Модернизация ОРУ 220 кВ ПС Центральная Казанского энергорайона
|
Введение
Раздел 1. Аналитический обзор
1.1 Краткая характеристика модернизируемого объекта
1.2 Задачи модернизации подстанции
1.3 Умные технологии в электроснабжении
Раздел 2. Конструкторская часть
2.1 Проверка мощности силовых трансформаторов ПС
2.2 Выбор питающих линий на стороне ВН
2.3 Расчет мощности собственных нужд подстанции
2.4 Описание схемы ОРУ-220 кВ после модернизации
Раздел 3. Технологическая часть
3.1 Расчет токов короткого замыкания
3.2 Выбор электрооборудования на стороне ВН
3.3 Релейная защита линий на стороне ВН
3.3.1 Расчет МТЗ
3.3.2 Расчет токовой отсечки
3.4 Молниезащита линий электропередач ВН
Раздел 4. Спецвопрос. Жесткая ошиновка ОРУ-220 кВ
4.1 Назначение и конструкция жесткой ошиновки
4.2 Расчет жесткой ошиновки ОРУ-220 кВ
4.3 Монтаж ошиновки ОРУ-220 кВ
Заключение
Список литературы
Раздел 1. Аналитический обзор
1.1 Краткая характеристика модернизируемого объекта
1.2 Задачи модернизации подстанции
1.3 Умные технологии в электроснабжении
Раздел 2. Конструкторская часть
2.1 Проверка мощности силовых трансформаторов ПС
2.2 Выбор питающих линий на стороне ВН
2.3 Расчет мощности собственных нужд подстанции
2.4 Описание схемы ОРУ-220 кВ после модернизации
Раздел 3. Технологическая часть
3.1 Расчет токов короткого замыкания
3.2 Выбор электрооборудования на стороне ВН
3.3 Релейная защита линий на стороне ВН
3.3.1 Расчет МТЗ
3.3.2 Расчет токовой отсечки
3.4 Молниезащита линий электропередач ВН
Раздел 4. Спецвопрос. Жесткая ошиновка ОРУ-220 кВ
4.1 Назначение и конструкция жесткой ошиновки
4.2 Расчет жесткой ошиновки ОРУ-220 кВ
4.3 Монтаж ошиновки ОРУ-220 кВ
Заключение
Список литературы
В последние несколько лет значительно возросли объемы энергопотребления, а следовательно, и возрос спрос на энергоносители. Эта тенденция обусловлена различными жизненными объективными факторами, такими как бурное развитие промышленности, расширение жилищно-коммунальной инфраструктуры. Население, все активнее приобретает самую современную бытовую технику. Статистический анализ показателей энергопотребления в нашей стране показал, что за последние 15 лет мы значительно превысили исторический максимум. Мощности действующего на данный момент в нашей стране оборудования подстанций не позволяет в полном объеме обеспечивать потребности населения в электроэнергии, и нет возможности для наращивания и передачи дополнительных мощностей. Существующие мощности, закрытых центров питания, не позволяют присоединить к ним дополнительные нагрузки. По техническим причинам оборудование центров питания при определенных режимах работы не сможет выдержать повышенной нагрузки. Совершенно понятно, что выходом из сложившейся ситуации является - реконструкция подстанций и применение современных методов модернизации производства электроэнергии.
Для удовлетворения все возрастающего спроса населения на электроэнергию необходима реконструкция подстанций, либо надо возводить новые подстанции. Абсолютно ясно, что строительство новых подстанций дело трудное и затратное, ежели модернизация подстанции. К тому же очень сложно приобрести участки под строительство, так как города плотно застроены, а имеющиеся в наличии участки под застройку имеют баснословные расценки. Модернизация устаревших подстанций является с экономической точки зрения весьма выгодным вариантом.
Существует и другая, крайне весомая причина, говорящая в пользу осуществления реконструкции и модернизации подстанций - это моральное и физическое устаревание, катастрофический износ оборудования подстанций.
Эти факторы нельзя игнорировать, так как эксплуатация неисправного, ветхого и устаревшего оборудования повышает с каждым днем вероятность возникновения непредвиденных, а порой и аварийных ситуаций на подстанции, и как следствие - нарушение снабжения электроэнергией ее потребителей. Кроме того устаревшее оборудование требует серьезных затрат на поддержание его в нормальном, рабочем состоянии, и при эксплуатации устаревшего оборудования снижается коэффициент полезного действия, а проще говоря на входе получается значительно меньше энергии, чем могло бы получиться при эксплуатации современного, инновационного оборудования. Так что модернизация подстанций является на данный момент первостепенной необходимостью для энергоснабжающих и энергопотребляющих предприятий.
Модернизация подстанции позволит обеспечить:
• Гарантированное снабжение электроэнергией потребителей, в том числе и потребителей первой категории.
• Расширение диапазона возможностей для технологического подключения к электрическим носителям новых потребителей энергии.
• Комплексную автоматизацию с системами релейной автоматики и защиты.
