного функционирования оборудования и проведении ремонтных работ. Они включают в себя различные типы электрических машин, станков, осветительных приборов и инструментов, которые используются для выполнения различных задач. Одним из основных типов потребителей являются электрические машины, такие как токарные, фрезерные и шлифовальные станки. Они обеспечивают механическую обработку деталей и заготовок, необходимых для ремонта и обслуживания оборудования. Осветительные приборы, такие как лампы накаливания, светодиодные светильники и прожекторы, необходимы для создания комфортных условий труда и обеспечения достаточной освещённости рабочих мест. Инструменты, такие как дрели, шуруповёрты, гайковёрты и шлифовальные машины, используются для выполнения монтажных, демонтажных и ремонтных работ. Используются нагревательные приборы, такие как электропечи, термостаты и паяльники, для проведения термической обработки деталей и компонентов, а также для выполнения паяльных работ.
Производственные участки относятся к первой, второй и третьей категориям надежности электроснабжения [15]. К участкам первой и второй категории отходят двухцепные линии 10 кВ (фидеры 1-1 и 1-2, 2-1 и 2-2, 3-1 и 3-2). К участкам третьей категории отходят одноцепные линии 10 кВ (фидеры 4,5,6).
Проведение реконструкции электрической части ГПП обусловлено следующими причинами:
- в среднесрочной перспективе на ремонтной базе планируется установка нового энергоемкого производственного оборудования, что приведет к существенному росту суммарных нагрузок ГПП и несоответствию технических параметров действующего ЭО возросшим нагрузкам;
- действующее ЭО критически изношено, ввиду чего надежность питания потребителей существенно снижена и повышены трудовые и денежные затраты на дополнительные ремонты и обслуживание ЭО;
- «технологическое устаревание установленного на данный момент
оборудования электрической части, что повышает
эксплуатационные затраты, усложняет ремонты и обслуживание, а также снижает надежность и безопасность работы ЭО и ГПП в целом;
- системы заземления и молниезащиты подстанции сильно повреждены коррозией и не обеспечивают должный уровень защиты.
Реконструкция электрической части ГПП обеспечит решение данных актуальных проблем и ее дальнейшую эффективную эксплуатацию» [10].
На производственных участках (ПУ) предприятия будут установлены дополнительные современные автоматизированные производственные линии (АПЛ), это неотъемлемая часть современного производства. Они позволят повысить производительность труда, стабилизировать качество продукции и сократить затраты. Уровень автоматизации измеряется степенью внедрения автоматических систем в производственный процесс, начиная от частичного контроля операций до полного автономного управления. Ключевые компоненты автоматизации включают станки с числовым программным управлением (ЧПУ), промышленные роботы, роботизированные технологические комплексы и гибкие производственные системы. Также будут использоваться системы компьютерного контроля качества и автоматизированного проектирования. Требования к питанию электронной техники включают стабильность, высокое качество и соответствие номинальным значениям напряжения и тока для каждого устройства [10]. Планируемое широкое внедрение производственного оборудования со сложным электронным и компьютерным управлением потребует повышения надежности и качества электроснабжения, что также обуславливает проведение реконструкции электрической части с установкой современного ЭО.
Выводы по разделу 1.
Главная понизительная подстанция обеспечивает прием электроэнергии напряжением 110 кВ от энергосистемы, ее дальнейшее преобразование в класс напряжения 10 кВ и распределение по электрической сети до производственных участков, также обеспечивается защита распределительной сети 10 кВ. От шин 10 кВ отходит 9 питающих фидеров к цеховым ТП 10/0,4 кВ, установленным на производственных участках. Проведен анализ исходных данных по электроснабжению потребителей подстанции, обосновано проведение реконструкции электрической части ГПП с заменой ЭО на современные аналоги. 

Купить

ГПП ремонтной базы ООО «ПапирЮг» г. Сочи обеспечивает прием электроэнергии от энергосистемы, ее дальнейшее преобразование и распределение по электрической сети до производственных участков, также обеспечивается защита распределительной сети. От шин низкого напряжения ГПП отходит девять питающих фидеров к цеховым подстанциям 10/0,4 кВ, установленным на производственных участках. Производственные участки относятся к первой, второй и третьей категориям надежности электроснабжения. К участкам первой и второй категории отходят двухцепные линии, к участкам третьей категории отходят одноцепные линии 10 кВ. На производственных участках предприятия будут установлены дополнительные современные автоматизированные производственные линии, это неотъемлемая часть современного производства. Они позволят повысить производительность труда, стабилизировать качество продукции и сократить затраты. Уровень автоматизации измеряется степенью внедрения автоматических систем в производственный процесс, начиная от частичного контроля операций до полного автономного управления. Ключевые компоненты автоматизации включают станки с числовым программным управлением, промышленные роботы, роботизированные технологические комплексы и гибкие производственные системы. Также будут использоваться системы компьютерного контроля качества и автоматизированного проектирования. Требования к питанию электронной техники включают стабильность, высокое качество и соответствие номинальным значениям напряжения и тока для каждого устройства. Планируемое широкое внедрение производственного оборудования со сложным электронным и компьютерным управлением потребует повышения надежности и качества электроснабжения, а также электрооборудования ГПП, соответствующего перспективным электрическим нагрузкам, что обуславливает проведение реконструкции электрической части ГПП.
Проведен анализ исходных данных по электроснабжению потребителей подстанции, обосновано проведение реконструкции электрической части ПП1 с заменой ЭО на современные аналоги. Установка более мощных силовых трансформаторов (номинальной мощностью по 25 МВА) обеспечит надежное электроснабжение всех актуальных электрических нагрузок и возможность подключения нового энергоемкого производственного оборудования. Установка вакуумных выключателей марок ВБП-110 и BB/TEL-10 вместо масляных ускорит процесс коммутации и гашения электрической дуги, повысит быстродействие РЗА и снизит эксплуатационные расходы. Замена разрядников на ОПНп-110/88/10/450 и ОПНп-10/11-10/400 значительно улучшит защиту от перенапряжений. Преимущества ОПН включают большую массу, меньшую хрупкость, малые габариты, абсолютную герметичность и высокое качество. Кроме того, они обладают постоянной величиной пробивного напряжения и стойкостью к механическим нагрузкам. Установка элегазовых трансформаторов тока и напряжения повысит надежность, безопасность и точность системы измерений, снизит эксплуатационные расходы. Элегазовые ТТ и ТН обладают рядом преимуществ: пожаробезопасность, длительный срок эксплуатации, низкий уровень шума и простота в эксплуатации. Защиту нового оборудования электрической части будет обеспечивать новая релейная защита на микропроцессорных терминалах. Реализация микропроцессорной РЗА повысит уровень защиты оборудования и безопасности персонала, обеспечит дистанционный мониторинг режимов работы оборудования. Определены требуемые уставки предусмотренных видов защит. Спроектированы новые ЗУ и система молниезащиты подстанции для замены действующих, поврежденных коррозией.
Проведение реконструкции электрической части ГПП обеспечит ее дальнейшую эффективную и надежную эксплуатацию с учетом перспективных нагрузок потребителей.

Купить