Введение 9
1 Характеристика района электроснабжения 14
1.2 Характеристика подстанции №172 «Писковичи» 14
2 Технические расчеты 17
2.1 Расчет электрических нагрузок 17
2.2 Выбор мощности трансформаторов 19
2.3 Выбор и основание схемы электрических соединений
подстанции 20
2.4 Расчет токов короткого замыкания 24
2.4.1 Раздельная работа ШИН 110 и 10 кВ 26
2.4.2 Параллельная работа ШИН 110 и 10 кВ 32
2.5 Выбор коммутационной аппаратуры 39
2.5.1 Замена отделителей и короткозамыкателей на силовые
выключатели на высокой стороне трансформаторов 39
2.5.2 Замена выключатели на низкой стороне
трансформаторов 47
2.5.3 Замена вентильных разрядников на ограничители
перенапряжений 51
3 Расчет надежности главной электрических соединений
подстанции 52
3.1. Основные этапы расчета надежности аналитическим
методом 52
3.2. Расчёт надёжности главной схемы электрических
соединений подстанции до реконструкции 54
3.2.1 Вероятность отказа схемы в нормальном режиме 56
3.2.2 Относительные длительности нахождения схемы
подстанции в нормальном и ремонтных режимах 56
3.2.3 Условный недоотпуск электроэнергии с шин
подстанции 57
3.3 Расчёт надёжности главной схемы электрических соединений подстанции после реконструкции 57
3.3.1. Вероятность состояния отказа схемы подстанций в нормальном режиме 59
3.3.2 Относительные длительности нахождения схемы
подстанции в нормальном и ремонтных режимах 59
3.3.3 Условный недоотпуск электроэнергии с шин
подстанции 60
4 Охрана труда и экология 61
4.1 Защитное заземление на подстанции 61
4.2 Грозозащита на подстанции и защита от перенапряжений 67
4.3 Охрана труда при выполнении работ 69
на коммутационных аппаратах 69
4.4 Техника безопасности 72
4.4.1 Меры и средства защиты на подстанции 72
4.5 Масляное хозяйство подстанции 75
4.6 Мероприятия по защите окружающей среды 76
4.7 Основные требования пожарной безопасности 77
5 Организационно- экономическая часть 80
5.1. Сметно-финансовый расчет 80
5.2 Расчет численности персонала 83
5.3 Смета затрат на эксплуатацию 85
5.4 Себестоимость трансформации единицы электроэнергии 86
5.5 Определение экономического эффекта и срока
окупаемости 87
Заключение 90
Список используемой литературы 91
Приложение А 92
Электроэнергетика России сегодня - это единая энергетическая система, которая представляет собой постоянно развивающаяся комплекс, объединенный общим режимом работы и едином централизованным диспетчерским и автоматическим управлением. По своим масштабам единая энергетическая система России является крупнейшей в мире, а по мощности сопоставимая с западноевропейским энергетическим объединением.
Псковская энергосистема входящая, в состав СЭС Северо- запада, осуществляет централизованное электроснабжение потребителей на территории Псковской области.
Зарождение электроэнергетики на Псковской земле положили первые маломощные электростанции, которые появились в начале 1900-х годов. Первая крупная по тому времени электростанция мощностью 600 кВт была построена 1906 году в Пскове на месте существующие ныне Псковской ТЭЦ.
22 декабря 1920 года VIII Всероссийский съезд советов утвердил Ленинский план электрификации России. В 1927 году тогдашней Псковской губернии уже насчитывалось 42 электростанции мощностью 1727 кВт, из них 4 электростанции работали на сельскохозяйственные нужды.
Послевоенные годы, кроме восстановления и развития промышленности, уделяется большое внимание развитию сельского хозяйства. Для электрификации колхозов и совхозов области Правительством утверждается план строительство каскада гидроэлектростанций на реке Великой и её притоках. В соответствии с этим планом вводится в эксплуатацию следующие ГЭС:
• В 1957 году - Максютинская (мощностью 1520 кВт);
• В 1958 году - Поддубская (мощностью 220 кВт), Шильская (мощностью 1520 кВт);
• В 1960 году - Копылковская (мощностью 449 кВт);
• В 1961 году - Рубиловская (мощностью 1020 кВт).
