Содержание
Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 7
1.1 Характеристика электроснабжения Нижнекамского энергорайона 8
1.2 Мероприятия по повышении надёжности электроснабжения
предприятий ОАО «ТАИФ-НК» 12
1.3 Требования к проектируемым подстанциям 14
1.4 Общие требования к установке здания ОПУ 16
Раздел 2. Конструкторская часть 19
2.1 Баланс мощностей схемы внешнего электроснабжения по сети 110 кВ 20
2.2 Выбор компенсирующих установок 22
2.3 Выбор сечений линий ВЛ 110 кВ 25
2.4 Составление принципиальной схемы внешнего электроснабжения 27
2.5 Расчет режима максимальных нагрузок 29
2.6 Регулирование напряжения на подстанциях в режиме максимальных нагрузок 37
2.7 Расчет режима сети после аварии 40
Раздел 3. Технологическая часть 44
3.1 Расчет токов короткого замыкания на ПС№4 ТАИФ-НК 45
3.2 Выбор электрических аппаратов и измерительных приборов на стороне 110 кВ 47
3.3 Выбор электрических аппаратов и измерительных приборов на стороне 10 кВ 51
3.4 Релейная защита трансформатора 110/(6-10) кВ 53
3.5 Молниезащита питающих линий ПС ТАИФ-НК 57
Раздел 4. Спецвопрос. Освещение и заземление операторного пункта
управления подстанции ТАИФ-НК
4.1 Расчет освещения ОПУ подстанции ТАИФ-НК 61
4.2 Заземление ОПУ 65
Заключение 71
Список литературы 73
В настоящее время темпы развития экономики выявляют основные проблемы развития мирового энергетического комплекса. Происходит постепенное завершение эры углеводородов, основные причины этого — дороговизна энергии, превышение темпов роста потребления электроэнергии над темпами ее выработки и постепенное исчерпание природных ресурсов. Основные проблемы энергетической отрасли Республики Татарстан следующие:
— значительный физический и моральный износ основных производственных фондов: физический износ достигает 52,8%. Рост износа основных фондов в период с 1990 г. составил 8,9%. Такая ситуация объясняется недостаточной инвестиционной привлекательностью энергетики, необходимостью значительных капитальных вложений, высокими сроками окупаемости мероприятий по модернизации предприятий энергосистемы. Вместе с тем уровень потерь в сетях ОАО «Татэнерго» составляет 9,7%, 19,1% — в сетях, переданных ГУП РПО «Таткоммунэнерго» ОАО «Татэлектросеть», и 18,7% — в сетях, передаваемых ГУП РПО «Татсельжилкомхоз». Несмотря на то, что уровень потерь в сетях ОАО «Татэнерго» является одним из самых низких в стране, указанное значение выше по сравнению со значениями сетевых потерь в промышленно развитых странах мира (4-5%). Кроме того, доля потерь по сравнению с 1991 г. выросла на 18,4%;
— ориентация энергосистемы на один вид топлива (природный газ). Объем потребления топлива предприятиями энергосистемы составил в 2005 г. 10,6 млн.т.у.т., из них доля газа — 99,5%. Ситуация осложняется зависимостью потребителей от поставок газа из -за пределов республики. Политика ОАО «Газпром» направлена на неуклонное снижение поставок газа по регулируемым ценам и рост цен на газ в перспективе.
Организационные мероприятия по повышению эффективности функционирования энергосистемы должны включать в себя следующее:
1. Разграничение полномочий и ответственности в сфере регулирования энергетического сектора между органами исполнительной власти Российской Федерации, Республики Татарстан и органами местного самоуправления для достижения баланса интересов на законодательном уровне органов государственной власти, органов местного самоуправления, предприятий энергетической отрасли и потребителей энергоресурсов.
2. Усилить ответственность предприятий тепловых сетей ОАО «Татэнерго» и муниципальных тепловых сетей за надежное теплоснабжение конечных потребителей.
3. Разработать организационно-правовые и экономические механизмы создания новых генеральных планов энергоснабжения городов с учетом оптимальной структуры энергоресурсов и других факторов.
4. Создание условий для повышения инвестиционной привлекательности энергетической отрасли, привлечения частных инвестиций, возможно, с использованием государственных гарантий.
5. Снижение потерь при передаче и распределении электро - и теплоэнергии. В настоящее время уровень потерь электроэнергии составляет 9,7%, в то время как в развитых странах данная величина не превышает 4-5%. Снижение потерь до мирового уровня должно стать одной из главных задач для предприятий электрических и тепловых сетей.
6. Снижение затрат электрической энергии на собственные нужды энергосистемы с использованием комплекса организационных и технических мероприятий.
7. При проектировании строительства и реконструкции городов, сельских поселений и жилых микрорайонов проработка основных вопросов перспективного развития систем электро- и теплоснабжения на расчетный срок, выполнение расчетов электрических и тепловых нагрузок, формирование баланса с учетом минимизации потерь в электрических и тепловых сетях.
Целью выпускной работы являлось получение дополнительного независимого источника энергии для ОАО «ТАИФ-НК».
Нижнекамский энергорайон является дефицитным. Основными потребителями электроэнергии Нижнекамского энергорайона являются предприятия промышленности, в том числе нефтехимической, нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, автомобилестроения, сельского хозяйства и коммунально-бытового сектора.
В настоящее время предприятия «Нижнекамскнефтехим» запитываются от подстанции НКНХ 110 кВ. Эта подстанция получает питание с двух сторон: от ПС Нижнекамская 220 кВ и от Нижнекамской ТЭЦ-1. Мощность подстанции составляет 2х40 МВА.
