Аннотация 7
Введение 8
Постановка задачи исследования 12
Глава 1. Особенности распределенной генерации. Перспективы развития распределенной генерации в России 13
Глава 2. ПС 110 кВ КБК: описание подстанции, защит и автоматики 22
Глава 3. Выбор мощности и места установки ГТУ 25
Глава 4. Расчет токов короткого замыкания 30
4.1 Расчет токов короткого замыкания до установки ГТУ 30
4.2 Расчет токов короткого замыкания после установки ГТУ 33
Глава 5. Расчет динамической устойчивости генераторов 38
5.1 При отключении ВЛ 110 кВ 38
5.2 При коротком замыкании 43
Глава 6. Расчет уставок устройств релейной защиты после установки ГТУ....47
6.1 Расчет уставок дифференциальной защиты трехобмоточного трансформатора 47
6.2. Расчет уставок защит отходящих линий 6 кВ 50
6.3 Выбор защиты шин 6 кВ 53
6.4 Предложение о внесении изменений в схему ВЧБ ВЛ 110 кВ Заводская - КБК 1(2) 55
Заключение 58
Список использованной литературы 60
Приложение А 62
Приложение Б 65
Приложение В 68
Приложение Г 69
Приложение Д
В настоящее время промышленно развитые страны производят основную часть электроэнергии централизованно, на больших электростанциях, таких как тепловые электростанции, атомные электростанции, гидроэлектростанции. Мощные электростанции благодаря «эффекту масштаба» имеют превосходные экономические показатели и обычно передают электроэнергию на большие расстояния. Место строительства большинства из них обусловлено множеством экономических, экологических, географических и геологических факторов, а также требованиями безопасности и охраны окружающей среды. Например, угольные станции строятся вдали от городов для предотвращения сильного загрязнения воздуха, влияющего на жителей. Некоторые из них строятся вблизи угольных месторождений для минимизации стоимости транспортировки угля. Гидроэлектростанции должны находиться в местах с достаточным энергосодержанием (значительный перепад уровней на расход воды).
Низкое загрязнение окружающей среды — критическое преимущество комбинированных энергостанций, работающих на природном газе. Это позволяет им находиться достаточно близко к городу для централизованного теплоснабжения.
Поэтому в традиционной энергетике по функциональному назначению и территориальному расположению можно четко выделить три сегмента:
1. Центры производства электроэнергии
2. Линии электропередач большой мощности
3. Зоны потребления электроэнергии и местные распределительные сети
Атомные и тепловые электростанции кроме электрической энергии производят значительное количество тепла. В отличие от электроэнергии, тепловую энергию невозможно передавать на большие расстояния из -за резкого возрастания потерь с ростом расстояния. Одновременно, из -за указанных выше факторов, многие энергостанции слишком далеко расположены, чтобы использовать их побочное тепло для обогрева общественных и жилых зданий. В результате, неиспользованная на самой станции тепловая энергия рассеивается в окружающей среде (теряется без полезного применения).
Распределенная генерация подразумевает строительство дополнительных источников электроэнергии в непосредственной близости от потребителей. Мощность таких источников выбирается исходя из ожидаемой мощности потребителя с учетом имеющихся ограничений (технологических, правовых, экологических и т. д.) и может варьироваться в широких пределах (от двух-трех до сотен киловатт). При этом потребитель не отключается от общей сети электроснабжения.
В качестве дополнительных источников электроэнергии могут применяться как средства альтернативной энергетики (солнечные батареи, ветровые генераторы, топливные элементы), так и традиционные когенерационные установки (КГУ) малой и средней мощности, работающие на природном газе (как на наиболее чистом виде топлива). В последнем случае благодаря расположению когенерационных установок непосредственно у потребителей, становится возможным использование не только вырабатываемой электроэнергии, но и побочной тепловой энергии на нужды отопления, горячего водоснабжения или абсорбционного холодоснабжения самого владельца КГУ или сторонних потребителей, расположенных поблизости. Это позволяет добиться высокой эффективности использования топлива (до 90 % от потенциальной энергии).
При этом в системе «потребитель — местный источник энергии» регулярно возникают дисбалансы между производством и потреблением энергии или между потребностью в её видах, например:
• Мощность солнечных батарей и ветрогенераторов изменяется в зависимости от погодных условий, а потребление электроэнергии от погоды может не зависеть или изменяться в противоположную сторону.
