📄Работа №217795
Тема: Модернизация электрической части ОРУ 220 кВ подстанции «Левобережная»
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Электроэнергетика
Объем:
76 листов
Год:
2025
Просмотров:
0
4760
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
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.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация
Введение 5
1 Выбор основного электротехнического оборудования на ПС 220 кВ
Левобережная 8
2 Определение параметров системы собственных нужд подстанции
Левобережная после модернизации 15
2.1 Расчет нагрузок в системе СН ПС Левобережная 15
2.2 Анализ изменения нагрузок в системе СОПТ ПС Левобережная 19
2.3 Кабельная канализация и выбор защитных аппаратов 20
3 Релейная защита и автоматика на ПС Левобережная 28
3.1 Основные решения по выполнению релейной защиты и автоматики .. 28
3.2 Релейная защита и автоматика ВЛ-220 кВ АЭС Брест - ПС
Левобережная 29
3.2.1 Основная защита. Первый комплект 29
3.2.2 Основная защита. Второй комплект 30
3.2.3 Автоматика управления выключателем 31
3.3 Защита шин 33
3.4 Управление коммутационными аппаратами, сигнализация, измерения 34
3.5 Сигнализация 35
3.6 Организация питания оперативным током 35
3.7 Организация цепей напряжения 35
3.8 Регистрация аварийных событий 36
3.9 Оперативная блокировка разъединителей 38
3.10 Перевод защит на обходной выключатель 38
3.11 Расчет вторичных параметров ТТ и сечения жил кабелей 38
3.11.1 Выбор сечения кабелей с учетом допустимой токовой
погрешности 39
3.11.2 Проверка вторичных цепей ТТ на термическую стойкость токам
КЗ 46
3.11.3 Проверка допустимого напряжения на вторичных зажимах ТТ . 47
3.11.4 Определение времени до насыщения трансформаторов тока
аналитическим методом 49
3.11.5 Определение времени до насыщения трансформаторов тока
графическим методом по паспортным данным 57
Заключение 64
Список используемой литературы 67
Введение 5
1 Выбор основного электротехнического оборудования на ПС 220 кВ
Левобережная 8
2 Определение параметров системы собственных нужд подстанции
Левобережная после модернизации 15
2.1 Расчет нагрузок в системе СН ПС Левобережная 15
2.2 Анализ изменения нагрузок в системе СОПТ ПС Левобережная 19
2.3 Кабельная канализация и выбор защитных аппаратов 20
3 Релейная защита и автоматика на ПС Левобережная 28
3.1 Основные решения по выполнению релейной защиты и автоматики .. 28
3.2 Релейная защита и автоматика ВЛ-220 кВ АЭС Брест - ПС
Левобережная 29
3.2.1 Основная защита. Первый комплект 29
3.2.2 Основная защита. Второй комплект 30
3.2.3 Автоматика управления выключателем 31
3.3 Защита шин 33
3.4 Управление коммутационными аппаратами, сигнализация, измерения 34
3.5 Сигнализация 35
3.6 Организация питания оперативным током 35
3.7 Организация цепей напряжения 35
3.8 Регистрация аварийных событий 36
3.9 Оперативная блокировка разъединителей 38
3.10 Перевод защит на обходной выключатель 38
3.11 Расчет вторичных параметров ТТ и сечения жил кабелей 38
3.11.1 Выбор сечения кабелей с учетом допустимой токовой
погрешности 39
3.11.2 Проверка вторичных цепей ТТ на термическую стойкость токам
КЗ 46
3.11.3 Проверка допустимого напряжения на вторичных зажимах ТТ . 47
3.11.4 Определение времени до насыщения трансформаторов тока
аналитическим методом 49
3.11.5 Определение времени до насыщения трансформаторов тока
графическим методом по паспортным данным 57
Заключение 64
Список используемой литературы 67
📖 Аннотация
