Введение
Раздел 1. Аналитический обзор
1.1 Анализ существующей схемы электроснабжения подстанции
1.2 Задачи реконструкции
1.3 Проблемы эксплуатации высоковольтных вводов
1.4 Контроль изоляции герметичных высоковольтных вводов
Раздел 2. Конструкторская часть
2.1 Расчет мощности силовых трансформаторов
2.2 Выбор питающих линий
2.3 Выбор сечения отходящих линий
2.4 Описание схемы электроснабжения подстанции после реконструкции
Раздел 3. Технологическая часть
3.1 Расчет токов короткого замыкания
3.2 Выбор электрооборудования
3.3 Расчет собственных нужд и выбор ТСН
3.4 Заземление ЗРУ-10 кВ
Раздел 4. Спецвопрос. Релейная защита трансформаторов
4.1 Токовая защита трансформаторов
4.2 Релейная защита отходящих линий
4.2.1 Расчет МТЗ
4.2.2 Расчет токовой отсечки
Заключение
Список литературы
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
В настоящее время на фоне экономического подъема наблюдается неизменный рост потребления энергоресурсов современным обществом, бизнесом, производством. Рост крупных городов также ведет к увеличению потребления электроэнергии и, как следствие этих факторов, - к ее дефициту. Основными этапами решения этой проблемы является следующее:
- наращивание генерирущих мощностей;
- наращивание мощностей распределительных электрических сетей (в том числе проектирование подстанций);
- сооружение новых и реконструкция устаревших электрических сетей и подстанций.
Возросшие объемы энергопотребления, физический и моральный износ используемого оборудования приводит к необходимости проведения такого вида работ, как реконструкция подстанций. Строительство новых объектов представляет собой более сложный и затратный процесс, поэтому работы по реконструкции являются основным выходом из сложившейся ситуации. С экономической точки зрения это наиболее оптимальное решение.
Ключевая причина, по которой может потребоваться реконструкция подстанций - физическое и моральное устаревание, а также чрезмерный износ оборудования, используемого на подстанциях. Нельзя игнорировать эти факторы, так как в процессе эксплуатации устаревшего, ветхого и неисправного оборудования с каждым днем повышается вероятность того, что возникнут непредвиденные либо аварийные ситуации на подстанции, из-за чего потребители окажутся без энергоснабжения в любой момент.
Помимо этого для поддержания устаревшего оборудования в рабочем состоянии требуется вкладывать много средств, при этом его коэффициент полезного действия снижается с каждым годом и возрастает количество аварийных ситуаций. Это может привести к серьезным последствиям и убыткам для потребителей энергии. Именно поэтому реконструкция подстанций является на данный момент необходимостью для многих предприятий электросетевого комплекса.
Посредством реконструкции удается добиться:
• расширения диапазона возможностей для технологического подключения новых энергопотребителей;
• повышения пропускной способности подстанции;
• увеличения мощности подстанции;
• обеспечения высокой надежности;
• внедрения инновационных современных решений, которые соответствуют мировым стандартам.
Целью выпускной работы являлось снижение затрат на обслуживание электрооборудования, повышение качества передаваемой электроэнергии и надёжности электроснабжения.
Подстанция «Мамадыш» по территориальному расположению относится к филиалу ОАО «Сетевые компании» Елабужские электрические сети. Подстанция «Мамадыш» является проходной. Высокое напряжение к подстанции подводится по двум ВЛ-110 кВ: Костенеево и Кирмени.
ВЛ 110 кВ Костенеево - Мамадыш подведена к 1 секции рабочей шины, ВЛ 110 кВ Кирмени - Мамадыш ко 2-ой секции. От 2-ой секции отходит ВЛ 110 кВ Мамадыш - Юкачи. Таким образом, на высокой стороне имеем три высоковольтных присоединения.
К каждой секции рабочей шины подключены силовые трансформаторы типа ТРДН-25000/110 с расщеплённой вторичной обмоткой и регулированием под нагрузкой. К 1-ой секции рабочей шины подключается трансформатор Т-1. Ко 2-ой секции рабочей шины подключен трёхфазный трансформатор Т-2. Силовые трансформаторы подключаются к рабочей шине через элегазовый выключатель и блок поворотных разъединителей.
Схема включения открытого распределительного устройства ОРУ-110 кВ - одна рабочая и обходная система шин. Рабочая шина секционирована на две секции и соединяется с помощью секционного выключателя и шинного разъединителя.
Система шин ОРУ-110 кВ выполнена из алюминиевых шин, укрепленных на жесткой ошиновке.
Для защиты от перенапряжений в ОРУ-110 кВ, возникающих от внешних или внутренних коммутаций, используются нелинейные ограничители перенапряжений ОПН-110 и ОПНН-110 в нейтрали силового трансформатора.
Дополнительно в закрытом распределительном устройстве ЗРУ-10 кВ установлены шкафы типа «Волга». Во всех отходящих линиях распределительных устройств установлены выкатные вакуумные выключатели фирмы Таврида Электрик. Все ограничители перенапряжения ОПН-10 также этой фирмы.
