Тема: Реконструкция электрической части ОРУ 110 кВ ПС 220 кВ «Грязи»
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 5
1 Расчет электроэнергетических режимов для нормальной и основных
ремонтных схем прилегающей сети ПС 220 кВ Грязи 8
2 Расчет токов короткого замыкания на ПС 220 кВ Грязи и прилегающей сети
220-110 кВ 18
3 Электротехнические решения по реконструкции ПС Грязи 21
3.1 Принципиальная электрическая схема 21
3.2 Компоновочные решения 21
3.3 Выбор электрических аппаратов и ошиновки 22
3.3.1 Выбор выключателей 110 кВ 23
3.3.2 Выбор ошиновки ячеек ОРУ 110 кВ 28
4 Система собственных нужд переменного тока 0,4 кВ 29
4.1 Общая характеристика системы собственных нужд переменного тока
0,4 кВ 29
4.2 Расчет токов короткого замыкания в сети собственных нужд
переменного тока 0,4 кВ 30
4.3 Проверка мощности трансформаторов СН 31
4.4 Выбор автоматических выключателей 0,4 кВ 32
4.5 Электроснабжение потребителей собственных нужд 33
5 Молниезащита, заземление, внешняя изоляция 36
5.1 Молниезащита ПС 36
5.2 Заземляющее устройство ПС 36
5.3 Внешняя изоляция электрооборудования ОРУ 110 кВ 38
6 Релейная защита на ПС 40
Заключение 45
Список используемой литературы и источников 49
📖 Введение
ПС 220 кВ Грязи введена в эксплуатацию в 1983 г. и представляет собой единый архитектурно-промышленный комплекс, состоящий из открытых распределительных устройств, автотрансформаторов, зданий и сооружений основного и вспомогательного назначения.
Производственными зданиями являются: здание ОПУ,
маслоаппаратная, насосная станция, насосная пожаротушения, КПЗ и прочие здания, расположенные на территории подстанции.
К производственным сооружениям относятся объекты, состоящие из комплекса конструкций, выполняющих специальное технологическое назначение. Такими сооружениями являются ОРУ,
автотрансформаторы/трансформаторы, внутриплощадочные дороги и прочие сооружения.
На территории ПС 220 кВ Грязи расположены следующие здания и сооружения:
- открытое распределительное устройство 220 кВ;
- открытое распределительное устройство 110 кВ;
- открытое распределительное устройство 35 кВ;
- автотрансформаторы 220/110/35 кВ АТ-1; АТ2 мощностью 125 МВА;
- вольтодобавочные трансформаторы 35 кВ - ВДТ-1 и ВДТ-2, мощностью 63 МВА;
- трансформаторы собственных нужд 35/0,4 - ТСН-1 и ТСН-2, 10/0,4 - ТСН-3 (резерв);
- здание ОПУ;
- пожарные резервуары;
- насосная станция;
- радиомачта;
- проходная и другие сооружения.
ОРУ 220 кВ выполнено по схеме «Мостик с отделителями в цепях трансформаторов без ремонтной перемычки со стороны трансформаторов» (схема №220-5АН с изменениями). К ОРУ 220 кВ подключены ВЛ 220 кВ Грязи - Чириково и ВЛ 220 кВ Грязи - КС-29, автотрансформаторы 220/110/35 кВ АТ-1 и АТ-2.
Секции шин 1СШ-220 и 2СШ-220 выполнены проводом АСО-500.
ОРУ 110 кВ выполнено по схеме №110-13Н «Две рабочие и обходная система шин». К ОРУ 110 кВ подключены КВЛ 110 кВ: Грязи - Данков - Тепличная I цепь, Грязи - Данков - Тепличная II цепь, ВЛ 110 кВ; Лебедянь Правая, Компрессорная Правая, Компрессорная Левая, Лев Толстой, Грязи - Ольховец, Машзавод Правая, Машзавод Левая, Заход Правая, Заход Левая, автотрансформаторы 220/110/35 кВ АТ-1 и АТ-2.
Секции шин 1СШ-110 и 2СШ-110 выполнены проводом 2*АСО-500.
