Тема: Модернизация электрической части ПС «Ильинка» 110/10 кВ ПАО «Россети- Ленэнерго»
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
📋 Содержание
Введение 4
1 Анализ состояния схемы и оборудования подстанции 7
1.1 Характеристика климатических условий и расположения подстанции . 7
1.2 Исходная характеристика схемы и оборудования подстанции 9
2 Расчёт электрических нагрузок подстанции 19
3 Проверка силовых трансформаторов подстанции 25
4 Расчёт токов короткого замыкания 29
5 Выбор и проверка токоведущих частей и коммутационного оборудования36
5.1 Выбор и проверка проводников 36
5.2 Модернизация РУ-110 кВ подстанции 40
5.3 Выбор и проверка электрических аппаратов 44
6 Модернизация системы собственных нужд и релейной защиты 51
6.1 Модернизация системы собственных нужд подстанции 51
6.2 Модернизация системы релейной защиты подстанции 52
Заключение 56
Список используемых источников 61
📖 Введение
С течением времени оборудование на многих подстанциях устаревает и подвергается износу, что приводит к повышенным рискам возникновения аварийных ситуаций и вынужденным отключениям электроснабжения.
Это негативно сказывается на работе потребителей, особенно промышленных предприятий и критически важных объектов инфраструктуры. Замена устаревших элементов на современные аналоги с использованием новейших технологий позволяет существенно повысить надежность электроснабжения и сократить риски аварий.
Одним из ключевых направлений модернизации является переход к использованию более эффективных трансформаторов с меньшими потерями электроэнергии. Современные трансформаторы обладают улучшенными характеристиками, такими как высокая степень автоматизации, улучшенная система охлаждения, и они рассчитаны на работу в условиях изменчивых нагрузок, что позволяет оптимизировать распределение электроэнергии и снизить эксплуатационные затраты, что особенно актуально в условиях увеличения энергопотребления. Кроме того, такая модернизация предусматривает внедрение систем автоматического управления и мониторинга.
Цифровые технологии, включающие интеллектуальные системы контроля, позволяют оперативно отслеживать состояние оборудования, анализировать параметры работы и прогнозировать возможные неисправности. Наличие данных аспектов обеспечивают возможность быстрого реагирования на возникающие проблемы, минимизируя время простоя и потенциальные убытки от аварийных отключений.
Таким образом, модернизация подстанций с применением цифровых решений способствует переходу к «умным» сетям, способным более гибко реагировать на изменения в энергопотреблении и повышать общий уровень безопасности энергоснабжения.
Экономические аспекты также играют важную роль в обосновании необходимости модернизации. Инвестиции в обновление подстанций окупаются за счет сокращения эксплуатационных расходов, снижения потерь энергии и повышения общего КПД энергосистемы. Оптимизация управления нагрузками, снижение рисков аварийных отключений и улучшение качества электроэнергии способствуют росту производительности и
конкурентоспособности экономики страны.
Кроме технических и экономических преимуществ, модернизация трансформаторных подстанций оказывает позитивное воздействие на экологическую обстановку. Использование современного оборудования, обладающего меньшим уровнем потерь, приводит к снижению выбросов парниковых газов в энергетическом секторе. Таким образом, модернизация энергетической инфраструктуры вносит вклад в выполнение международных обязательств по снижению углеродного следа и способствует устойчивому развитию энергетики Российской Федерации.
В условиях роста требований к качеству и надежности электроснабжения модернизация понизительных трансформаторных подстанций становится неотъемлемой частью развития энергосистемы страны. Своевременное обновление и совершенствование этих объектов позволяет повысить эффективность использования электроэнергии, улучшить управление сетью и обеспечить потребителям стабильное и качественное энергоснабжение, отвечающее современным стандартам [20]. Перечисленные факторы обуславливают актуальность и практическую ценность настоящей работы.
Основной целью работы является разработка мероприятий, а также комплексных и схемных решений по модернизация электрической части ПС «Ильинка» 110/10 кВ ПАО «Россети-Ленэнерго».
«Объектом исследования является электрическая часть понизительной подстанции ПС «Ильинка» 110/10 кВ ПАО «Россети-Ленэнерго».
Предметом исследования являются показатели надёжности, экономичности, бесперебойности электроснабжения и безопасности электрической части понизительной подстанции ПС «Ильинка» 110/10 кВ ПАО «Россети-Ленэнерго» в результате внедрения мероприятий по её модернизации» [18].
Первая основная задача предполагает замену устаревшего оборудования ОРУ-110 кВ на современное комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией КРУЭ-110 кВ. Установлено, что данная замена необходима для повышения надежности работы, безопасности эксплуатации и снижения затрат на обслуживание оборудования РУ-110 кВ данной подстанции.