• В зимнее время потребление тепловой энергии остается постоянно высоким, а потребление электроэнергии изменяется по времени суток.
Наличие подключения к общей электрической сети позволяет компенсировать недостаток электроэнергии за счет её потребления от общей сети, а в случае избыточного производства электроэнергии собственным источником - выдавать её в сеть, с получением соответствующего дохода.
Такой подход позволяет:
• Снизить потери электроэнергии при транспортировке из-за максимального приближения электрогенераторов к потребителям электричества, вплоть до расположения их в одном здании.
• Уменьшить число, протяжённость и необходимую пропускную способность магистральных линий электропередачи.
• Смягчить последствия аварий на центральных электростанциях и главных линиях электропередач за счет наличия собственных источников энергии.
• Обеспечить взаимное многократное резервирование электрогенерирующих мощностей (частично).
• Снизить воздействие на окружающую среду за счет применения средств альтернативной энергетики, более полного использования потенциальной энергии ископаемого топлива.
Для реализации концепции распределённой энергетики необходимо выполнение ряда условий, в том числе:
1. Технических: наличия систем двустороннего учета, согласованная работа местных и центральных генераторов, соответствующие системы защит для всех вариантов работы местных и центральных генераторов, поддержание стабильности напряжения и частоты в общей сети.
2. Организационных: должно быть налажено взаимодействие между всеми участниками во избежание перегрузок генерирующих мощностей или строительства лишних, которые будут простаивать.
3. Правовых и экономических: должна быть предусмотрена юридическая возможность продажи потребителями избытков энергии собственной выработки, должен существовать развитый рынок электроэнергии или установлены экономически привлекательные для всех участников тарифы на генерацию, потребление и транзит электроэнергии.
4. Технологических: должны быть доступны экономически эффективные устройства для местного производства энергии (солнечные батареи, ветрогенераторы, когенерационные установки).
Полный отказ от мощных центральных электростанций и окончательная децентрализация электрогенерации в настоящее время невозможна как по экономическим соображениям, так и в связи со сложностью управления множеством объектов и их технического обслуживания, необходимостью постоянного поддержания баланса генерации и потребления, необходимостью наличия резервных мощностей.
В данном дипломном проекте будет рассматриваться установка на принимающем распределительном пункте ЗАОр «Народное предприятие Набережночелнинский картонно-бумажный комбинат им. С. П. Титова» генерирующих установок.
Сегодня основная часть электроэнергии вырабатывается централизовано, на больших электростанциях, которые имеют высокие энергетические показатели, но вынуждены поставлять энергию конечным пользователям на большие расстояния. Как следствие, образуются значительные потери полезной энергии. Множество стран в настоящее время активно используют концепцию распределенного производства и потребления энергоресурсов, смысл которого заключается в следующем: энергетическая система в основном состоит из генераторов электрического тока средней и малой мощности, расположенных непосредственно возле конечного энергопотребителя. Таким образом, практически отсутствует необходимость создания и обслуживания глобальной системы ее транспортирования. Пользователь самостоятельно осуществляет использование и обслуживание таких источников, использует полученную энергию для собственных нужд, и в случае ее излишка отдает в общую сеть, где электрическая энергия может использоваться другими потребителями. Применение модульной идеологии позволяет легко интегрировать в систему любые (как возобновляемые, так и не возобновляемые источники).
Кроме того обеспечивается более высокая надежность и качество электроэнергии, так как имеется два взаимонезависимых источника питания, особенно это актуально для высокоточных производств, на которых малейшая просадка напряжения или падение частоты приводят к многомилионным потерям.
В случае установки ГТУ на ЗАОр «Народное предприятие Набережночелнинский Картонно-Бумажный Комбинат им. Титова» не требуется существенного перевооружения РЗА на ПС 110 кВ КБК, так как уставки защит остаются практически неизменными, требуется лишь изменить уставки на устройствах МП защиты, установленных в ЗРУ-6 кВ. Так же требуется реализовать НЛЗШ для защиты шин 6 кВ. Для этого потребуется установка восьми терминалов Сириус-2В на вводные ячейки, двух терминалов Сириус-2С и Сириус-2МЛ на ячейки СВ.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
