Реконструкция подстанции 110/35/6 кВ №123 в городе Набережные Челны
|
Введение 4
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Краткая характеристика подстанции Энергорайон 7
1.2 Требования и задачи реконструкции подстанции 12
1.3 Достижения в электротехнической промышленности 17
Раздел 2. Конструкторская часть 21
2.1 Проверка мощности силовых трансформаторов 22
2.2 Проверка сечения питающих линий 27
2.3 Выбор трансформаторов собственных нужд 29
2.4 Заземление ОПУ 32
2.5 Освещение ОПУ 34
2.6 Описание схемы электроснабжения подстанции после реконструкции 39
Раздел 3. Технологическая часть 43
3.1 Расчет токов короткого замыкания 44
3.2 Выбор электрооборудования 51
3.3 Релейная защита трансформаторов 110/35/6 кВ 56
Раздел 4. Спецвопрос. Молниезащита подстанции 62
Заключение 67
Список литературы
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Краткая характеристика подстанции Энергорайон 7
1.2 Требования и задачи реконструкции подстанции 12
1.3 Достижения в электротехнической промышленности 17
Раздел 2. Конструкторская часть 21
2.1 Проверка мощности силовых трансформаторов 22
2.2 Проверка сечения питающих линий 27
2.3 Выбор трансформаторов собственных нужд 29
2.4 Заземление ОПУ 32
2.5 Освещение ОПУ 34
2.6 Описание схемы электроснабжения подстанции после реконструкции 39
Раздел 3. Технологическая часть 43
3.1 Расчет токов короткого замыкания 44
3.2 Выбор электрооборудования 51
3.3 Релейная защита трансформаторов 110/35/6 кВ 56
Раздел 4. Спецвопрос. Молниезащита подстанции 62
Заключение 67
Список литературы
Спрос на энергопотребление растет с каждым годом. Это обусловлено
разными факторами, в том числе и бурным развитием промышленного
комплекса и жилищно-коммунальной инфраструктуры. Одновременно растет и
благосостояние населения, которое приобретет современную бытовую технику.
Анализ энергопотребления в стране выявил, что за последние 20 лет мы не
только достигли исторического максимума, но уже и превысили его.
Электрические подстанции являются ключевым оснащением современной
энергетической системы.
В результате для удовлетворения возрастающего спроса на
электроэнергию необходимо, либо производить реконструкцию подстанций,
либо строить новые подстанции. Строительство новых подстанций весьма
проблематично в связи с плотной застройкой российских городов и связано с
большими затратами на приобретение земельных участков для размещения
подстанции. Реконструкция подстанций является более выгодным с
экономической точки зрения вариантом, а с точки зрения невозможности порой
выделения участка под строительство новой подстанции - единственным
вариантом.
Другая важная причина реконструкции подстанций вызвана физически и
морально устаревшим парком оборудования, неудовлетворительным состоянием
зданий и сооружений, при эксплуатации которых растет день ото дня риск
аварий на подстанции, а значит, и нарушения снабжения ее потребителей, среди
которых есть и потребители І категории. Кроме того старое оборудование
требует больших затрат на проведение ремонтов и поддержание его в рабочем
состоянии.
Если осуществляется реконструкция подстанции, то по согласованию с
заказчиком в объект вносятся необходимые конструктивные и технологические
изменения: замена выключателей, наладка устройств системы релейной защиты
и автоматики (РЗА), замена щита постоянного тока и другие работы.
Реконструкция подстанции осуществляется в два этапа. До поставки
оборудования на объекте завершаются все инженерно-технические работы:
Подготовка коммуникационных траншей для прокладки контура
заземления, силовых и контрольных кабелей
закладка крепежных элементов по утвержденной технологии
Монтаж электромонтажных сетей, освещения и вентиляции
Отделочные работы
Дополнительно проводятся мероприятия по защите систем и оборудования
от значительного перепада температуры, влажности, попадания грунтовых вод и
загрязнений.
На втором этапе выполняются монтажные работы по установке всех
систем и оборудования.
разными факторами, в том числе и бурным развитием промышленного
комплекса и жилищно-коммунальной инфраструктуры. Одновременно растет и
благосостояние населения, которое приобретет современную бытовую технику.
Анализ энергопотребления в стране выявил, что за последние 20 лет мы не
только достигли исторического максимума, но уже и превысили его.
Электрические подстанции являются ключевым оснащением современной
энергетической системы.