• Коммерческий, качественный учет потребления электроэнергии.
• Мониторинг управления, состояния, диагностики оборудования.
• Эффективное внедрение передовых, инновационных решений соответствующих мировым стандартам.
• Применение линий из кабеля изолированного сшитым полиэтиленом, или с применением элегазовой изоляции.
• Снижение затрат на эксплуатацию оборудования.
• Безопасные и комфортные условия труда для персонала обслуживающего оборудование.
Для удовлетворения все возрастающего спроса населения на электроэнергию необходима реконструкция подстанций, либо надо возводить новые подстанции. Абсолютно ясно, что строительство новых подстанций дело трудное и затратное, ежели модернизация подстанции. К тому же очень сложно приобрести участки под строительство, так как города плотно застроены, а имеющиеся в наличии участки под застройку имеют баснословные расценки. Модернизация устаревших подстанций является с экономической точки зрения весьма выгодным вариантом.
Существует и другая, крайне весомая причина, говорящая в пользу осуществления реконструкции и модернизации подстанций - это моральное и физическое устаревание, катастрофический износ оборудования подстанций.
Эти факторы нельзя игнорировать, так как эксплуатация неисправного, ветхого и устаревшего оборудования повышает с каждым днем вероятность возникновения непредвиденных, а порой и аварийных ситуаций на подстанции, и как следствие - нарушение снабжения электроэнергией ее потребителей. Кроме того устаревшее оборудование требует серьезных затрат на поддержание его в нормальном, рабочем состоянии, и при эксплуатации устаревшего оборудования снижается коэффициент полезного действия, а проще говоря на входе получается значительно меньше энергии, чем могло бы получиться при эксплуатации современного, инновационного оборудования. Так что модернизация подстанций является на данный момент первостепенной необходимостью для энергоснабжающих и энергопотребляющих предприятий.
Модернизация подстанции позволит обеспечить:
• Гарантированное снабжение электроэнергией потребителей, в том числе и потребителей первой категории.
• Расширение диапазона возможностей для технологического подключения к электрическим носителям новых потребителей энергии.
• Комплексную автоматизацию с системами релейной автоматики и защиты.
• Коммерческий, качественный учет потребления электроэнергии.
• Мониторинг управления, состояния, диагностики оборудования.
• Эффективное внедрение передовых, инновационных решений соответствующих мировым стандартам.
• Применение линий из кабеля изолированного сшитым полиэтиленом, или с применением элегазовой изоляции.
• Снижение затрат на эксплуатацию оборудования.
• Безопасные и комфортные условия труда для персонала обслуживающего оборудование.
Целью выпускной работы являлось повышение надёжности электроснабжения Казанского района и получение дополнительного источника энергии для электроснабжения потребителей города Казани.
Подстанция Центральная состоит из ОРУ-220кВ, ОРУ-110 кВ, ЗРУ-10 кВ и двух автотрансформаторов мощностью 250МВА каждый. Проверкой загрузки автотрансформаторов по суточным графикам установлено, что автотрансформаторы замене не подлежат. Схема ОРУ-220 кВ - 13Н - две рабочие и обходная система шин. Такая схема применяется при 5 и более присоединениях, повышенных требованиях к сохранению в работе присоединений, и при наличии присоединений, не допускающих даже кратковременную потерю напряжения при плановом выводе выключателей из работы. Схема имела до модернизации 4 присоединения: две высоковольтные линии от подстанции Киндери с разных секций шин и два силовых автотрансформатора.
В результате модернизации на подстанции Центральная в ОРУ-220 кВ добавилось 4 высоковольтные линии от двух подстанций: ПС Щёлоково 500 кВ и ПС Магистральная 220 кВ. ВЛ 220 кВ подключаются к разным системам шин. Между рабочими шинами в ОРУ-220 кВ установлен АВР, в котором и линейный разъединитель и секционный выключатель находятся в нормальном режиме во включенном состоянии. Такое состояние шинного выключателя повышает надежность схемы, так как при коротком замыкании на шинах, шинный секционный выключатель выключается и соответственно отключается только половина присоединений. Если повреждение на сборных шинах устойчиво, то отключившиеся присоединения переводятся на неповрежденную систему шин. Система с двумя рабочими и одной обходной шинами имеет большую ремонтопригодность и дает возможность ревизии любой системы шин и любого выключателя без перерыва электроснабжения, а так же позволяет группировать присоединения произвольным образом.
После модернизации во вновь установленных ЛЭП применено современное электрооборудование: воздушные выключатели 220 кВ, поворотные разъединители и нелинейные ограничители перенапряжения.
В конструкторской части проекта определено сечение ЛЭП 220 кВ и выбраны провода марки АС- сталеалюминиевые сечения 240 и 400 мм2. Для защиты линий установлена тросовая защита. Высота молниеприёмника составляет 30метров, высота подвеса троса 16,5 метров и расчетная ширина зоны защиты составила 10,5 метров при расстоянии между фазами 4 метра.
