Электрооборудование и электроснабжение системы собственных нужд понижающей подстанции Нижнекамской Г1И1-1
|
Введение
Раздел 1. Аналитический обзор
1.1 Характеристика системы электроснабжения Нижнекамской ПП1-1
1.3 Источники оперативного тока на ПС 110 кВ
1.4 Защита ТСН высоковольтными предохранителями
Раздел 2. Конструкторская часть
2.1 Выбор электродвигателей для привода вентиляторов
2.2 Расчет осветительной нагрузки ПС
2.3 Расчет собственных нужд подстанции
2.4 Расчет распределительной сети СН
2.5 Заземление системы собственных нужд
Раздел 3. Технологическая часть
3.1 Расчет токов короткого замыкания
3.2 Выбор электрооборудования
3.3 Релейная защита трансформаторов СН
Раздел 4. Спецвопрос. Блок управления АВР
4.1 Назначение и разновидности бесперебойных источников питания
4.2 Разработка структурной схемы блока управления АВР
Заключение
Список литературы
Раздел 1. Аналитический обзор
1.1 Характеристика системы электроснабжения Нижнекамской ПП1-1
1.3 Источники оперативного тока на ПС 110 кВ
1.4 Защита ТСН высоковольтными предохранителями
Раздел 2. Конструкторская часть
2.1 Выбор электродвигателей для привода вентиляторов
2.2 Расчет осветительной нагрузки ПС
2.3 Расчет собственных нужд подстанции
2.4 Расчет распределительной сети СН
2.5 Заземление системы собственных нужд
Раздел 3. Технологическая часть
3.1 Расчет токов короткого замыкания
3.2 Выбор электрооборудования
3.3 Релейная защита трансформаторов СН
Раздел 4. Спецвопрос. Блок управления АВР
4.1 Назначение и разновидности бесперебойных источников питания
4.2 Разработка структурной схемы блока управления АВР
Заключение
Список литературы
Огромную роль в системах электроснабжения промышленных предприятий играют электрические подстанции.
Электрические подстанции - электроустановки, предназначенные для преобразования и распределения электроэнергии. Надежность - это свойство установки, участка электрической сети или энергосистемы в целом обеспечивать бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергией достойного качества. Повреждение электрооборудования в любой части схемы по возможности не должно нарушать электроснабжение. Надежность схемы должна соответствовать характеру потребителей, получающих питание от данной электроустановки.
В настоящее время в нашей стране придается большое значение надежности системы электроснабжения электроустановок. Городская подстанция является неотъемлемым элементом системы в целом и все технические решения по схемам, расстановке и параметрам основного электрооборудования должны решаться комплексно со схемой развития энергосистемы.
Надежность функционирования подстанции обеспечивается системой собственных нужд подстанции, которая обеспечивает питание ее технологического оборудования, включая устройства релейной защиты и противоаварийной автоматики, выпрямительно-зарядные устройства аккумуляторной батареи, устройства обогрева оборудования, а также систем жизнедеятельности обслуживающего персонала, связи и освещения. Надежность системы электроснабжения собственных нужд подстанций определяет надежность работы подстанции в целом, а значит и надежность электроснабжения потребителей.
В соответствии с ГОСТ 24291-90 система собственных нужд подстанции - это совокупность вспомогательных устройств и относящейся к ним электрической части, обеспечивающей работу подстанции. Потеря системы собственных нужд ведет к погашению подстанции в целом и серьезным проблемам при попытках ввода ее в работу. Поэтому актуальна разработка новых, более совершенных решений по питанию собственных нужд подстанций.
Целью данного дипломного проекта является выбор электрооборудования и разработка надежной системы электроснабжения собственных нужд подстанции. Это необходимо для обеспечения нормального питания потребителей подстанции, повышения надежности электроснабжения, экономичности передачи электроэнергии потребителям, обеспечения резервирования и зашиты элементов электрической сети.
Повышение технического уровня принимаемых решений достигается: за счет надежных и экономичных схем электроснабжения подстанций, прогрессивных способов канализации электроэнергии, компенсации реактивной мощности, автоматизации учета электроэнергии.
Электрические подстанции - электроустановки, предназначенные для преобразования и распределения электроэнергии. Надежность - это свойство установки, участка электрической сети или энергосистемы в целом обеспечивать бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергией достойного качества. Повреждение электрооборудования в любой части схемы по возможности не должно нарушать электроснабжение. Надежность схемы должна соответствовать характеру потребителей, получающих питание от данной электроустановки.
В настоящее время в нашей стране придается большое значение надежности системы электроснабжения электроустановок. Городская подстанция является неотъемлемым элементом системы в целом и все технические решения по схемам, расстановке и параметрам основного электрооборудования должны решаться комплексно со схемой развития энергосистемы.