В результате для удовлетворения возрастающего спроса на
электроэнергию необходимо, либо производить реконструкцию подстанций,
либо строить новые подстанции. Строительство новых подстанций весьма
проблематично в связи с плотной застройкой российских городов и связано с
большими затратами на приобретение земельных участков для размещения
подстанции. Реконструкция подстанций является более выгодным с
экономической точки зрения вариантом, а с точки зрения невозможности порой
выделения участка под строительство новой подстанции - единственным
вариантом.
Другая важная причина реконструкции подстанций вызвана физически и
морально устаревшим парком оборудования, неудовлетворительным состоянием
зданий и сооружений, при эксплуатации которых растет день ото дня риск
аварий на подстанции, а значит, и нарушения снабжения ее потребителей, среди
которых есть и потребители І категории. Кроме того старое оборудование
требует больших затрат на проведение ремонтов и поддержание его в рабочем
состоянии.
Если осуществляется реконструкция подстанции, то по согласованию с
заказчиком в объект вносятся необходимые конструктивные и технологические
изменения: замена выключателей, наладка устройств системы релейной защиты
и автоматики (РЗА), замена щита постоянного тока и другие работы.
Реконструкция подстанции осуществляется в два этапа. До поставки
оборудования на объекте завершаются все инженерно-технические работы:
Подготовка коммуникационных траншей для прокладки контура
заземления, силовых и контрольных кабелей
закладка крепежных элементов по утвержденной технологии
Монтаж электромонтажных сетей, освещения и вентиляции
Отделочные работы
Дополнительно проводятся мероприятия по защите систем и оборудования
от значительного перепада температуры, влажности, попадания грунтовых вод и
загрязнений.
На втором этапе выполняются монтажные работы по установке всех
систем и оборудования.
Целью выпускной работы являлось повышение надежности
электроснабжения подстанции путём использования современного
электрооборудования и сокращения времени на профилактическое
обслуживание.
Подстанция Энергорайон по территориальному расположению относится
к филиалу ОАО «Сетевые компании» Набережночелнинские электрические
сети. Подстанция Энергорайон является тупиковой. Высокое напряжение к
подстанции подводится по двум ВЛ-110 кВ от районных очистных сооружений
от подстанций РОС1 РОС2. Длина питающих линий составляет 2,4 км. Марка и
сечение питающих линий – АС-95/16.
Подстанция имеет открытое распределительное устройство 110кВ,
силовые трёхобмоточные трансформаторы, комплектное распределительное
устройство наружной установки КРУН-6 кВ и открытое РУ-35 кВ.
В рамках объявленной технологической программы реконструкции на ПС
Энергорайон выполнены следующие мероприятия:
- Заменили пару отделитель ОД – короткозамыкатель КЗ в цепях
силовых трансформаторов на элегазовый выключатель с разъединителями;
- В отходящих линиях РУ-35 и 6 кВ использовали выкатные вакуумные
выключатели, применили нелинейные ограничители перенапряжения ОПН;
- на подстанции заменили масляные ТСН на современные сухие
защищенные типа ТСЗ-63/6,3;
- заменили маслонаполненные вводы 110 кВ силовых трансформаторов на
герметичные вводы с RIP-изоляцией.
Схема включения открытого распределительного устройства ОРУ-110 кВ
– два блока трансформаторов с выключателями и перемычкой из
разъединителей со стороны линий.
На подстанции установлены два силовых трёхобмоточных
трансформатора ТДТН-25000 кВА каждый, с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН). Схемы соединения обмоток трансформатора – звезда с
нейтралью/ треугольник/ звезда.
Комплектное распределительное устройство наружной установки КРУН-6
кВ состоит из шкафов типа КРУ с выкатной частью ячейки для ремонта
выключателя. Открытое РУ-35 кВ имеет схему включения – рабочая шина,
разделённая на 2 секции. Между секциями установлены два секционных
разъединителя с заземляющими ножами и вакуумный выключатель типа
ВВ/TEL.
Распределительное устройство 6 кВ имеет 2 секции. Между секциями
установлены секционный разъединитель и вакуумный выключатель,
оборудованные АВР. Питание 1 секции 6 кВ осуществляется от трансформатора
1Т, а питание 2 секции 6 кВ – от Т2. Питание 1 секции 35 кВ осуществляется от
трансформатора 1Т, а питание 2 секции 35 кВ – от Т2. Все вводные
выключатели и секционные выключатели и выключатели в отходящих линиях 6
и 35 кВ -заменены с масляных типа ВМПЭ на вакуумные типа BB/TEL.