Второй основной задачей работы является модернизация системы собственных нужд и релейной защиты подстанции с целью повышения показателей надёжности, безопасности, ремонтопригодности, удобства обслуживания и ремонта данных вторичных систем коммутации подстанции.
Третья основная задача работы состоит в реконструкции мобильной модульной подстанции ММПС-110/10 кВ, входящей в состав электрической части ПС «Ильинка» 110/10 кВ ПАО «Россети-Ленэнерго». Установлено, что такая реконструкция обусловлена вводом дополнительного силового трансформатора марки ТДН-25000/110, что необходимо для улучшения условий резервирования на данном объекте энергетики.
Таким образом, в результате решения поставленных основных задач, ожидается разработка рационального, надёжного и безопасного проекта реконструкции электрической части понизительной подстанции 110/10 кВ «Ильинка» ПАО «Россети-Ленэнерго».
✅ Заключение
Установлено, что данная замена необходима для повышения надежности работы, безопасности эксплуатации и снижения затрат на обслуживание оборудования РУ-110 кВ данной подстанции.
В работе проведён анализ исходных данных на выполнение работы. Установлено, что объектом исследования в данной работе выступает понизительная подстанция 110/10 кВ «Ильинка» ПАО «Россети-Ленэнерго», силовое оборудование ОРУ-110 кВ которой необходимо модернизировать в связи потерей его надёжности вследствие значительного устаревания.
Проведён анализ исходных технических данных по рассматриваемой подстанции.
Установлено, что рассматриваемая подстанция является проходной (транзитной) в системе электроснабжения региона, играя важнейшую роль в резервировании мощностей.
Определено, что подавляющее большинство потребителей, которые получают питание от подстанции, относятся к 1 и 2 категориям надёжности.
Детально рассмотрена исходная структурная схема рассматриваемой подстанции 110/10 кВ «Ильинка» ПАО «Россети-Ленэнерго», описано техническое состояние оборудования.
Установлено, что данная подстанция питает нагрузку пяти секций сборных шин 10 кВ (четыре секции СШ1-СШ4 получают питание от трансформаторов Т1 и Т2, одна секция СШ5 - от трансформатора Т3 ММПС- 110/10 кВ, входящей в состав подстанции).
Показано, что основной задачей работы является разработка мероприятий, а также комплексных и схемных решений, по модернизации электрической части ПС «Ильинка» 110/10 кВ ПАО «Россети-Ленэнерго», что предполагает замену устаревшего оборудования ОРУ-110 кВ на современное комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией КРУЭ- 110 кВ. Установлено, что данная замена необходима для повышения надежности работы, безопасности эксплуатации и снижения затрат на обслуживание оборудования РУ-110 кВ данной подстанции.
Определено, что второй дополнительной задачей работы является модернизация системы собственных нужд и релейной защиты подстанции с целью повышения показателей надёжности, безопасности,
ремонтопригодности, удобства обслуживания и ремонта данных вторичных систем коммутации подстанции.
Показано, что для резервного питания нагрузки основной части ПС СШ1-10 кВ и СШ4-10 кВ, а также с целью обеспечения дополнительного резервирования на стороне 110 кВ в случае транзита мощности по линии 110 кВ «Ильинка - Колтуши», планируется ввести в эксплуатацию новый трансформатор Т4 марки ТДН-25000/110, соединив в единую двухтрансформаторную ММПС-110/10 кВ новый и существующий трансформаторы и их оборудование. Данная плановая реконструкция схемы электрических соединений определена как третья дополнительная задача работы. Таким образом, при решении комплекса, состоящего из трёх перечисленных задач, цель работы будет достигнута в полном объёме.
Получены следующие основные результаты расчётов электрических нагрузок рассматриваемой ПС-110/10 кВ «Ильинка» ПАО «Россети- Ленэнерго»:
- значение полной расчётной нагрузки основной части ПС (трансформаторы Т1 и Т2) составило 31499,5 кВА, значение расчётного тока на стороне 110 кВ - 165,3 А;
- значение полной расчётной нагрузки ММПС-110/10 кВ (с учётом установки дополнительного трансформатора 25 МВА) составило 31499,5 кВА, значение расчётного тока на стороне 110 кВ - 165,3 А;
- суммарная нагрузка всей ПС-110/10 кВ «Ильинка» ПАО «Россети- Ленэнерго» равна 57577,1 кВА при значении расчётного тока 302,2 А на шинах 110 кВ.
В результате проведения проверочных расчётов установлено, что следующие силовые трансформаторы, установленные на подстанции, полностью соответствуют требованиям проверок системы охлаждения на нагрузочную и перегрузочную способности:
- силовые трансформаторы с расщеплённой обмоткой Т1 и Т2 марки ТРДН-40000/110;
- силовые двухобмоточные трансформаторы Т3 и Т4 (новый) марки ТДН-25000/110.
