Введение 4
1 Оценка возможности и необходимости повышения надежности электропередач 500 кВ
Нижнекамской ГЭС 7
1.1 Краткая характеристика ПАО «Нижнекамская ГЭС» 7
1.2 Анализ действующего электротехнического оборудования ОРУ 500 кВ Нижнекамской ГЭС . 7
1.3 Изменение схемы системы шин ОРУ 500 кВ Нижнекамской ГЭС 9
2 Разработка и внедрение технических мероприятий по повышению надежности
электропередачи 500 кВ Нижнекамская ГЭС 14
2.1 Замена устаревшего оборудования на современное оборудование 17
2.1.1 Расчет параметров схемы замещения 19
2.1.2 Расчет токов короткого замыкания 20
2.1.3 Выбор выключателей 26
2.1.4 Выбор разъединителей 27
2.1.5 Выбор ограничителей перенапряжений 30
2.1.6 Выбор измерительных трансформаторов тока 32
2.1.7 Выбор конденсаторов связи 39
2.1.8 Выбор высокочастотных заградителей 40
2.1.9 Выбор фильтров присоединения 41
2.1.10 Выбор сборных шин 500 кВ 42
2.2. Улучшение системы возбуждения генераторов 46
3. Анализ перспектив развития сетей 500 кВ ОЭС Средней Волги 54
3.1 Краткий анализ существующего баланса мощности и электроэнергии ОЭС Средней Волги 54
3.2 Основные показатели ОЭС Средней Волги в период до 2023 года 56
3.3 Характеристика загрузки прилегающей сети в зоне расположении Нижнекамская ГЭС 58
3.4 Расчет электрических режимов и статической устойчивости 59
3.4.1 Режимы зимних максимальных нагрузок 2024 года 63
3.4.2 Режимы зимних минимальных нагрузок 2023 года 63
3.4.3 Расчет статической устойчивости 64
3.4.4 Выводы 65
Заключение 67
Список использованных источников 68
Приложения 73
Российская энергетика - это 600 тепловых, 100 гидравлических, 9 атомных электростанций, общей мощностью 500 млн. кВ. Продукция ТЭК обеспечивает 10% ВПП страны, доля комплекса в поставках партнерам составляет около 30% (за счет поставок энергоносителей). В страны Европейских государств и Азии передается свыше 2% всей электроэнергии, произведенной в нашем государстве. Длина ЛЭП составляет ориентировочно 2.3 млн. километров. В целом 1.14 млн. человек работает в сфере в электроэнергетике. За последние 90 лет промышленное производство электроэнергии увеличилось в тысячи раз, была организована ЕЭС и около сотни энергосистем районного масштаба. Многие предприятия гиганты сфере электроэнергетики расположены неравномерно, экономически и географически неправильно, но это не уменьшает ценность таких объектов. В общей сложности 70% электроэнергии России вырабатывается на ТЭЦ. В основном крупные города России снабжаются тепловыми электростанциями. В основном в городах используются ТЭЦ - теплоэлектроцентрали, вырабатывающие электроэнергию и тепло в виде горячего водоснабжения. Эта система является не эффективной т.к. в сравнении с электрическим кабелем надежность трасс ТЭЦ не рентабельна на высоких расстояниях и эффективность ТЭЦ с увеличением расстояния очень сильно понижается. Например, при теплотрассах на расстоянии более 10 км приобретение электрического бойлера в отдельно строящимся доме является экономически выгодным мероприятием. Проблема размещения ТЭС и ТЭЦ заключалась в приближении новых ТЭС и ТЭЦ к сырью. В основном крупные электростанции располагались возле больших промышленных центров. ТЭЦ в отличии от ТЭС вырабатывают не только энергию, но пар и горячую воду. Эта продукция в частности используется в химической промышленности, нефтехимии, лесной перерабатывающей отрасли и т.д. что открывает для ТЭЦ существенные плюсы. В основном проблема расположения ближе к сырью преобладает над потребительским фактором, поэтому часто ТЭС и ТЭЦ расположены далеко от потребителя.
ГЭС производят электроэнергию дешевле рассмотренных ранее ТЭС и ТЭЦ, но имеют гораздо большие затраты в постройке. Но в основном ГЭС позволили советскому правительству в первые годы существования советской власти совершить большой скачек в промышленности. Современные ГЭС вырабатывают более 7 млн. кВт энергии, что гораздо больше показателей действующих в настоящее время ТЭС и АЭС, но вопросы размещения ГЭС в европейской части России усложнено из-за большой стоимости земли и невозможным затоплением больших площадей в этой части России. Построенные в западной и восточной Сибири мощные ГЭС конечно нужны и это важный шаг в развитии Западносибирского и
Уральского промышленных центров.