Надежность функционирования подстанции обеспечивается системой собственных нужд подстанции, которая обеспечивает питание ее технологического оборудования, включая устройства релейной защиты и противоаварийной автоматики, выпрямительно-зарядные устройства аккумуляторной батареи, устройства обогрева оборудования, а также систем жизнедеятельности обслуживающего персонала, связи и освещения. Надежность системы электроснабжения собственных нужд подстанций определяет надежность работы подстанции в целом, а значит и надежность электроснабжения потребителей.
В соответствии с ГОСТ 24291-90 система собственных нужд подстанции - это совокупность вспомогательных устройств и относящейся к ним электрической части, обеспечивающей работу подстанции. Потеря системы собственных нужд ведет к погашению подстанции в целом и серьезным проблемам при попытках ввода ее в работу. Поэтому актуальна разработка новых, более совершенных решений по питанию собственных нужд подстанций.
Целью данного дипломного проекта является выбор электрооборудования и разработка надежной системы электроснабжения собственных нужд подстанции. Это необходимо для обеспечения нормального питания потребителей подстанции, повышения надежности электроснабжения, экономичности передачи электроэнергии потребителям, обеспечения резервирования и зашиты элементов электрической сети.
Повышение технического уровня принимаемых решений достигается: за счет надежных и экономичных схем электроснабжения подстанций, прогрессивных способов канализации электроэнергии, компенсации реактивной мощности, автоматизации учета электроэнергии.
Целью выпускной работы являлось обеспечение электроэнергией электрооборудования собственных нужд понижающей подстанции Нижнекамской ГПП-1.
Рассматриваемая подстанция подключена к энергосистеме посредством воздушных линии электропередач напряжением 110 кВ. Она предназначена для питания городской сети и теплосети. Напряжение на вводы трансформаторов подается по двум взаиморезервируемым линиям, такая схема позволяет производить поочередный ремонт выключателей без отключения потребителей.
На подстанции установлены: два трёхобмоточных трансформатора - ТДТН-16000/110 с напряжениями 110, 35 и 10 кВ.
В пояснительной записке выполнен расчет нагрузок собственных нужд и поставлен вопрос места подключения трансформаторов СН. Предложены 2 схемы включения ТСН в зависимости от рода оперативного тока.
В первом варианте трансформаторы собственных нужд (ТСН) со вторичным напряжением 380/220 В получают электроэнергию от сборных шин РУ—10 кВ. Такая схема питания ТСН обладает недостатком, который заключается в нарушении электроснабжения потребителей СН при повреждениях на шинах РУ, от которого питаются ТСН.
Если ПС проектируется на постоянном оперативном токе (с АБ 220 В), то подключаем ТСН к РУ 10 кВ
Схема электроснабжения ГНН-1. Вариант 2.ТСН трансформаторных подстанций предпочитают подключать к выводам низшего напряжения главных понижающих трансформаторов — на участках между трансформатором и выключателем.
Если ПС проектируется на переменном оперативном токе то с нижней стороны силового трансформатора до выключателя 10 кВ.
В проекте выполнен расчет собственных нужд и выбраны два ТСН типа ТСЗ=250/10. Трансформаторы работают одновременно с коэффициентом загрузки 64%. В нормальном режиме каждый трансформатор питает приёмники одной секции шин, при обесточении которой подаётся питание от другой секции шин автоматическим включением секционного выключателя.
Оперативный ток в данном варианте - переменный.
Подключение вторичных обмоток ТСН к шинам 380/220 В в шкафах 1 и 2 переменного тока на открытой части подстанции осуществляется через автоматические выключатели. Шины СН выполняются одинарными секционированными автоматическим выключателем. Выключатели являются одновременно коммутационными и защитными аппаратами.
Построение схемы СН варианта 2 - ступенчатая. Сначала запитываются близкие потребители - от главного распределительного щита, а потом от него - отдельные шкафы удалённых приёмников.
Оперативный ток в данном варианте - переменный и выпрямленный. Для выпрямления тока используется выпрямитель. Могут использоваться Аккумуляторные батареи или конденсаторные установки.
Для сети собственных нужд переменного тока необходимо принимать напряжение 380/220 В с заземленной нейтралью.
До сих пор в научных кругах нет согласия , какая система заземления более эффективна: TN-S или TN-C. система TN-S по сравнению с системой TN- С с точки зрения электробезопасности имеет определенные преимущества. Она позволяет осуществлять непрерывный контроль состояния изоляции проводников относительно заземленных частей оборудования и тем самым предотвращать возможные поражения персонала при косвенном прикосновении.
систему TN-C нельзя применять в пожароопасных зонах. И кроме того, эта система является источником электромагнитных помех.
Предложенные схемы СН различаются местом разделения проводника - PEN.