Однако строительство маломощных гидро- тепло- дизельных электростанций не могло решить проблему полной электрификации области. Она стала возможной только с подключения потребителей к государственной энергосистеме. В 1958 году приказом МСХ РСФСР для управления развивающихся электрических сетей была создана Псковская областная эксплуатационная контора «Сельэлектро», реорганизованная в 1960 году в Псковское областное эксплуатационное управление «Сельэнерго». Основная задача, стоящая на этот период энергетиками области- обеспечить сплошную электрификацию сельского хозяйства- была успешно решена в 1970 году к 100-летию со дня рождения В.И. Ленина. Все колхозы и совхозы, все населённые пункты были подключены к единой электрической системе области.
Псковские электрические сети (ПЭС), входящие в Ленэнерго организованны в 1964 году. Зона обслуживания распространяется на 55,3 тыс. км территории Псковской области. Предприятие обслуживало электрические сети в более чем 9300 населенных пунктах, входящих в состав 184 колхозов и 161 совхозов. В состав ПЭС входили 12 районов электрических сетей.
В 1986 году они были выделены из состава Ленэнерго и преобразованы в Псковское районное энергетическое управление «Псковэнерго». На их базе в 1988 году была создана Псковская производственное объединение энергетики и электрификации «Псковэнерго», правопреемникам которого явилось созданное в 1993 году по указу Президента РФ № 922 от 14 августа 1992 года акционерное общество открытого типа (ныне открытое акционерное общество) «Псковэнерго».
Основными видами деятельности ОАО «Псковэнерго» являются:
• Обеспечение энергоснабжения потребителей, подключенных к сетям энергосистемы в соответствии с заключенными договорами;
• Реализация электрической и тепловой энергии по установленным тарифам, обеспечение своевременных расчетов с потребителями, на ФОРЭМ, и по абонентной плате РАО «ЕЭС России» и получение прибыли;
• Производство, передача и распределение электрической и тепловой энергии;
• Выполнение работ, определяющих условия параллельной работы в соответствии с режимами ЕЭС России в рамках договорных отношений;
• Обеспечение эксплуатации энергетического оборудования в соответствии с действующими нормативными требованиями, проведения своевременного и качественного ремонта энергетического оборудования, технического перевооружения и реконструкции энергетических объектов;
• Эксплуатация по договорам с собственниками энергетических объектов, не находящихся на балансе ОАО «Псковэнерго»;
• Ремонт, техническое перевооружения, и реконструкция и развитие региональной энергосистемы;
• Организация и проведение оборонных мероприятий по вопросам мобилизационной подготовки, гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и защиты сведений, составляющих государственную тайну, в соответствии с действующим законодательством.
ОАО «Псковэнерго» обслуживает более 8 тысяч населенных пунктов Псковской области с населением 820 тысяч человек. Общее количество потребителей энергосистемы, включая население, составляет почти 207 тыс. шт., количества договоров, заключённых с потребителями более 2,5 тыс. шт.
ОАО «Псковэнерго» Состоит из пяти филиалов электрических сетей. Это Северный ФЭС, Южный ФЭС, центральный ФЭС, Западный ФЭС и Восточный ФЭС.
Основной целью создания и деятельности Северного филиала электрических сетей является: обеспечение электрической энергией потребителей области с наименьшими материальными затратами и получение прибыли от хозяйственной деятельности.
В структуру филиала входят район электрических сетей:
• 1- й район электрических сетей Северного ФЭС (1- й РЭС Северного ФЭС), обслуживает Псковский район;
• 2- й район электрических сетей Северного ФЭС (2- й РЭС Северного ФЭС), обслуживает Псковский район и Палкинский район;
• 3- й район электрических сетей Северного ФЭС (3- й РЭС Северного ФЭС), обслуживает Стругокрасненский район и Плюсский район;
• 4- й район электрических сетей Северного ФЭС (4- й РЭС Северного ФЭС), обслуживает Гдовский район;
• Высоковольтный район электрических сетей Северного ФЭС (Высоковольтный РЭС Северного ФЭС).
Протяженность воздушных линий электропередачи в Псковской области напряжением 110 кВ составляет 2,45 тыс. км., 35 кВ- 1,77 тыс. км., 10- 6 кВ- 24,06 тыс. км., 0,4 кВ- 17,05 тыс. км. Кроме того, имеются кабельные линии в крупных городах г. Псков- 1121 км, г. Великие Луки- 309 км. Количество подстанций 110/10 кВ- 99 шт., 35/10 кВ- 70 шт., 10/0,4 кВ- 10989 шт.
