Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 7
1.1 Характеристика системы электроснабжения Нижнекамской подстанции
110/35/10 кВ до реконструкции 8
1.2 Варианты питания ТСН на подстанциях 12
1.3 Источники оперативного тока на ПС 110кВ 13
1.4 Защита ТСН высоковольтными предохранителями 15
Раздел 2. Конструкторская часть 18
2.1 Выбор электродвигателей для привода вентиляторов 19
2.2 Расчет осветительной нагрузки ПС 20
2.3 Расчет собственных нужд подстанции 22
2.4 Расчет распределительной сети собственных нужд 27
2.5 Заземление системы собственных нужд 28
2.6 Описание схемы собственных нужд подстанции после реконструкции... 34
Раздел 3. Технологическая часть 36
3.1 Расчет токов короткого замыкания 37
3.2 Выбор коммутационного электрооборудования 40
3.2.1 Выбор выключателей и разъединителей 41
3.2.2 Выбор ограничителей перенапряжения 42
3.2.3 Выбор трансформаторов тока на 10 кВ 43
3.3 Релейная защита трансформаторов СН 44
Раздел 4. Спецвопрос. Автоматизированная информационно-измерительная система учета электроэнергии 49
4.1 Описание системы 50
4.2 Технические решения по оснащению ИВКЭ подстанции
Огромную роль в системах электроснабжения промышленных предприятий играют главные понизительные подстанции (ГПП).
ГПП - комплекс электроустановок, предназначенные для преобразования и распределения электроэнергии. Надежность - это свойство установки, участка электрической сети или энергосистемы в целом обеспечивать бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергией достойного качества. Повреждение электрооборудования в любой части схемы по возможности не должно нарушать электроснабжение. Надежность схемы должна соответствовать характеру потребителей, получающих питание от данной электроустановки.
В настоящее время в городе Нижнекамск придается большое значение надежности системы электроснабжения электроустановок. Городская подстанция является неотъемлемым элементом системы в целом и все технические решения по схемам, расстановке и параметрам основного электрооборудования должны решаться комплексно со схемой развития энергосистемы.
Надежность функционирования подстанции обеспечивается системой собственных нужд подстанции, которая обеспечивает питание ее технологического оборудования, включая устройства релейной защиты и противоаварийной автоматики, выпрямительно-зарядные устройства
аккумуляторной батареи, устройства обогрева оборудования, а также систем жизнедеятельности обслуживающего персонала, связи и освещения. Надежность системы электроснабжения собственных нужд подстанций определяет надежность работы подстанции в целом, а значит и надежность электроснабжения потребителей.
В соответствии с ГОСТ 24291-90 система собственных нужд подстанции - это совокупность вспомогательных устройств и относящейся к ним электрической части, обеспечивающей работу подстанции. Потеря системы собственных нужд ведет к погашению подстанции в целом и серьезным проблемам при попытках ввода ее в работу. Поэтому для ГПП 110/35/10 кВ
Рассматриваемая подстанция 110/35/10 кВ подключена к энергосистеме посредством воздушных линии электропередач напряжением 110 кВ. Она предназначена для питания городской сети и теплосети. Напряжение на вводы трансформаторов подается по двум взаиморезервируемым линиям, такая схема позволяет производить поочередный ремонт выключателей без отключения потребителей.
На подстанции установлены: два трёхобмоточных трансформатора - ТДТН-16000/110 с напряжениями 110, 35 и 10 кВ.
В работе выполнен расчет нагрузок собственных нужд и поставлен вопрос места подключения трансформаторов СН после реконструкции. Предложен вариант схемы включения ТСН с переменным оперативным током.
До реконструкции трансформаторы собственных нужд (ТСН) со вторичным напряжением 380/220 В получают электроэнергию от сборных шин РУ—10 кВ. Такая схема питания ТСН обладает недостатком, который заключается в нарушении электроснабжения потребителей СН при повреждениях на шинах РУ, от которого питаются ТСН.
Реконструкция производится на переменном оперативном токе с нижней стороны силового трансформатора до выключателя 10 кВ.
В ВКР выполнен расчет собственных нужд и выбраны два ТСН типа ТСЗ- 250/10. Трансформаторы работают одновременно с коэффициентом загрузки 64%. В нормальном режиме каждый трансформатор питает приёмники одной секции шин, при обесточении которой подаётся питание от другой секции шин автоматическим включением секционного выключателя.
Подключение вторичных обмоток ТСН к шинам 380/220 В в шкафах 1 и 2 переменного тока на открытой части подстанции осуществляется через автоматические выключатели. Шины СН выполняются одинарными секционированными автоматическим выключателем. Выключатели являются одновременно коммутационными и защитными аппаратами.
Построение схемы СН - ступенчатая. Сначала запитываются близкие потребители - от главного распределительного щита, а потом от него - отдельные шкафы удалённых приёмников.
Для сети собственных нужд переменного тока необходимо принимать напряжение 380/220 В с заземленной нейтралью.
В технологической части выполнен расчет токов короткого замыкания на ТСН, выбрано защитное электрооборудование и токи уставок релейной защиты трансформаторов ТСЗ-250/10 с микропроцессорным блоком «Сириус-2Л». Выполнены следующие виды защит: максимальная токовая защита, токовая отсечка, защита от перегрузки и от однофазных замыканий.
В разделе спецвопрос рассмотрена автоматизированная информационно- измерительная система учета электроэнергии. Для подключения счетчиков к магистрали RS-485 используются разветвители интерфейса RS-485 - модули МСВ (проходной и концевой).
Для подключения блоков резервного питания счетчиков предусмотрены розетки, устанавливаемые в непосредственной близости от счетчиков. Цепь резервного питания счетчиков запитана от СН ПС через автоматический выключатель.