На одной схеме - разделение PEN-проводника происходит на главном распред. Щите; на второй схеме - на вводном автомате в ГРЩ.
Предпочтительнее 2-я схема.
В технологической части проекта выполнен расчет токов короткого замыкания на ТСН, выбрано защитное электрооборудование и токи уставок релейной защиты трансформаторов ТСЗ-250/10. Выполнены следующие виды защит: максимальная токовая защита, токовая отсечка, защита от перегрузки и от однофазных замыканий.
В качестве спецвопроса выполнен обзор типовых схем реализации АВР, составлена структурная схема алгоритма работы блока управления АВР.
основные алгоритмы работы блока управления АВР:
1. Нарушение питания на вводе
2. Восстановление питания на вводе
При возобновлении нормального режима осуществляется световая сигнализация
3. Блокировка работы блока управления БУАВР
Рассматриваемая подстанция подключена к энергосистеме посредством воздушных линии электропередач напряжением 110 кВ. Она предназначена для питания городской сети и теплосети. Напряжение на вводы трансформаторов подается по двум взаиморезервируемым линиям, такая схема позволяет производить поочередный ремонт выключателей без отключения потребителей.
На подстанции установлены: два трёхобмоточных трансформатора - ТДТН-16000/110 с напряжениями 110, 35 и 10 кВ.
В пояснительной записке выполнен расчет нагрузок собственных нужд и поставлен вопрос места подключения трансформаторов СН. Предложены 2 схемы включения ТСН в зависимости от рода оперативного тока.
В первом варианте трансформаторы собственных нужд (ТСН) со вторичным напряжением 380/220 В получают электроэнергию от сборных шин РУ—10 кВ. Такая схема питания ТСН обладает недостатком, который заключается в нарушении электроснабжения потребителей СН при повреждениях на шинах РУ, от которого питаются ТСН.
Если ПС проектируется на постоянном оперативном токе (с АБ 220 В), то подключаем ТСН к РУ 10 кВ
Схема электроснабжения ГНН-1. Вариант 2.ТСН трансформаторных подстанций предпочитают подключать к выводам низшего напряжения главных понижающих трансформаторов — на участках между трансформатором и выключателем.
Если ПС проектируется на переменном оперативном токе то с нижней стороны силового трансформатора до выключателя 10 кВ.
В проекте выполнен расчет собственных нужд и выбраны два ТСН типа ТСЗ=250/10. Трансформаторы работают одновременно с коэффициентом загрузки 64%. В нормальном режиме каждый трансформатор питает приёмники одной секции шин, при обесточении которой подаётся питание от другой секции шин автоматическим включением секционного выключателя.
Оперативный ток в данном варианте - переменный.
Подключение вторичных обмоток ТСН к шинам 380/220 В в шкафах 1 и 2 переменного тока на открытой части подстанции осуществляется через автоматические выключатели. Шины СН выполняются одинарными секционированными автоматическим выключателем. Выключатели являются одновременно коммутационными и защитными аппаратами.
Построение схемы СН варианта 2 - ступенчатая. Сначала запитываются близкие потребители - от главного распределительного щита, а потом от него - отдельные шкафы удалённых приёмников.
Оперативный ток в данном варианте - переменный и выпрямленный. Для выпрямления тока используется выпрямитель. Могут использоваться Аккумуляторные батареи или конденсаторные установки.
Для сети собственных нужд переменного тока необходимо принимать напряжение 380/220 В с заземленной нейтралью.
До сих пор в научных кругах нет согласия , какая система заземления более эффективна: TN-S или TN-C. система TN-S по сравнению с системой TN- С с точки зрения электробезопасности имеет определенные преимущества. Она позволяет осуществлять непрерывный контроль состояния изоляции проводников относительно заземленных частей оборудования и тем самым предотвращать возможные поражения персонала при косвенном прикосновении.
систему TN-C нельзя применять в пожароопасных зонах. И кроме того, эта система является источником электромагнитных помех.
Предложенные схемы СН различаются местом разделения проводника - PEN.
На одной схеме - разделение PEN-проводника происходит на главном распред. Щите; на второй схеме - на вводном автомате в ГРЩ.
Предпочтительнее 2-я схема.
В технологической части проекта выполнен расчет токов короткого замыкания на ТСН, выбрано защитное электрооборудование и токи уставок релейной защиты трансформаторов ТСЗ-250/10. Выполнены следующие виды защит: максимальная токовая защита, токовая отсечка, защита от перегрузки и от однофазных замыканий.
В качестве спецвопроса выполнен обзор типовых схем реализации АВР, составлена структурная схема алгоритма работы блока управления АВР.
основные алгоритмы работы блока управления АВР:
1. Нарушение питания на вводе
2. Восстановление питания на вводе
При возобновлении нормального режима осуществляется световая сигнализация
3. Блокировка работы блока управления БУАВР