В данной работе разработаны технические решения по модернизации открытого распределительного устройства (ОРУ) 220 кВ подстанции «Левобережная» в г. Томске, направленные на подключение новой воздушной линии 220 кВ от АЭС «Брест». Актуальность исследования обусловлена необходимостью интеграции новых генерирующих мощностей в существующую сеть при обеспечении высокой надежности и соответствия современным стандартам. Основные результаты включают проект расширения ОРУ левой системы сборных шин с установкой дополнительной ячейки, содержащей высоковольтный выключатель, разъединители и трансформаторы тока, а также выбор и проверку оборудования по условиям нагрузочной способности, термической и электродинамической стойкости. Научная и практическая значимость заключается в комплексном инженерном подходе, объединяющем проектирование первичных цепей, анализ систем собственных нужд и разработку релейной защиты, что служит типовым решением для аналогичных объектов. В ходе работы проведен анализ нормативной базы, включая ГОСТ 11677-85 на силовые трансформаторы и ГОСТ 30323-95 по расчетам токов короткого замыкания, а также использованы методические пособия по проектированию электроэнергетических систем, такие как работы Антонова С.Н. и Алиева И.И. Расчеты подтвердили, что существующие трансформаторы собственных нужд и аккумуляторная батарея достаточны для питания нового оборудования, а ошиновка выполнена проводом АС-400/51, что в целом обеспечивает повышение эксплуатационной надежности подстанции.
📖 Введение
ПС 220 кВ Левобережная расположена на левом берегу реки Томь в г. Томске.
ПС 220 кВ Левобережная предназначена для приема и перераспределения мощности между потребителями 220 кВ, 110 кВ и для электроснабжения коммунально-бытовых и промышленных потребителей 10 кВ.
По способу присоединения к сети существующая ПС 220 кВ Левобережная относится к узловому типу.
К энергосистеме ПС подключена к следующим линиям 220 кВ:
- «ВЛ 220 кВ Томская ТЭЦ-3 - ПС Левобережная (I, II цепь) (Т-211, Т- 212);
- ВЛ 220 кВ Томская - ПС Левобережная (Т-213);
- ВЛ 220 кВ ПС Левобережная - ЭС-2 СХК (Т-214).
В рамках данной работы разрабатываются мероприятия по подключению к шинам 220 кВ следующей линии:
- ВЛ 220 кВ АЭС Брест - ПС Левобережная» [24].
Схема присоединений проектируемой ПС 220 кВ Левобережная к сетям 220, 110 и 10 кВ в объеме данной работы остается без изменений.
К сети 220 кВ подключается новое присоединение ВЛ 220 кВ АЭС Брест - ПС Левобережная.
Схема электрическая принципиальная ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Левобережная до реконструкции представлена на рисунке 1.
На ПС 220 кВ Левобережная установлены следующие трансформаторы:
- автотрансформаторы типа АТДЦТН-125000/220/110/10
напряжением 220/110/10 кВ общей мощностью 2x125 МВА (АТ-1, АТ-2) [4];
- трансформатор собственных нужд типа TTU-630/10/0,4 напряжением 10/0,4 кВ общей мощностью 1x630 кВА (ТСН-1);
Номер ячейки 1 2 3 4 5 6 7 8
Наименование 220 кВ ВЛ 220 кВ Томская ТЭЦ-3 - ПС Левобережная II цепь (Т-212) ВЛ 220 кВ Томская ТЭЦ-3 - ПС Левобережная I цепь (Т—211) Обходной выключатель 220 кВ, TH 1 секции 220 кВ, TH ОСШ 220 кВ Автотранс¬форматор АТ—1 220/11С кВ ВЛ 220 кВ Томская - Левобережная (Т-213) Секционный выключатель 220 кВ, TH 2 секции 220 кВ ВЛ 220 кВ Левобережная - ЭС-2 СХК (Т-214) Автотранс¬форматор АТ—2 220/110 кВ
Конструкция (разы линии 62 АС-500/64 АС-500/64 — — АСО-ЗОО — АС-300/39 —
Конструкция фаза ошиновки ячеоки АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51
ДДТН ошиновки ячейки, при -5 С/+25 С,А 1064/825 1064/825 1064/825 1064/825 1064/825 1054/325 1064/825 1064/825
Рисунок 1 - Схема электрическая принципиальная ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Левобережная до реконструкции
- два трансформатора собственных нужд ТМ-630/10/0,4 общей мощностью 2x630 кВА напряжением 10/0,4 кВ (ТСН-2, ТСН-3).