ОРУ 35 кВ выполнено по схеме №35-9 «Одна рабочая секционированная выключателем система шин». К ОРУ 35 кВ подключены ВЛ 35 кВ: ЭКЗ, Перемычка, Большие Избищи, Культура, автотрансформаторы 220/110/35 кВ АТ-1 и АТ-2. От ОРУ 35 кВ питаются трансформаторы собственных нужд ТСН-1 и ТСН-2 мощностью 0,63 МВА и 0,4 МВА соответственно. ТСН-3 (ТСН резервного питания) мощностью 0,4 МВА получает питание по ВЛ 10 кВ Грязи.
Секции шин 1СШ-35 и 2СШ-35 выполнены проводом АСО-300.
Система собственных нужд переменного тока 0,4 кВ запитана от трех трансформаторов собственных нужд типов ТМ-630/35/0,4 (ТСН-1), ТМ-
400/35/0,4 (ТСН-2) и ТМ-400/10/0,4 (ТСН-3 резервное питание). Щит
собственных нужд переменного тока 0,4 кВ (ЩСН 0,4 кВ) состоит из двух секций (всего 7 панелей). В качестве третьего резервного источника питания используется ТСН-3 (резервное питание). В нормальном режиме секции 0,4 кВ работают раздельно. Секционный автомат отключен. При исчезновении напряжения на любой из секций шин рабочих трансформаторов (ТСН-1 и ТСН-2) срабатывает устройство АВР и включает резервный трансформатор (ТСН-3) на данную секцию.
Система оперативного постоянного тока состоит из щита постоянного тока (3 панели), который запитан от аккумуляторной батареи, и двух ВАЗП. На ПС установлена аккумуляторная батарея типа ПСК-12 (108 элементов) номинальной емкостью 400 А-ч, выпрямительные устройства ВУ-1, ВУ-2 типа ВАЗП-380/260-40/80.
Целью работы является разработка мероприятий по замене существующих масляных выключателей на колонковые с элегазовой изоляцией (ВМ-110 Заход левый, ВМ-110 Компрессорная левая, ВМ-110 Компрессорная правая, ВМ-110 Лебедянь правая, ВМ-110 Лев Толстой, ВМ- 110 Машзавод левая, ВМ-110 Машзавод правая, ВМ-110 Ольховец, ВМ-110 ШСВ) совместно с реконструкцией системы собственных нужд и устройств автоматики управления данных выключателей.
Реконструкция проводится в границах существующей площадки ПС 220 кВ Грязи.
✅ Заключение
Результаты расчётов электрических режимов показали, что во всех рассмотренных режимно-балансовых условиях в нормальной и ремонтных схемах, а также при нормативных возмущениях в указанных схемах токовая загрузка ЛЭП и сетевого оборудования не превышает допустимых значений.
В режимах зимних максимальных нагрузок 2025 г. и 2030 г. (-27°C) при аварийном отключении АТ-2 (АТ-1) ПС 220 кВ Мичуринская в условиях ремонта АТ-1 (АТ-2) ПС 220 кВ Мичуринская выявлено снижение напряжения на шинах 110 кВ ПС 220 кВ Мичуринская ниже минимально допустимого значения 93 кВ. Для ввода режима в область допустимых значений необходимо увеличить напряжение на шинах 110 кВ ПС 220 кВ Мичуринская путём повышения напряжения на шинах 110 кВ ПС 220 кВ Грязи посредством перевода РПН АТ-1 и АТ-2 ПС 220 кВ Грязи из положения 9 в положение 7.
В остальных случаях уровни напряжения на шинах ПС 110 кВ и выше в исследуемом энергорайоне в нормальной и рассмотренных ремонтных схемах, а также при нормативных возмущениях в указанных схемах находятся в области допустимых значений. Установка устройств компенсации реактивной мощности не требуется.
Увеличение токов короткого замыкания на шинах ПС 220 кВ Грязи и шинах подстанций прилегающей сети 110 кВ - 220 кВ на год ввода объекта в эксплуатацию (2025 г.) и на перспективу 5 лет (2030 г.) в связи с реконструкцией ПС 220 кВ Грязи не ожидается, в разработке мероприятий по ограничению токов короткого замыкания нет необходимости.