Для питания собственных нужд выбраны два трансформатора типа
ТСЗ-63-6/0,4 кВ, установленных в шкафы КРУН-6 кВ, получающих питание с
шин 6 кВ. Питание собственных нужд подстанции осуществляется от вводов
трансформатора ТСН. Сеть собственных нужд имеет напряжение 380/220 В с
заземленной нейтралью. Шины 380/220 В секционированы автоматами с
устройством АВР. Оперативные цепи подстанции – постоянного тока. Релейная
защита оборудования подстанции выполнена на микропроцессоре типа СириусЛ.
Для питания цепей управления коммутационных аппаратов, релейной
защиты, автоматики и сигнализации установлены источники комбинированного
питания серии БПТ и БПН, подключенные к панели собственных нужд.
Для обеспечения измерения токов и напряжений в электроустановках
высокого напряжения применяют трансформаторы тока типа ТЛМ и ТЛН и
трансформаторы напряжения НАМИ. Распределение электроэнергии от подстанции осуществляется по 6 кВ и
35 кВ – кабельными ЛЭП.
При резком изменением режима работы электрических сетей внутри
электроустановки или внешних воздействий, например, молний, возникают
перенапряжения и внутренние электромагнитные процессы. Для защиты от них
на всех сторонах напряжения установили нелинейные ограничители
перенапряжения ОПН-110, ОПНН-110, ОПН-35 и ОПН-6.
В конструкторской части проекта выполнен расчет электрических
нагрузок подстанции, силовые трансформаторы проверены на перегрузочную
способность. Силовые трансформаторы замене не подлежат. Коэффициент
загрузки трансформаторов составляет 80%.
В проекте выполнен расчет заземления ОПУ. Заземление выполнено по
контуру вертикальными и горизонтальными электродами. Контур
прокладывается в траншее глубиной 0,7 м на расстоянии 1м от фундамента
здания ОПУ стальной полосой размерами 40х4 мм. Используется 12
вертикальных стержней диаметром 16 мм и длиной 5м. Общее сопротивление
заземления не превышает 4 Ом согласно ПУЭ.
В проекте выполнено освещение обще-подстанционного пункта
управления светодиодными светильниками. Нормированная освещенность
равномерного освещения принята 150 лк. Для ОПУ принято выполнять
комбинированное освещение: равномерное и местное. Равномерное освещение
обеспечивают 5 светильников типа LuxON Bell мощностью 50 Вт каждый,
закреплённых к потолку помещения на высоте 3,5 м. В качестве аварийного
светильника используется один у входа в ОПУ с наклейкой ВЫХОД.
В технологической части проекта выполнен расчет токов короткого
замыкания и выбрано современное электрооборудование, рассчитаны токи
уставок релейной защиты силовых трансформаторов.
В качестве спецвопроса для подстанции выполнен расчет молниезащиты.
На подстанции Энергорайон защита от прямых ударов молнии осуществляется
вертикальными стержневыми молниеотводами. Вертикальный стержневой молниеотвод состоит из опоры с проложенным вдоль неё проводником,
соединенным с заземлителем. По результатам расчета установлено 6
молниеприёмников высотой 16 м. Зона защиты построена на высоте 7 м.
Проверка наибольшего расстояния между молниеотводами при нескольких
молниеприёмниках выдержана, и говорит о защищённости площади между
молниеприёмниками.
электроснабжения подстанции путём использования современного
электрооборудования и сокращения времени на профилактическое
обслуживание.
Подстанция Энергорайон по территориальному расположению относится
к филиалу ОАО «Сетевые компании» Набережночелнинские электрические
сети. Подстанция Энергорайон является тупиковой. Высокое напряжение к
подстанции подводится по двум ВЛ-110 кВ от районных очистных сооружений
от подстанций РОС1 РОС2. Длина питающих линий составляет 2,4 км. Марка и
сечение питающих линий – АС-95/16.
Подстанция имеет открытое распределительное устройство 110кВ,
силовые трёхобмоточные трансформаторы, комплектное распределительное
устройство наружной установки КРУН-6 кВ и открытое РУ-35 кВ.
В рамках объявленной технологической программы реконструкции на ПС
Энергорайон выполнены следующие мероприятия:
- Заменили пару отделитель ОД – короткозамыкатель КЗ в цепях
силовых трансформаторов на элегазовый выключатель с разъединителями;
- В отходящих линиях РУ-35 и 6 кВ использовали выкатные вакуумные
выключатели, применили нелинейные ограничители перенапряжения ОПН;
- на подстанции заменили масляные ТСН на современные сухие
защищенные типа ТСЗ-63/6,3;
- заменили маслонаполненные вводы 110 кВ силовых трансформаторов на
герметичные вводы с RIP-изоляцией.
Схема включения открытого распределительного устройства ОРУ-110 кВ
– два блока трансформаторов с выключателями и перемычкой из
разъединителей со стороны линий.