Основные характеристики ПС после реконструкции приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Основные характеристики ПС после реконструкции (указаны только характеристики, затрагиваемые в данной работе)
Показатель Значение
Номинальные напряжения 220/110/10 кВ
Конструктивное исполнение ПС и РУ (открытое, закрытое, КТП, КРУЭ и т.д.) 220 кВ - открытое
Тип схемы каждого РУ ОРУ 220 кВ - № 220-12 «Одна рабочая секционированная выключателем и обходная система шин»
Количество линий, подключенных к подстанции, по РУ ОРУ 220 кВ: 5 линий
Тип выключателей и функциональная связь между полюсами выключателей каждого РУ ОРУ 220 кВ: Элегазовые баковые выключатели со встроенными трансформаторами тока в трехполюсном исполнении
РУ 10 кВ К обмоткам НН автотрансформаторов АТ-1, АТ-2 подключены две секции шин КРУ 10 кВ типа К-12 с выключателями ВМПЭ-10/630. К шинам 1, 2 секций КРУ через ячейки с выключателем подключены три трансформатора СН типа ТМ-630-10/0,4 (ТСН- 1, ТСН-3 подключены к шинам 1 секции 10 кВ; ТСН-2 - к шинам 2 секции 10 кВ) [3].
Система собственных нужд ТСН 630 кВА 10/0,4 кВ - 3 шт.;
ЩСН 0,4 кВ - 1 шт.
Система СН существующая
Система оперативного постоянного тока (СОПТ) АБ Сном. = 350 А-ч - 1 шт.
ВЗУ Ивых. = 220 В, 1вых. = 100 A- 2 шт.
ЩПТ 220 В - 1 шт.
В СОПТ ранее произведены работы по замене АБ - 1 шт., ВЗУ - 2 шт., ЩПТ - 3 панели, В- 220 - 8 шт.
Цель бакалаврской работы заключается в разработке технических мероприятий по реконструкции ПС 220 кВ Левобережная, направленных на подключение новой ВЛ 220 кВ АЭС Брест - ПС Левобережная.
ПС 220 кВ Левобережная предназначена для приема и перераспределения мощности между потребителями 220 кВ, 110 кВ и для электроснабжения коммунально-бытовых и промышленных потребителей 10 кВ.
По способу присоединения к сети существующая ПС 220 кВ Левобережная относится к узловому типу.
К энергосистеме ПС подключена к следующим линиям 220 кВ:
- «ВЛ 220 кВ Томская ТЭЦ-3 - ПС Левобережная (I, II цепь) (Т-211, Т- 212);
- ВЛ 220 кВ Томская - ПС Левобережная (Т-213);
- ВЛ 220 кВ ПС Левобережная - ЭС-2 СХК (Т-214).
В рамках данной работы разрабатываются мероприятия по подключению к шинам 220 кВ следующей линии:
- ВЛ 220 кВ АЭС Брест - ПС Левобережная» [24].
Схема присоединений проектируемой ПС 220 кВ Левобережная к сетям 220, 110 и 10 кВ в объеме данной работы остается без изменений.
К сети 220 кВ подключается новое присоединение ВЛ 220 кВ АЭС Брест - ПС Левобережная.
Схема электрическая принципиальная ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Левобережная до реконструкции представлена на рисунке 1.