В работе осуществлён расчёт максимального трёхфазного и ударного тока КЗ. Установлено, что на выводах силовых трансформаторов с расщеплённой обмоткой марки ТРДН-40000/110 (Т1 и Т2) подстанции
значения трёхфазных токов КЗ будут следующими:
- на выводах 110 кВ - 1,36 кА;
- на выводах 10 кВ - 10,94 кА.
Соответственно, значения ударных токов КЗ будут составлять:
- на выводах 110 кВ - 3,46 кА;
- на выводах 10 кВ - 21,66 кА.
Установлено, что на выводах силовых трансформаторов марки ТДН- 25000/110 (Т3 и Т4) подстанции значения трёхфазных токов КЗ будут следующими:
- на выводах 110 кВ - 1,35 кА;
- на выводах 10 кВ - 5,35 кА.
Соответственно, значения ударных токов КЗ будут составлять:
- на выводах 110 кВ - 3,44 кА;
- на выводах 10 кВ - 10,59 кА.
На подстанции обосновано применение следующих типов и марок проводников:
- для питающих воздушных линий 110 кВ - неизолированные провода воздушной линии марки АС-300/39;
- для питающих кабельных линий 110 кВ, предназначенных для питания трансформатора Т3 и нового трансформатора Т4 - два силовых кабеля 110 кВ марки АПвВ 1 х 185/25;
- для распределительных кабельных линий 10 кВ, предназначенных для питания потребителей подстанции - силовые кабели марки АПвП - 10 (3x50), АПвП - 10 (3x70) и АПвП - 10 (3x240) - для резервного питания СШ1-СШ4 10 кВ от шин ММПС-110/10 кВ.
В результате проведения выбора современных устройств для целесообразной замены устаревшего оборудования ОРУ-110 кВ установлено, что применение КРУЭ-110 кВ с ячейками ЯГТ-110 на 110/10 кВ «Ильинка» ПАО «Россети-Ленэнерго» наиболее целесообразно, так как оно обеспечивает высокую надёжность, безопасность и компактность оборудования, снижает эксплуатационные затраты и легко интегрируется с системами автоматизированного управления.
Определено, что принятое решение повышает эффективность работы подстанции и снижает затраты на обслуживание и ремонт.
Для компоновки выбранных ячеек КРУЭ-110 кВ, а также ЗРУ-10 кВ и КРУ-10 кВ подстанции 110/10 кВ «Ильинка» ПАО «Россети-Ленэнерго», выбрано и проверено следующее оборудование:
- высоковольтные выключатели: КРУЭ 110 кВ: элегазовые модули выключателей ячеек марки ЯГТ-110, ЗРУ-10 кВ: ВВР-10-20/3600А УХЛ2 (в цепи трансформаторов Т1 и Т2), КРУ 10 кВ: ВВР-10- 20/2500А УХЛ2 (в цепи трансформаторов Т3 и Т4 ММПС-110/10 кВ);
- разъединители КРУЭ 110 кВ: модули разъединителей ячеек марки ЯГТ-110;
- трансформаторы напряжения: КРУЭ-110 кВ - элегазовые модули трансформаторов напряжения ячеек марки ЯГТ-110, ЗРУ-10 кВ и КРУ-10 кВ - НОМ-10;
- трансформаторы тока: КРУЭ-110 кВ - элегазовые модули
трансформаторов тока ячеек марки ЯГТ-110, ЗРУ-10 кВ и КРУ-10 кВ - ТОЛ-10 1500/5 0,5/10Р (0,5S/10P);
- ограничители перенапряжения: КРУЭ 110 кВ - нелинейные ОПН-110 ПН УХЛ1, ЗРУ-10 кВ и КРУ 10 кВ: ОПН-п-10/12,7/10/6000.
Всё выбранное оборудование проходит все требуемые проверки, следовательно, оно подходит для компоновки выбранных типов РУ подстанции 110/10 кВ «Ильинка» ПАО «Россети-Ленэнерго».
В результате проведения модернизации вторичных цепей на объекте, для применения на подстанции 110/10 кВ «Ильинка» ПАО «Россети- Ленэнерго» выбраны и обоснованы следующие технические решения:
- современная цифровая система управления и мониторинга,
являющейся основной частью АСУТП;
- блоки РЗА серии БЗП-03.
Установлено, что применение данных устройств на подстанции способствует повышению уровня безопасности, надёжности и эффективности работы энергосистемы, что соответствует современным стандартам и требованиям к качеству электроснабжения.
Таким образом, на основании полученных результатов, установлено, что разработанный проект модернизации электрической части понизительной подстанции 110/10 кВ «Ильинка» ПАО «Россети-Ленэнерго» характеризуется достаточными условиями надёжности, экономичности, безопасности и экологичности.





