Введение 13
РАЗДЕЛ 1. Аналитический обзор 7
1.1 Характеристика подстанции 110/6 кВ Альметьевского
управления «Татнефтегазпереработка» 8
1.2 Описание схемы электроснабжения подстанции до модернизации 11
1.3 Характеристика потребителей электроэнергии
управления «Татнефтегазпереработка» 14
1.4 Актуальность внедрения системы «цифровая подстанция» 16
РАЗДЕЛ 2. Конструкторская часть 20
2.1 Расчет загрузки силовых трансформаторов и их выбор 21
2.2 Расчет потерь мощности в силовых трансформаторах 22
2.3 Описание схемы электроснабжения подстанции после модернизации..25
2.4 Компенсация реактивной мощности 28
2.5 Схема электроснабжения собственных нужд подстанции 28
2.6 Выбор трансформаторов собственных нужд подстанции 29
2.7 Расчет освещения ЗРУ-6 кВ 31
РАЗДЕЛ 3. Технологическая часть 35
3.1 Расчет токов короткого замыкания 36
3.2 Выбор электрооборудования и коммутационных аппаратов 41
3.2.1 Выбор выключателей на 6 кВ 41
3.2.2 Выбор выключателей на 110 кВ 43
3.2.3 Выбор ограничителей перенапряжения 44
3.2.4 Выбор разъединителя на стороне 110 кВ 45
3.3 Расчет релейной защиты силового трансформатора, вводного и
секционного выключателей 46
3.3.1 Расчет уставок релейной защиты силового трансформатора
3.3.2 Выбор дифференциальной отсечки 51
3.3.3 Расчет уставок релейной защиты на стороне НН1 (НН2) 52
3.3.4 Выбор уставок максимальной токовой защиты секционного
выключателя 6 кВ 52
3.3.5 Выбор уставок максимальной токовой защиты вводного
выключателя на базе микропроцессорного блока «Орион» 53
РАЗДЕЛ 4. Спецвопрос. Внедрение технологии использования волоконно - оптической связи для «цифровой подстанции» 56
4.1 Общие принципы реализации защит с ВОС 57
4.2 Описание волоконно - оптической дуговой защиты НН 59
Заключение 63
Список литературы 64
Приложение 66
Основными требованиями, которым должна удовлетворять всякая система электроснабжения, являются: надежность электроснабжения, хорошее качество электроэнергии, безопасность и экономичность всех элементов системы.
В настоящее время большинство потребителей получает электрическую энергию от энергосистем. В то же время, на ряде предприятий сооружаются и собственные электростанции, что обуславливается рядом причин:
- необходимостью резервного питания для ответственных потребителей;
- большой удаленностью некоторых предприятий от энергосистем.
Нефтяная и газовая промышленности, являясь основными производителями и поставщиками энергоресурсов, в то же время относятся к крупным потребителям электроэнергии.
Наиболее энергоемкими являются технологические процессы добычи и транспорта углеводородного сырья, в связи с чем вопросам снижения их энергоемкости уделяется особое внимание.
Промышленное потребление электроэнергии предприятиями нефтегазодобывающего комплекса достигает 60-65 % от общего регионального потребления.
Кроме того, большая часть электрооборудования установлено более 25 лет назад и срок его службы подходит к концу или уже вышел, что оказывает влияние на его технические показатели. Поэтому одна из главных проблем, затронутых в данной работе, - это прогнозирование и анализ нагрузок на подстанциях и, как результат, замена электрооборудования на более модернизированное.
Для повышения надежности электроснабжения предприятий на современных подстанциях начинают использовать метод «цифровая подстанция». Кроме этого, автоматизация позволяет перевести большинство подстанций на работу без постоянного дежурного персонала, что уменьшает эксплуатационные расходы и способствует сокращению числа аварий по вине персонала.
Средства автоматизации подстанции выбираются на основании технико-экономических расчетов с учетом стоимости аппаратуры управления и связи, затрат на обслуживание, экономического ущерба, возникающего в производственных установках при перерывах электроснабжения. Из приведенных факторов наиболее существенным может оказаться ущерб от перерывов электроснабжения при недостаточно быстром восстановлении питания приемников.
Целью данной ВКР является повышение надежности электроснабжения технологического оборудования подстанции 110/6 кВ за счёт замены электрооборудования на более усовершенствованное.
В данной работе рассмотрена модернизация физически изношенного электрооборудования системы электроснабжения подстанции 110/6 кВ Альметьевского управления «Татнефтегазпереработка.
Основные аспекты модернизации электрооборудования ПС являются:
- замена масляных выключателей 6 кВ на вакуумные выключатели 6 кВ;
- замена масляных выключателей 110 кВ на элегазовые выключатели 110 кВ;
- замена вентильных разрядников 110 кВ на ограничители перенапряжения 110 кВ;
- замена люминисцентных ламп в ЗРУ на светодиодные светильники;
- замена релейной защиты микропроцессорным блоком.
Осуществлен расчет и выбор нового электрооборудования.
Предлагаемые решения замены выключателей обеспечат бесперебойную работу электрооборудования, установка ограничителей перенапряжения обеспечит надежность электроснабжения, а также обеспечит надежную защиту от перенапряжений. Замена перечисленных электрооборудований позволит заметно снизить капиталовложения и эксплуатационные расходы, а также решить традиционные для отрасли задачи снижения энергозатрат. Выбран силовой трансформатор ТРДН-25000/110. Рассчитаны схемы первичных соединений на стороне низкого напряжения и схем электроснабжения собственных нужд подстанции, а также выбор источника оперативного тока. Проведены расчеты освещения ЗРУ-6 кВ с заменой люминисцентных ламп на светодиодные марки Smartbuy со световым потоком 3000 лм и мощностью 36 Вт.
Рассчитана релейная защита силового трансформатора ТРДН, вводного и секционного выключателей на базе микропроцессора «Орион».
В качестве спецвопроса было рассмотрено устройство волоконно - оптической дуговой защиты ячеек КРУ 6 кВ, которую успешно можно использовать в процессе «цифровизации подстанции.