На ПС 220 кВ Левобережная установлены следующие трансформаторы:
- автотрансформаторы типа АТДЦТН-125000/220/110/10
напряжением 220/110/10 кВ общей мощностью 2x125 МВА (АТ-1, АТ-2) [4];
- трансформатор собственных нужд типа TTU-630/10/0,4 напряжением 10/0,4 кВ общей мощностью 1x630 кВА (ТСН-1);
Номер ячейки 1 2 3 4 5 6 7 8
Наименование 220 кВ ВЛ 220 кВ Томская ТЭЦ-3 - ПС Левобережная II цепь (Т-212) ВЛ 220 кВ Томская ТЭЦ-3 - ПС Левобережная I цепь (Т—211) Обходной выключатель 220 кВ, TH 1 секции 220 кВ, TH ОСШ 220 кВ Автотранс¬форматор АТ—1 220/11С кВ ВЛ 220 кВ Томская - Левобережная (Т-213) Секционный выключатель 220 кВ, TH 2 секции 220 кВ ВЛ 220 кВ Левобережная - ЭС-2 СХК (Т-214) Автотранс¬форматор АТ—2 220/110 кВ
Конструкция (разы линии 62 АС-500/64 АС-500/64 — — АСО-ЗОО — АС-300/39 —
Конструкция фаза ошиновки ячеоки АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51 АС-400/51
ДДТН ошиновки ячейки, при -5 С/+25 С,А 1064/825 1064/825 1064/825 1064/825 1064/825 1054/325 1064/825 1064/825
Рисунок 1 - Схема электрическая принципиальная ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Левобережная до реконструкции
- два трансформатора собственных нужд ТМ-630/10/0,4 общей мощностью 2x630 кВА напряжением 10/0,4 кВ (ТСН-2, ТСН-3).
Основные характеристики ПС после реконструкции приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Основные характеристики ПС после реконструкции (указаны только характеристики, затрагиваемые в данной работе)
Показатель Значение
Номинальные напряжения 220/110/10 кВ
Конструктивное исполнение ПС и РУ (открытое, закрытое, КТП, КРУЭ и т.д.) 220 кВ - открытое
Тип схемы каждого РУ ОРУ 220 кВ - № 220-12 «Одна рабочая секционированная выключателем и обходная система шин»
Количество линий, подключенных к подстанции, по РУ ОРУ 220 кВ: 5 линий
Тип выключателей и функциональная связь между полюсами выключателей каждого РУ ОРУ 220 кВ: Элегазовые баковые выключатели со встроенными трансформаторами тока в трехполюсном исполнении
РУ 10 кВ К обмоткам НН автотрансформаторов АТ-1, АТ-2 подключены две секции шин КРУ 10 кВ типа К-12 с выключателями ВМПЭ-10/630. К шинам 1, 2 секций КРУ через ячейки с выключателем подключены три трансформатора СН типа ТМ-630-10/0,4 (ТСН- 1, ТСН-3 подключены к шинам 1 секции 10 кВ; ТСН-2 - к шинам 2 секции 10 кВ) [3].
Система собственных нужд ТСН 630 кВА 10/0,4 кВ - 3 шт.;
ЩСН 0,4 кВ - 1 шт.
Система СН существующая
Система оперативного постоянного тока (СОПТ) АБ Сном. = 350 А-ч - 1 шт.
ВЗУ Ивых. = 220 В, 1вых. = 100 A- 2 шт.
ЩПТ 220 В - 1 шт.
В СОПТ ранее произведены работы по замене АБ - 1 шт., ВЗУ - 2 шт., ЩПТ - 3 панели, В- 220 - 8 шт.
Цель бакалаврской работы заключается в разработке технических мероприятий по реконструкции ПС 220 кВ Левобережная, направленных на подключение новой ВЛ 220 кВ АЭС Брест - ПС Левобережная.
✅ Заключение
Цель бакалаврской работы заключалась в разработке технических мероприятий по реконструкции ПС 220 кВ Левобережная, направленных на подключение новой ВЛ 220 кВ АЭС Брест - ПС Левобережная.
Предусматривается расширение ОРУ 220 кВ ПС Левобережная с установкой одной ячейки с выключателем для присоединения ВЛ 220 кВ Энергоблок - ПС Левобережная.