По запасам гидроэнергии Россия занимает второе место в мире, уступая только Китаю. Объем энергетических ресурсов страны, которые могут быть экономически эффективно использованы, оценивается в 852 млрд. кВт/ч. Наиболее полно гидроэнергоресурсы используются в Европейской части страны и па Урале (47%). Удельный вес ГЭС в энергетическом балансе страны составляет около 20%. Использование свыше 70% мощности и выработку более 70% электроэнергии страны контролирует ПАО «РусГидро».
Объединение гидроузлов в каскады увеличивает эффективность использования водных ресурсов. Особое место в системе энергообеспечения страны и в обеспечении электроэнергией Европейской части России занимают каскады ГЭС и водохранилищ па Волге и Каме. Гидроэлектростанции Волжско-Камского каскада служат опорными системообразующими пунктами Единой энергетической системы на европейской территории России. Установленная мощность Волжско-Камского каскада составляет четвертую часть от мощности всех ГЭС России, а маневренность станций позволяет полностью покрывать пиковые нагрузки в европейской части России, обеспечивая надежность работы Единой энергосистемы. Роль гидростанций в регулировании Графика нагрузки возрастает по мере ввода в действие новых тепловых электростанций.
Цель ВКР заключается в повышении эффективности работы Нижнекамской Гэс с модернизацией направляющего аппарата. Для реализации поставленной цели предусмотрено решение следующих задач:
1) Произвести анализ состояния оборудования, оценку возможности и необходимости повышения надежности электропередач 500 кВ Нижнекамской ГЭС;
2) Разработка, внедрение и модернизация существующих технических мероприятий по повышению надежности электропередач 500 кВ Нижнекамская ГЭС;
3) Произвести анализ перспектив развития сетей 500 кВ ГЭС Средней Камы, расчет электрических режимов и статической устойчивости.
Предметом исследования являются оборудование электропередачи 500 кВ, ОРУ-500кВ Нижнекамской ГЭС, схемы выдачи мощности Нижнекамская ГЭС и загрузки электрической сети.
Методы исследования математическое и физическое моделирования, факторный анализ, синтез, прогнозирование, статистическая обработка результатов, дедукция и т.д.
Информационной базой исследования стали инструкции, техническая документация с предприятия, нормативно-правовые акты, справочная и методическая литература, работы специалистов данной области, информация периодической печати, интернет-сайтов, а также иные источники, относящиеся к исследуемым вопросам.
Практическая значимость работы заключается в том, что отдельные её положения могут быть использованы специалистами генерирующих компаний при разработке и реализации технического перевооружения хозяйственного субъекта.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, заключения, 3-х глав, списка литературы из 65 источников. Общий объем работы 73 страниц машинописного текста.
В ходе выполнения магистерской диссертации по теме «Повышение эффективности работы Нижнекамской ГЭС с модернизацией направляющего аппарата» был произведен анализ всех элементов, участвующих в электропередачи и влияющих па ее надежность, бесперебойность, стабильность, составлена характеристика рассматриваемого объекта «Нижнекамская ГЭС». Выявлены основные недостатки и слабые стороны исследуемых элементов. Разработаны варианты усовершенствования и модернизации оборудования ОРУ 500 кВ Нижнекамская ГЭС, главной схемы электрических соединений ОРУ 500 кВ, схемы выдачи мощности Нижнекамская ГЭС с учетом внедрения регуляторов сильного действия в систему возбуждения генераторов. Произведен анализ перспектив развития сетей 500 кВ ОЭС Средней Волги , сформированы расчетные схемы для расчетов электроэнергетических режимов сети 110 кВ и выше в зоне размещения Нижнекамская ГЭС, рассчитаны электроэнергетические режимы в перспективе до 2023 года. Комплекс проделанных мероприятий послужит базой в обеспечении бесперебойного транзита электрической энергии в сторону Центра и Урала и обеспечении системной надежности в операционной зоне Средней Волги и всей Энергосистемы европейской части Российской Федерации в целом.
Достигнуты главные цели магистерской диссертации:
1) Произведен анализ состояния оборудования, оценка возможности и необходимости повышения надежности электропередачи 500 кВ Нижнекамская ГЭС;
2) Разработка, внедрение и модернизация существующих технических мероприятий по повышению надежности электропередачи 500 кВ Нижнекамская ГЭС;
3) Произведен анализ перспектив развития сетей 500 кВ ОЭС Средней Волги, рассчитаны электрические режимы работы.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