На подстанции установлены два силовых трёхобмоточных
трансформатора ТДТН-25000 кВА каждый, с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН). Схемы соединения обмоток трансформатора – звезда с
нейтралью/ треугольник/ звезда.
Комплектное распределительное устройство наружной установки КРУН-6
кВ состоит из шкафов типа КРУ с выкатной частью ячейки для ремонта
выключателя. Открытое РУ-35 кВ имеет схему включения – рабочая шина,
разделённая на 2 секции. Между секциями установлены два секционных
разъединителя с заземляющими ножами и вакуумный выключатель типа
ВВ/TEL.
Распределительное устройство 6 кВ имеет 2 секции. Между секциями
установлены секционный разъединитель и вакуумный выключатель,
оборудованные АВР. Питание 1 секции 6 кВ осуществляется от трансформатора
1Т, а питание 2 секции 6 кВ – от Т2. Питание 1 секции 35 кВ осуществляется от
трансформатора 1Т, а питание 2 секции 35 кВ – от Т2. Все вводные
выключатели и секционные выключатели и выключатели в отходящих линиях 6
и 35 кВ -заменены с масляных типа ВМПЭ на вакуумные типа BB/TEL.
Для питания собственных нужд выбраны два трансформатора типа
ТСЗ-63-6/0,4 кВ, установленных в шкафы КРУН-6 кВ, получающих питание с
шин 6 кВ. Питание собственных нужд подстанции осуществляется от вводов
трансформатора ТСН. Сеть собственных нужд имеет напряжение 380/220 В с
заземленной нейтралью. Шины 380/220 В секционированы автоматами с
устройством АВР. Оперативные цепи подстанции – постоянного тока. Релейная
защита оборудования подстанции выполнена на микропроцессоре типа СириусЛ.
Для питания цепей управления коммутационных аппаратов, релейной
защиты, автоматики и сигнализации установлены источники комбинированного
питания серии БПТ и БПН, подключенные к панели собственных нужд.
Для обеспечения измерения токов и напряжений в электроустановках
высокого напряжения применяют трансформаторы тока типа ТЛМ и ТЛН и
трансформаторы напряжения НАМИ. Распределение электроэнергии от подстанции осуществляется по 6 кВ и
35 кВ – кабельными ЛЭП.
При резком изменением режима работы электрических сетей внутри
электроустановки или внешних воздействий, например, молний, возникают
перенапряжения и внутренние электромагнитные процессы. Для защиты от них
на всех сторонах напряжения установили нелинейные ограничители
перенапряжения ОПН-110, ОПНН-110, ОПН-35 и ОПН-6.
В конструкторской части проекта выполнен расчет электрических
нагрузок подстанции, силовые трансформаторы проверены на перегрузочную
способность. Силовые трансформаторы замене не подлежат. Коэффициент
загрузки трансформаторов составляет 80%.
В проекте выполнен расчет заземления ОПУ. Заземление выполнено по
контуру вертикальными и горизонтальными электродами. Контур
прокладывается в траншее глубиной 0,7 м на расстоянии 1м от фундамента
здания ОПУ стальной полосой размерами 40х4 мм. Используется 12
вертикальных стержней диаметром 16 мм и длиной 5м. Общее сопротивление
заземления не превышает 4 Ом согласно ПУЭ.
В проекте выполнено освещение обще-подстанционного пункта
управления светодиодными светильниками. Нормированная освещенность
равномерного освещения принята 150 лк. Для ОПУ принято выполнять
комбинированное освещение: равномерное и местное. Равномерное освещение
обеспечивают 5 светильников типа LuxON Bell мощностью 50 Вт каждый,
закреплённых к потолку помещения на высоте 3,5 м. В качестве аварийного
светильника используется один у входа в ОПУ с наклейкой ВЫХОД.
В технологической части проекта выполнен расчет токов короткого
замыкания и выбрано современное электрооборудование, рассчитаны токи
уставок релейной защиты силовых трансформаторов.
В качестве спецвопроса для подстанции выполнен расчет молниезащиты.
На подстанции Энергорайон защита от прямых ударов молнии осуществляется
вертикальными стержневыми молниеотводами. Вертикальный стержневой молниеотвод состоит из опоры с проложенным вдоль неё проводником,
соединенным с заземлителем. По результатам расчета установлено 6
молниеприёмников высотой 16 м. Зона защиты построена на высоте 7 м.
Проверка наибольшего расстояния между молниеотводами при нескольких
молниеприёмниках выдержана, и говорит о защищённости площади между
молниеприёмниками.