На ПС устанавливается современное оборудование, соответствующее техническим требованиям к ПС нового поколения, что значительно повышает надежность электроснабжения и эксплуатационную надежность.
Выбор высоковольтного оборудования 220 кВ (высоковольтного выключателя, разъединителя, встроенного трансформатора тока) выполнен по условиям нагрузочной способности, термической и электродинамической стойкости.
Ошиновка 220 кВ выполняется сталеалюминиевым проводом АС- 400/51.
В объеме данной работы вновь подключаемыми потребителями собственных нужд (СН) напряжением 0,4 кВ являются:
- питание двигателей приводов выключателей, разъединителей 220 кВ;
- обогрев приводов и баков выключателей 220 кВ, приводов разъединителей 220 кВ;
- обогрев шкафов наружной установки 0,4 кВ.
Максимальная расчетная мощность вновь устанавливаемых потребителей СН составляет 15,89 кВА и полностью покрывается существующими трансформаторами СН.
На ПС 220 кВ Левобережная предусмотрена к установке АБ емкостью 350 А-ч и два ВЗУ с номинальным выходным током 100 А.
Нагрузка вновь подключаемых потребителей СОПТ является незначительной (постоянная нагрузка менее 0,8 А, кратковременная менее 2,5 А), что не приводит к увеличению емкости выбранной АБ.
«Вновь прокладываемые силовые кабели до 1000 В применяются с медными жилами пластиковой изоляцией пониженной пожароопасности и с низким дымо- и газовыделением (с индексом нг-LS) по категории пожарной опасности А» [16].
Рассчитаны сечения кабелей по условиям невозгорания и по термической устойчивости.
Выбранные автоматические выключатели проверены как на отключающую способность при максимальном значении трехфазного тока КЗ, так и на чувствительность к минимальному значению однофазного тока в конце линии.
Все предусматриваемые шкафы для защиты линии 220 кВ в рамках данной работы построены по I архитектуре:
- суммирование аналоговых измерений выполняется в цифровом виде;
- управление режимами работы устройств осуществляется в полном объеме как по месту с помощью функциональных клавиш на каждом ИЭУ, так и дистанционно из системы АСУ ТП.
Согласно результатам расчетов динамической устойчивости ВЛ 220 кВ АЭС БРЕСТ - ПС Левобережная должны быть установлены два комплекта быстродействующих защит с абсолютной селективностью.
В качестве первого комплекта основной быстродействующей защиты предусматривается типовой шкаф ШЭТ 220.02-0 (ДФЗ + СЗ) дифференциально-фазной защитой ЛЭП 220 кВ с комплектом ступенчатых защит и обменом разрешающими сигналами и возможностью перевода на ОСШ.
В качестве второго комплекта основной быстродействующей защиты предусматривается типовой шкаф ШЭТ 220.06-0 (ДЗЛ + СЗ) продольной дифференциальной защиты ЛЭП 220 кВ с комплектом ступенчатых защит.
В настоящее время на ПС эксплуатируется система регистрации аварийных событий (РАС) «Черный ящик» производства НТЦ «ГОСАН». В ВКР определен перечень дополнительных аналоговых сигналов, предусмотренных к регистрации автономным РАС.
Произведен расчет вторичных параметров ТТ и сечения жил кабелей. Выбраны сечения кабелей с учетом допустимой токовой погрешности. Результатом расчета явились выбранные сечения кабеля, которые были приняты минимальными из ряда номинальных сечений, но при этом большими расчетных. Выполнены проверочные расчёты на термическую стойкость и допустимое напряжение на вторичных зажимах ТТ. Произведен расчет времени до насыщения трансформаторов тока аналитическим методом. Минимальное время до насыщения магнитопровода ТТ апериодической составляющей тока КЗ при, котором обеспечивается правильная работа РЗА принято не менее 6 мс.
