Введение 4
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Описание реконструируемой подстанции 7
1.2 Комплектные распределительные устройства 11
1.3 Перспективы и способы реконструкции КРУ 17
1.4 Постановка задач реконструкции 19
Раздел 2. Конструкторская часть 20
2.1 Проверка мощности силовых трансформаторов 21
2.2 Выбор питающей линии 26
2.3 Расчет трансформаторов собственных нужд 28
2.4 Выбор жесткой ошиновки ОРУ – 110 кВ 20
2.5 Описание схемы электроснабжения подстанции после реконструкции 34
Раздел 3. Технологическая часть 36
3.1 Расчет токов короткого замыкания 37
3.2 Выбор электрооборудования подстанции 42
3.3 Расчет защитного заземления подстанции 46
Раздел 4. Спецвопрос. Функциональные блоки защиты и автоматики
распределительных сетей серии SPAC800 50
4.1 Назначение устройств защиты и автоматики серии SPAC800 51
4.2 Регулятор напряжения SPAU341 C 58
4.3 Расчет уставок дифференциальной защиты трансформатора 110/10кВ 60
Заключение 67
Список литературы 69
В настоящее время на фоне экономического подъема наблюдается
неизменный рост потребления энергоресурсов современным обществом,
бизнесом, производством. Рост крупных городов также ведет к увеличению
потребления электроэнергии и, как следствие этих факторов, – к ее дефициту.
Основными этапами решения этой проблемы является следующее:
- наращивание генерирующих мощностей;
- наращивание мощностей распределительных электрических сетей (в том числе
проектирование подстанций);
- сооружение новых и реконструкция устаревших электрических сетей и
подстанций.
В электроэнергетике, как и во многих других отраслях, остро стоит вопрос
о модернизации сетей и подстанций. Оборудование, установленное 25–30 лет
назад, выработало свой ресурс почти на 100%. Нынешняя его
работоспособность, во многом сохраняется за счет того, что оборудование было
изготовлено с многократным запасом по прочности. Высоковольтные
выключатели исчерпали свой коммутационный ресурс. Запасных частей,
которые подлежат замене при средних и расширенных текущих ремонтах
сегодня, практически никто не выпускает.
Современным рынком представлены лишь аналоги запчастей,
выпускаемые кооперативами, но о качестве таких запчастей, разумеется нет и
речи. Резинотехнические изделия (РТИ), за годы работы теряют эластичность,
из-за многократных температурных расширений, на уплотнительных кольцах и
прокладках присутствует остаточная деформация. В процессе обслуживания,
РТИ, нередко изготавливаются на подстанциях самим ремонтным персоналом, с
помощью подручных приспособлений; конечно, такие комплектующие не могут
обеспечить герметичность узлов.
Современные тенденции развития науки и техники ведут к уменьшению
габаритов всего, что производится, и энергетика не стала исключением. С применением в производстве новых высокотехнологичных материалов, стало
возможным уменьшение габаритов оборудования.
В целом модернизация и реконструкция электрических подстанций ведет к
сокращению участия человека в производстве, передаче и потреблении
электроэнергии.
Целью данной выпускной квалификационной работы является
реконструкция подстанции города Тюмень «Щербаковская». Необходимость
реконструкции вызвана подключением трех новых крупных потребителей –
станций по перекачке нефти и газа, а так же общим устареванием и износом
оборудования подстанции, ростом числа поломок и ростом затрат на
обслуживание.
В аналитическом обзоре описана схема подстанции до реконструкции,
проведен обзор современных достижений электроэнергетики с целью
применения их при реконструкции. В конце раздела поставлены задачи на
реконструкцию
В конструкторской части ВКР выполнены расчеты мощности для проверки
трансформаторов, выбраны питающие линии, трансформаторы собственных
нужд и приведено описание обновленной схемы электроснабжения.
В ходе реконструкции были выполнены расчеты нагрузок подстанции,
проверены нынешние трансформаторы на перегрузку. Было принято решение
заменить нынешние трансформаторы как не удовлетворяющие нуждам на
трансформаторы ТРДН 25000/110/10, и заменить устаревшие масляные
выключатели на новые элегазовые на стороне 110 кВ. Система шин ОРУ-110 кВ
выполнена из алюминиевых шин, укрепленных на жесткой ошиновке.
Для защиты от перенапряжений в ОРУ-110 кВ, возникающих от внешних
или внутренних коммутаций, используются нелинейные ограничители
перенапряжений ОПН-110 и ОПНН-110 в нейтрали силового трансформатора.
Во всех отходящих линиях распределительных устройств установлены
выкатные вакуумные выключатели фирмы Таврида Электрик. Все ограничители
перенапряжения ОПН-10 и ОПН-110 также этой фирмы.
Для обеспечения собственных нужд подстанции установлены два ТСН
типа ТСЗ-250/10 – сухие в защитном кожухе трансформаторы напряжением
10/0,4 кВ В рамках технологической части проведен расчет токов короткого
замыкания, по результатам расчета выбрано защитное и коммутационное
оборудование подстанции. Также проведен расчет заземления подстанции.
В рамках спецвопроса рассмотрена система микропроцессорной релейной
защиты SPAC800 и выполнил расчет релейных защит трансформаторов 110/10
кВ.