В проекте рассчитаны собственные нужды подстанции: расход энергии на освещение, вентиляцию и отопление ЗРУ-10, электроприводы выключателей и разъединителей и прочие нужды. В результате расчета СН выбраны два герметичных трансформатора типа ТМГ мощностью по 160 кВА каждый. Загрузка трансформаторов не превышает 70%. В качестве оперативного тока выбирается - переменный ток 380/220 В. Схема питания трансформатора собственных нужд - отпайкой с низкой стороны силового автотрансформатора. ТСН питает рабочую шину щита собственных нужд, разделённую на две секции. Между секциями обязательно установлен АВР, в нормальном режиме отключенный.
В технологической части проекта выполнен расчет токов короткого замыкания и выбрано коммутационное и измерительное электрооборудование. Для защиты высоковольтных линий определены токи уставок релейной защиты. Рассчитаны защиты: максимальная токовая защита и токовая отсечка.
В качестве спецвопроса рассчитана жесткая ошиновка ОРУ-220 кВ. Жесткая ошиновка по сравнению с гибкой ошиновкой позволяет снизить металлоемкость распределительного устройства на 30-50%, расход железобетона на 10-20%, объем строительно-монтажных работ и трудозатрат до 25%. Распределительные устройства с жесткой ошиновкой не требуют строительства порталов, располагаются невысоко от земли, удобны для сборки и профилактических осмотров.
Подстанция Центральная состоит из ОРУ-220кВ, ОРУ-110 кВ, ЗРУ-10 кВ и двух автотрансформаторов мощностью 250МВА каждый. Проверкой загрузки автотрансформаторов по суточным графикам установлено, что автотрансформаторы замене не подлежат. Схема ОРУ-220 кВ - 13Н - две рабочие и обходная система шин. Такая схема применяется при 5 и более присоединениях, повышенных требованиях к сохранению в работе присоединений, и при наличии присоединений, не допускающих даже кратковременную потерю напряжения при плановом выводе выключателей из работы. Схема имела до модернизации 4 присоединения: две высоковольтные линии от подстанции Киндери с разных секций шин и два силовых автотрансформатора.
В результате модернизации на подстанции Центральная в ОРУ-220 кВ добавилось 4 высоковольтные линии от двух подстанций: ПС Щёлоково 500 кВ и ПС Магистральная 220 кВ. ВЛ 220 кВ подключаются к разным системам шин. Между рабочими шинами в ОРУ-220 кВ установлен АВР, в котором и линейный разъединитель и секционный выключатель находятся в нормальном режиме во включенном состоянии. Такое состояние шинного выключателя повышает надежность схемы, так как при коротком замыкании на шинах, шинный секционный выключатель выключается и соответственно отключается только половина присоединений. Если повреждение на сборных шинах устойчиво, то отключившиеся присоединения переводятся на неповрежденную систему шин. Система с двумя рабочими и одной обходной шинами имеет большую ремонтопригодность и дает возможность ревизии любой системы шин и любого выключателя без перерыва электроснабжения, а так же позволяет группировать присоединения произвольным образом.
После модернизации во вновь установленных ЛЭП применено современное электрооборудование: воздушные выключатели 220 кВ, поворотные разъединители и нелинейные ограничители перенапряжения.
В конструкторской части проекта определено сечение ЛЭП 220 кВ и выбраны провода марки АС- сталеалюминиевые сечения 240 и 400 мм2. Для защиты линий установлена тросовая защита. Высота молниеприёмника составляет 30метров, высота подвеса троса 16,5 метров и расчетная ширина зоны защиты составила 10,5 метров при расстоянии между фазами 4 метра.
В проекте рассчитаны собственные нужды подстанции: расход энергии на освещение, вентиляцию и отопление ЗРУ-10, электроприводы выключателей и разъединителей и прочие нужды. В результате расчета СН выбраны два герметичных трансформатора типа ТМГ мощностью по 160 кВА каждый. Загрузка трансформаторов не превышает 70%. В качестве оперативного тока выбирается - переменный ток 380/220 В. Схема питания трансформатора собственных нужд - отпайкой с низкой стороны силового автотрансформатора. ТСН питает рабочую шину щита собственных нужд, разделённую на две секции. Между секциями обязательно установлен АВР, в нормальном режиме отключенный.
В технологической части проекта выполнен расчет токов короткого замыкания и выбрано коммутационное и измерительное электрооборудование. Для защиты высоковольтных линий определены токи уставок релейной защиты. Рассчитаны защиты: максимальная токовая защита и токовая отсечка.
В качестве спецвопроса рассчитана жесткая ошиновка ОРУ-220 кВ. Жесткая ошиновка по сравнению с гибкой ошиновкой позволяет снизить металлоемкость распределительного устройства на 30-50%, расход железобетона на 10-20%, объем строительно-монтажных работ и трудозатрат до 25%. Распределительные устройства с жесткой ошиновкой не требуют строительства порталов, располагаются невысоко от земли, удобны для сборки и профилактических осмотров.