Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Опыт строительства приливных электростанций 7
1.2 Проекты Пенжинской ПЭС 9
1.3 Предлагаемый вариант Пенжинской ПЭС 10
Раздел 2. Конструкторская часть 16
2.1 Расчёт мощности и выбор типа гидроагрегатов 17
2.2 Расчёт мощности и выбор типа гидрогенераторов 18
2.3 Выбор числа и мощности трансформаторов 19
2.3.1 Выбор трансформаторов для повысительной подстанции 19
2.3.2 Выбор трансформаторов для проектируемой подстанции 20
2.3.2.1 Расчёт мощности и выбор электродвигателей 21
2.3.2.2 Определение состава потребителей на стороне 10 кВ, выбор
компенсирующих устройств 22
2.3.3 Выбор трансформаторов собственных нужд для подстанции 110/10 кВ 26
2.4 Выбор схем открытых распределительных устройств подстанций 29
2.4.1 Выбор схем РУ для повысительной подстанции 30
2.4.2 Выбор схем РУ для подстанции 110/10 кВ 32
2.5 Выбор сечения и марки провода для ЛЭП 110 кВ 33
2.6 Расчёт молниезащиты подстанции 110/10 кВ 36
2.7 Расчёт освещения подстанции 110/10 кВ 38
2.7.1 Расчёт освещения ОРУ 110 кВ 38
2.7.2 Расчёт освещения ЗРУ 10 кВ 39
2.7.3 Расчёт аварийного освещения ЗРУ 10 кВ 44
Раздел 3. Технологическая часть 46
3.1 Расчёт токов короткого замыкания 47
3.1 Расчёт токов короткого замыкания 47
3.1.1 Расчёт параметров схемы замещения 47
3.1.2 Расчёт тока КЗ на стороне 110 кВ в точке К1 (случай №1) 52
3.1.3 Расчёт тока КЗ на стороне 10 кВ в точке К2 (случай №1) 54
3.1.4 Расчёт тока КЗ на стороне 110 кВ в точке К1 (случай №4) 55
3.1.5 Расчёт тока КЗ на стороне 10 кВ в точке К2 (случай №4) 57
3.2 Выбор выключателей 58
3.2.1 Выбор выключателей на стороне 110 кВ 60
3.2.2 Выбор выключателей на стороне 10 кВ 61
3.3 Выбор разъединителей 62
3.4 Выбор ограничителей перенапряжений 63
3.5 Выбор трансформаторов напряжения 64
3.6 Выбор трансформаторов тока 66
3.7 Расчёт заземления подстанции 110/10 кВ 69
Раздел 4. Спецвопрос. Расчёт релейной защиты силового трансформатора 110/10 кВ 76
4.1 Дифференциальная защита трансформатора 77
4.2 Максимальная токовая защита трансформатора 82
4.3 Защита трансформатора от перегрузок 84
4.4 Газовая защита трансформатора 84
Заключение 86
Список литературы 87
Одним из самых перспективных направлений развития в выработке электроэнергии является строительство электростанций, использующих энергию морских приливов - приливных электростанций (ПЭС).
Развитие приливной энергетики и строительство ПЭС было бы эффективным решением энергетических проблем Камчатки, которые заключаются в следующем:
1) изолированность Камчатки от остальной части России, вследствие чего возрастают транспортные издержки на доставку топлива;
2) невозможность эксплуатации протяженных на большие расстояния линий электропередач, имеющих высокий класс напряжения, с достаточной надёжностью;
3) наличие сейсмоопасной зоны со сложными климатическими условиями;
4) преобладание работающих на мазуте теплоэлектроцентралей (84%).
Использование возобновляемых ресурсов имеет весомое значение для Камчатки как и с энергетической точки зрения (снижение использования ископаемого топлива), так и с экологической (уменьшение негативного воздействия топливно-энергетического комплекса на окружающую среду).
Правительство РФ обращало внимание на необходимость принятия «прорывных мер» в развитии регионов Дальнего Востока, в частности это отмечается на международном форуме во Владивостоке в начале сентября 2018 года.
В данной выпускной квалификационной работе будет предложен другой вариант использования энергии приливов Пенжинской губы для производства электроэнергии, отличающийся новым подходом в отношении сооружения и расположения гидротехнических комплексов электростанции. Для одного из важнейших объектов предлагаемого варианта электростанции будет изучен вопрос электроснабжения, решением которого является проектирование понизительной подстанции 110/10 кВ.
В данной выпускной квалификационной работе был предложен возможный вариант перспективной Пенжинской электрической станции, работающей на энергии приливов и отливов. Были выбраны трансформаторы и схемы распределительных устройств повысительной подстанции. Далее проектирование касалось непосредственно понизительной подстанции 110/10 кВ, необходимой для электроснабжения входного портала.
Электроснабжение осуществляется по схеме 110-5АН «Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов». Для передачи электроэнергии к входному порталу был выбран и проверен по допустимой потере напряжения провод марки АС-70/11. Для преобразования напряжения 110 кВ в 10 кВ был выбран силовой масляный трансформатор марки ТМН-6300/110, а для электроснабжения потребителей собственных нужд трансформатор марки ТСЗ-40/10. Далее были рассчитаны зона защиты двойного тросового молниеотвода и освещение ОРУ-110 кВ и ЗРУ-10 кВ.
Следующим этапом являлся расчёт токов короткого замыкания. По большему току КЗ были выбраны коммутационные аппараты: в цепях 110 кВ высоковольтные элегазовые выключатели ВГТ-110Ш-40/2000 У1,
разъединители РГП.2-110/1000 УХЛ1, для цепей 10 кВ вакуумные выключатели BB/TEL-10-20/1000. Для ограничений перенапряжений выбраны ОПН-П1-110/73/20/4УХЛ1 и ОПНп-1-10/12,7ШУХЛ1. Также был осуществлён выбор измерительной аппаратуры: для цепей 110 кВ трансформатор тока ТОГФ-110 УХЛ1, трансформатор напряжения НКФ-110- 83 У1, для цепей 10 кВ трансформатор напряжения НАМИ-10-95 УХЛ2. Было рассчитано заземление подстанции, которое дополнительно проверено выполнение условия по допустимому напряжению прикосновения.
В спецвопросе рассчитана микропроцессорная релейная защита силового трансформатора: уставки ДЗТ, МТЗ и защиты от перегрузок.