В связи с ежегодным наращиванием темпов развития производства и, как следствие, увеличением потребления электрической энергии и мощности потребителями предприятие ОАО «ТАИФ-НК» нуждается в увеличении энергетических мощностей. Принято решение о строительстве дополнительной подстанции ТАИФ-НК, мощностью 2х25 МВА. Подстанция ТАИФ -НК получает питание от подстанций 220 кВ Нижнекамской и Бегишево. Дополнительно подстанции 220 кВ соединили по сети 110 кВ. Подстанция Нижнекамская ТЭЦ-1 получит дополнительный переток мощности от ПС ТАИФ-НК.
В конструкторской части проекта выполнен расчет перетоков мощностей в двух режимах: максимальной нагрузки и послеаварийном режиме при обрыве наиболее загруженной линии. На подстанциях выполнен расчет компенсирующих установок, которые повысят коэффициент мощности до оптимального 0,95. Выполнен расчет сечения высоковольтных проводов марки АС - сталеалюминиевых. На всех подстанциях проведён расчет ступеней регулирования напряжения для режима максимальных нагрузок и послеаварийного режима. В результате расчетов составлена схема замещения сети внешнего электроснабжения ОАО ТАИФ-НК.
В проекте выполнен расчет токов короткого замыкания для подстанции ТАИФ-НК, и выбрано современное коммутационное и измерительное электрооборудование. Для силовых трансформаторов подстанции определены токи уставок релейной защиты: МТЗ, токовой отсечки, защиты от перегрузки, от замыканий на землю и газовая защита.
В качестве спецвопроса выполнен расчет освещения и заземления ОПУ подстанции ТАИФ-НК.
Расчет освещения ОПУ выполнен люминесцентными светильниками типа ЛПП-2х36 Slim-CSVT в количестве 4 штук, подвешенными на высоте 3,5 метров.
Также рассчитано контурное заземление ОПУ. Заземление выполнено 8 -ю вертикальными стержнями диаметром 16 мм и длиной 5 м и горизонтальной полосой 4х40 мм, проложенной на глубине 0,7 м. Общее сопротивление заземления не превышает 4-х Ом согласно ПУЭ.
1. http://www.proektant.org/arh/948.html- Расчет и проектирование схем электроснабжения
2. http://snipov.net/c_4652_snip_105669.html- РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования.
3. http://booksee.org/book/637127 - Справочник по проектированию электроэнергетических систем./Под ред. С.С.Рокотяна и И.М.Шапиро. Третье издание переработанное и дополненное. М.:Энергоатомиздат.
4. http://rudocs.exdat.com/docs/index-99190.htmPpageM2 - Основные положения по проектированию подстанций
5. http://booksee.org/book/637127 - Идельчик В.И. Электрические системы и сети. М.: Энергоатомиздат.
6. http://booksee.org/book/637127- Шалыт Г.М. Определение мест повреждения линий электропередачи импульсными методами. М.: Энергия.
7. Патент US 6597180 и патент РФ 2475768. Способ определения расстояния до места повреждения на линии электропередачи.
8. https://www.twirpx.com/file/2403798/- Электрические системы. Электрические сети: Учеб. для энерг. спец. вузов/ В.А.Веников, А.А.Глазунов, Л.А.Жуков и др.; Под ред. В.А.Веникова. Изд. 2-е переработанное и дополненное. М.: Высш.шк.
9. https://www.twirpx.com/file/9401/-Электротехнический справочник/Под ред. В.Г.Герасимова, П.Г.Грудинского, В.А.Лабунцова и др. 7-е издание. Том 3. Кн.1. М.:Энергоатомиздат.
10. https://www.elec.ru/library/direction/pue.html- Правила устройства электроустановок/Минэнерго СССР. 7-е изд. М.: Энергоатомиздат.
11. https://www.twirpx.com/file/163641/- Л.А.Солдаткина «Электрические сети и системы». Издательство «Энергия».
12. https://www.twirpx.com/file/163641/- Электрические системы. Т2.
Электрические сети/ Под ред. В.А. Веникова. М.: Высшая школа.
13. https://www.twirpx.com/file/109854/ - Рожкова Л.Д., Козулин В.С.
“Электрооборудование станций и подстанций”, М: «Энергия».
14. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. “Электрическая часть станций и подстанций.” Минэнергоиздат 2009 г.
15. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения.М: Высшая школа, 2007г.
16. Экономика промышленности : Учеб. Пособие для вузов. В 3-х т. Т.2. Экономика и управление объектами. Кн.1. Общие вопросы экономики и управления/А.И. Барановский, Н.Н. Кожевников, Н.В. Пирадоваи др.: Под ред. А.И. Барановского, Н.Н. Кожевникова, Н.В. Пирадовой. М.: Издательство МЭИ, 2012.
17. Передача и распределение электрической энергии: Учебное
пособие/А.А.Г ерасименко, В.Т. Федин. -Ростов-н/Д.: Феникс; Красноярск:
Издательские проекты, 2013.-720 с. (Серия «Высшее образование»).
18. Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок: ПОТ РМ-016-2001 РД 153-34.0-03.150-00.
19. Охрана труда в машиностроении / Под ред Б.Я.Юдина, С.В. Белова - М. Машиностроение, 2013.
20. Новиков Ю.В. “Охрана окружающей среды”. Учебное пособие для техникумов. Высшая школа, 2009 г.
21. Зуев Э.Н. Технико-экономические основы проектирования электрических сетей. М.: Моск.энерг.институт, 2014.