Предусматривается расширение ОРУ 220 кВ ПС Левобережная с установкой одной ячейки с выключателем для присоединения ВЛ 220 кВ Энергоблок - ПС Левобережная.
На ПС устанавливается современное оборудование, соответствующее техническим требованиям к ПС нового поколения, что значительно повышает надежность электроснабжения и эксплуатационную надежность.
Выбор высоковольтного оборудования 220 кВ (высоковольтного выключателя, разъединителя, встроенного трансформатора тока) выполнен по условиям нагрузочной способности, термической и электродинамической стойкости.
Ошиновка 220 кВ выполняется сталеалюминиевым проводом АС- 400/51.
В объеме данной работы вновь подключаемыми потребителями собственных нужд (СН) напряжением 0,4 кВ являются:
- питание двигателей приводов выключателей, разъединителей 220 кВ;
- обогрев приводов и баков выключателей 220 кВ, приводов разъединителей 220 кВ;
- обогрев шкафов наружной установки 0,4 кВ.
Максимальная расчетная мощность вновь устанавливаемых потребителей СН составляет 15,89 кВА и полностью покрывается существующими трансформаторами СН.
На ПС 220 кВ Левобережная предусмотрена к установке АБ емкостью 350 А-ч и два ВЗУ с номинальным выходным током 100 А.
Нагрузка вновь подключаемых потребителей СОПТ является незначительной (постоянная нагрузка менее 0,8 А, кратковременная менее 2,5 А), что не приводит к увеличению емкости выбранной АБ.
«Вновь прокладываемые силовые кабели до 1000 В применяются с медными жилами пластиковой изоляцией пониженной пожароопасности и с низким дымо- и газовыделением (с индексом нг-LS) по категории пожарной опасности А» [16].
Рассчитаны сечения кабелей по условиям невозгорания и по термической устойчивости.
Выбранные автоматические выключатели проверены как на отключающую способность при максимальном значении трехфазного тока КЗ, так и на чувствительность к минимальному значению однофазного тока в конце линии.
Все предусматриваемые шкафы для защиты линии 220 кВ в рамках данной работы построены по I архитектуре:
- суммирование аналоговых измерений выполняется в цифровом виде;
- управление режимами работы устройств осуществляется в полном объеме как по месту с помощью функциональных клавиш на каждом ИЭУ, так и дистанционно из системы АСУ ТП.
Согласно результатам расчетов динамической устойчивости ВЛ 220 кВ АЭС БРЕСТ - ПС Левобережная должны быть установлены два комплекта быстродействующих защит с абсолютной селективностью.
В качестве первого комплекта основной быстродействующей защиты предусматривается типовой шкаф ШЭТ 220.02-0 (ДФЗ + СЗ) дифференциально-фазной защитой ЛЭП 220 кВ с комплектом ступенчатых защит и обменом разрешающими сигналами и возможностью перевода на ОСШ.
В качестве второго комплекта основной быстродействующей защиты предусматривается типовой шкаф ШЭТ 220.06-0 (ДЗЛ + СЗ) продольной дифференциальной защиты ЛЭП 220 кВ с комплектом ступенчатых защит.
В настоящее время на ПС эксплуатируется система регистрации аварийных событий (РАС) «Черный ящик» производства НТЦ «ГОСАН». В ВКР определен перечень дополнительных аналоговых сигналов, предусмотренных к регистрации автономным РАС.
Произведен расчет вторичных параметров ТТ и сечения жил кабелей. Выбраны сечения кабелей с учетом допустимой токовой погрешности. Результатом расчета явились выбранные сечения кабеля, которые были приняты минимальными из ряда номинальных сечений, но при этом большими расчетных. Выполнены проверочные расчёты на термическую стойкость и допустимое напряжение на вторичных зажимах ТТ. Произведен расчет времени до насыщения трансформаторов тока аналитическим методом. Минимальное время до насыщения магнитопровода ТТ апериодической составляющей тока КЗ при, котором обеспечивается правильная работа РЗА принято не менее 6 мс.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.