ОРУ 110 кВ ПС Грязи выполнено по схеме №110-13Н «Две рабочие и обходная система шин». Схема присоединения ПС 220 кВ Грязи к энергосистеме не изменяется. В рамках данной работы производится замена масляных малообъемных колонковых выключателей 110 кВ на элегазовые колонковые. В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 и СТО 6947007-29.130.10.083-2011 на ПС 220 кВ Грязи принимаются к установке выключатели: с номинальным током не менее 1000 А, с отключающей способностью не менее 31,5 кА, током электродинамической стойкости не менее 80 кА.
С целью унификации сечения проводов ошиновка реконструируемых ячеек ОРУ 110 кВ выполняется проводом АС 300/39, а ошиновка ячейки шинносоединительного выключателя 110 кВ выполняется проводом 2 АС 500/64.
Потребителями собственных нужд переменного тока 0,4 кВ проектируемого оборудования являются: электродвигатели привода
элегазовых выключателей 110 кВ, обогрев приводов элегазовых выключателей 110 кВ, штепсельные розетки в шкафах приводов элегазовых выключателей 110 кВ.
При замене выключателей 110 кВ для питания и обогрева приводов выключателей 110 кВ предусматривается:
- замена в существующем ЩСН 0,4 кВ автоматического выключателя 0,4 кВ АВ 14 на автоматический выключатель с электронным расцепителем;
- организация кольца питания вновь устанавливаемых шкафов питания и обогрева элегазовых выключателей 110 кВ;
- установка шкафов питания и обогрева приводов элегазовых выключателей на ОРУ 110 кВ.
Номинальные характеристики оборудования, сечения кабелей выбраны по номинальным параметрам сети, проверены по стойкости к токам короткого замыкания и падению напряжения. Согласно циркуляру №Ц02-98(Э) силовые кабели 0,4 кВ проверены по условию невозгорания кабелей при действии резервных зашит от токов короткого замыкания [28].
Выполнен расчет изменения нагрузок в системе СН в результате которого было установлено, что мощность потребителей переменного тока 0,4 кВ вновь устанавливаемых выключателей 110 кВ больше на 7,19 кВт мощности потребителей, демонтируемых масляных выключателей 110 кВ. Данное увеличение мощности является незначительным и не приводит к перегрузке установленных на подстанции трансформаторов собственных нужд.
Система молниезащиты ПС 220 кВ Грязи организована существующими молниеприемниками на порталах и прожекторных мачтах. Высота молниеприемников на прожекторных мачтах высотой 30 м, на порталах ошиновки ОРУ 110 кВ - 19,35 м.
Существующая система молниезащиты ПС полностью перекрывает реконструируемую часть территории ПС 220 кВ Грязи.
Сопротивление существующего ЗУ ПС составляет 0,1 Ом, что удовлетворяет требованиям ПУЭ-7, п. 1.7.90 (не более 0,5 Ом).
Опорные металлоконструкции для вновь устанавливаемых элегазовых выключателей и площадки обслуживания на ОРУ 110 кВ присоединяются к существующему ЗУ ПС стальной горячекатаной полосой сечением 5*40 мм. Присоединение рам элегазовых выключателей 110 кВ и шкафов приводов к опорным металлоконструкциям предусматривается гибкими медными перемычками сечением 50 и 35 мм2 соответственно.
Оборудование релейной защиты и автоматики присоединений 110 кВ размещается в здании ОПУ в помещении главного щита управления (ГЩУ). В помещении ГЩУ расположен щит управления (ЩУ), щит постоянного тока (ЩПТ) щит собственных нужд (ЩСН), а также оборудование АИИС КУЭ.
Оборудование РЗА и ПА в основном выполнено на базе электромеханических реле, морально и физически устарело. До проведения данной реконструкции выполнена частичная замена устройств РЗА на микропроцессорные.
Для заменяемых выключателей 110 кВ предусматривается замена существующих устройств автоматики управления выключателем, АПВ и УРОВ на типовые шкафы ШЭТ 221.09-0 и ШЭТ 451.01-0.
«Использование МП устройств является современной тенденцией и даст существенные преимущества, в числе которых:
- реализация новых принципов и улучшенных характеристик;
- удобство при наладке и эксплуатации;
- возможность интегрировать устройства РЗА в АСУ ТП;
- низкие значения потребляемой мощности по цепям переменного тока и напряжения;
- возможность осуществления в одном устройстве, наряду с функциями РЗА, таких вспомогательных функций, как осциллографирование, регистрация событий, определение места повреждения» [16].