С каждым годом всё острее становится одной из первоочередных проблем энергетики- проблемы надежности электрических станций, и подстанций, линий электропередачи, электрических сетей и систем.
Для повышения надежности на подстанциях выполняется замена морально и физически устаревшего оборудования на оборудование более современное и надежное, отвечающее требованиям совершенствования электрических сетей.
В данном дипломном проекте предлагается реконструкция подстанции №172 «Писковичи». Целью реконструкции подстанции является обновление оборудования главной схемы электрических соединений подстанции путем замены короткозамыкателей и отделителей на стороне ВН силовых трансформаторов на элегазовые выключатели, обладающие более быстрым временем включения и более эффективным устройством дугогашения, и установка секционного элегазового выключателя 110 кВ а также замена в ячейках КРУН маломасляных выключателей (выключателей на стороне НН силового трансформатора, секционного выключателя 10 кВ, выключателей нагрузки 10 кВ) на вакуумные выключатели, обладающие более эффективному устройством дугогашения и отвечающим требованиям совершенствования электрических сетей. Данные мероприятия позволяют увеличить надежность электроснабжения потребителей.
В рамках дипломного проекта была рассмотрена реконструкция подстанции №172 «Писковичи».
Принятые при выполнении проекта технические и организационно- экономические решения основаны технико-экономическими расчетами, которые учитывают требования «Правил устройства электроустановок», «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ», «Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок». В ходе реконструкции были решены следующие задачи: обновление оборудования главной схемы электрических соединений подстанции путем замены короткозамыкателей и отделителей на стороне ВН силовых трансформаторов на элегазовые выключатели, обладающие более быстрым временем включения и более эффективным устройством дугогашения, и установка секционного элегазового выключателя 110 кВ. А также замена в ячейках КРУН маломасляных выключателей (выключателей на стороне НН силового трансформатора, секционного выключателя 10 кВ, выключателя нагрузки 10 кВ) на вакуумные выключатели, обладающие более эффективным устройством дугогашения и отвечающим требованиям совершенствования электрических сетей. Данные мероприятия позволят увеличить надежность электроснабжения потребителей.
Подстанция надёжно и обеспечивает бесперебойность электроснабжения в соответствии с категорией надежности питаемых его потребителей.
Качество электроэнергии потребляемой потребителями питающегося от реконструированной подстанции отвечает требованиям ГОСТ 13109- 87 «Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего значения».
Рассмотрена техника безопасности при работах на подстанции. Проведена технико- экономическое обоснование реконструируемой подстанции, из чего следует вывод, что реконструкция может быть проведена в настоящее время. Реконструкция обеспечит стабильную работу подстанции.
Таким образом, подстанция обеспечивает комплексное централизованное электроснабжение всех потребителей, расположенных в зоне действия, независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности.
1. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей ВУЗов: Учебное пособие для студентов ВУЗов/ В. М. Блок, Г. К. Обущев, Л. Б. Паперно и др.: Под ред. В. М. Блок- М.: Высш. Школа, 1990- 383 с.
2. Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов.- 3- е изд., перераб.- М.: Энергия, 1987- 648 с.
3. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для ВУЗов. - 4- е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1989- 608 с.
4. Справочник по проектированию электросетей в сельской местности. Под ред. П. А. Краткова., В. И. Франгуляна.- М.: Энергия, 1980- 352 с.
5. Справочник по проектированию электроснабжения. Под ред. Круповича В. И., Барыбина Ю. Г.- М.: Энергия, 1980¬398 с.
6. Шабад М. А. Расчет РЗ и А распределительных сетей. Изд. 2- ое, перераб. и доп. Л.,«Энергия», 1976- 288 с.
7. Федоров А. А., Старков Л. Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Энергоатомиздат, 1987- 368 с.
8. Правила по охране труда при эксплуатации
электроустановок: Последние изменения внесены
приказом Минтруда России от 15.11.2018 г. № 704н.- М.: Действует в новой редакции с 25.01.2019 г.- 52 с.
9. Правила устройства элсктроустановок. ПУЭ-7-е изд.
10. ППБ 01-03 «Правила пожарной безопасности в Российской Федерации».
11. Кожевнико
ва. Экономика и управление энергетическим
предприятием.- М.: 2004.
12. Рыжов Е.
В. Методические рекомендации по разработке организационной и экономической частей дипломных проектов по тематике электроснабжение.- Псков: 2006