Для обеспечения собственных нужд подстанции установлены два ТСН типа ТСЗ-250/10 - сухие в защитном кожухе трансформаторы напряжением 10/0,4 кВ. ТСН присоединяются на ответвлении между выводами низших обмоток силовых трансформаторов и вводными выключателями на шины 10 кВ. Такое соединение выполнено вследствие применения на ПС переменного оперативного тока. Секции шин 0,4 кВ секционированы автоматическим выключателем с устройством АВР-0,4 кВ, потребители собственных нужд подключаются от щита собственных нужд СН, запитываемого от каждого трансформатора отдельно. Сеть собственных нужд имеет напряжение 380/220 В с заземленной нейтралью.
Для питания цепей управления коммутационных аппаратов, релейной защиты, автоматики и сигнализации установлены источники комбинированного питания серии БПТ и БПН, подключенные к панели собственных нужд.
В процессе реконструкции переоборудовано закрытое распределительное устройство ЗРУ-10 кВ, дополнительно установлены распределительные шкафы. В пояснительной записке выполнен расчет заземления ЗРУ-10. Заземление выполнено по контуру стальной полосой 4х40 мм с вертикальными стержнями диаметром 16 мм, длиной 5 м. Общее сопротивление заземления не превышает 4 Ом, что соответствует требованиям ПУЭ.
В технологической части проекта выполнен расчет токов короткого замыкания, по результатам расчетов токов кз выбрано защитное электрооборудование.
В качестве спецвопроса для силовых двухобмоточных трансформаторов с расщеплёнными вторичными обмотками выполнена релейная защита, коэффициент чувствительности удовлетворяет требованиям ПУЭ.
1. В. М. Левин, ГОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет». Особенности эксплуатации и диагностирования силовых трансформаторов в распределительных сетях нефтепромыслов.// Трансформаторы: эксплуатация, диагностирование, ремонт с продлением срока службы: материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию Виктора Соколова/под ред. А. Г. Овсянникова, В. Н. Осотова. - Екатеринбург: Издательский дом «Автограф», 2010. - 232 с.
2. Славинский А.З., Устинов В.Н. Диагностика и ремонт высоковольтных вводов// Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Вып. 30: Методические основы и практический опыт инфракрасного термографического обследования энергетического оборудования, зданий и сооружений. Современные проблемы производства, эксплуатации и ремонта трансформаторного оборудования/Под ред. А.И. Таджибаева. - СПб.:ПЭИПК, 2011. - 444 с.
3. Славинский А.З., Кассихин С.Д., Никитин Ю.В., Сипилкин К.Г., Устинов В.Н. Новые разработки и перспективные программы ЗАО «Мосизолятор»// Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Вып. 30: Методические основы и практический опыт инфракрасного термографического обследования энергетического оборудования, зданий и сооружений. Современные проблемы производства, эксплуатации и ремонта трансформаторного оборудования/Под ред. А.И. Таджибаева. - СПб.:ПЭИПК, 2010. - 444 с.
4. Кассихин С. Д., Сипилкин К. Г., Славинский А. З., Устинов В. Н., Завод «Изолятор», Пинталь Ю. С., Верещагин М. Б., ГОУ ВПО «Московский энергетический институт (ТУ)». Оценка эффективности и целесообразности диагностики высоковольтных вводов на основе опыта эксплуатации// Трансформаторы: эксплуатация, диагностирование, ремонт о продление срока службы: материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию Виктора
Соколова/под ред. А. Г. Овсянникова, В. Н. Осотова. - Екатеринбург: Издательский дом «Автограф», 2010. - 232 с.
5. http://www.proektant.org/arh/948.html - Расчет и проектирование схем
электроснабжения
6. 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.
7. Артёмов А.И. "Цеховые трансформаторные подстанции". М: Моск. энерг. инст., 2012г.
8. http: //www.vsoyuz.com/ru/inzhiniring/rekonstrukcij a-podstancii.htm -
Реконструкция подстанций
9. http://energybk.ucoz.ru/publ/34-1-0-33 - Справочник по проектировани
электроснабжения. Под ред. Барыбина .Г. и др.
10. http://www.electrolibrary.info/books/raschetes.htm - Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения: Справочные материалы по электрооборудованию: Учеб. пособие / Том. политехн. ун-т. - Томск, 2005. - 168 с.
11. http://project-energy-ken.ru/literatura/ - Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ. Рокотян
12. http://project-energy-ken.ru/literatura/ - Справочник по проектированию электроэнергетических систем. Ершевич
13. http://project-energy-ken.ru/literatura/ - Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник. Белоруссов
14. http://project-energy-ken.ru/literatura/ - Электрические аппараты. Справочник. Алиев
15. http://project-energy-ken.ru/literatura/ - Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Том 1. Федоров
16. http://project-energy-ken.ru/literatura/ -Справочник по строительству и реконструкции ЛЭП 0,4 -750 кВ.2007г. Гологорский
17. http://project-energy-ken.ru/literatura/ - Справочник по проектированию электроснабжения. Под ред. В.И.Круповича.1980
18. http://project-energy-ken.ru/literatura/ - Справочник по проектированию
электроснабжения.Т ищенко
19. http://project-energy-ken.ru/literatura/ - Справочник по проектированию
электрических сетей. Файбисович.
20. http://docamix.ru/load/45-1-0-188 - Правила устройства электроустановок. Седьмое издание.