Введение 6
Раздел 1. Аналитический обзор 9
1.1 Обзор электротехнического оборудования подстанции 10
Раздел 2. Конструкторская часть
2.1 Выбор типа и мощности трансформаторов
2.1.1 Выбор типа трансформаторов
2.1.2 Выбор номинальной мощности силовых трансформаторов
2.2 Выбор питающих и отходящих линий
2.2.1 Выбор питающих линий на стороне ВН
2.2.2 Выбор отходящих линий РУ-10 кВ
Раздел 3. Технологическая часть
3.1 Расчет токов короткого замыкания
3.2 Выбор электротехнических аппаратов и токоведущих частей
3.2.1 Выбор выключателей на стороне высшего напряжения
3.2.2 Выбор выключателей на стороне низшего напряжения
3.2.3 Выбор выключателя для наиболее мощного распределительного пункта (РП)
3.2.4 Выбор разъединителей
3.2.5 Выбор разъединителей на стороне ВН
3.2.6 Выбор разъединителя на стороне НН
3.2.7 Выбор шин распределительных устройств на стороне ВН
3.2.8 Выбор шин на стороне НН
3.2.9 Выбор фарфоровых изоляторов
3.2.10 Выбор измерительных трансформаторов
3.2.11 Выбор трансформаторов тока
3.2.12 Выбор трансформаторов тока на стороне ВН
3.2.13 Выбор трансформаторов тока на стороне НН 70
3.2.14 Выбор трансформаторов напряжения на стороне ВН 72
3.2.15 Выбор трансформаторов напряжения на стороне НН 72
3.3 Расчет уставок РЗА двухобмоточного трансформатора 73
3.3.1 Выбор уставок дифференциальной токовой защиты 78
3.3.2 Управление обдувом трансформатора 81
3.3.3 Защита от перегруза 81
3.3.4 Устройство блокировки РПН при перегрузке 82
3.3.5 Автоматика охлаждения 82
3.3.6 Защита СВ1 (СВ2) НН 82
3.3.7 МТЗ НН1 (НН2) 85
3.3.8 МТЗ ВН 86
3.3.9 Выбор уставок для шкафа управления выключателем 86
Раздел 4. Спецвопрос. Устройство РЕТОМ-6000 88
4.1 Описание прибора РЕТОМ-6000 89
4.2 Назначение прибора РЕТОМ-6000 89
4.3 Технические характеристики прибора РЕТОМ-6000 90
Заключение 93
Список литературы 95
В связи с реализацией намеченного Приоритетного национального проекта «Доступное и комфортное жилье - гражданам России», главной задачей которого является улучшение жилищных условий населения непосредственно через увеличение объема жилищного фонда и Универсиадой, в Казани развернулось строительство новых жилых районов и спортивных комплексов. Планируется ввести более 1,2 миллионов квадратных метров жилой площади и 4-х спортивных комплексов суммарной присоединенной мощностью 16,7 МВт); перевод нагрузок - 5,3 МВт мощностью 7,8 МВт. Прирост мощности составит 30 МВА. Увеличение плотности застройки приводит к увеличению потребления электроэнергии, что обуславливает расширение электрических сетей, расположенных на территории города и предназначенных для электроснабжения их потребителей. Важным звеном системы электроснабжения является главная понизительная подстанция (ПС) 110/10 кВ, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии. Действующая подстанция 110/10 кВ - подстанция закрытого типа с трансформаторами 2х25 МВА, введена в работу в 1978 году. Питание подстанции осуществляется маслонаполненным кабелем 110 кВ. Начальным проектом принята упрощенная схема с отделителями и короткозамыкателями по высокой стороне 110 кВ. Трансформаторы 110/10 кВ в пересчете на один трансформатор загружены в зимнее время до 110,1%. Годовой пропуск электроэнергии - 110,3 млн.кВт/ч. Главная понизительная подстанция по 10 кВ запитывает потребителей жилых районов Московского района города. Имеются потребители первой и второй категории по надежности электроснабжения (банки, АТС, ПНС, КНС, оздоровительные и больничные комплексы с реанимацией, поликлиники).
В связи с увеличением нагрузок требуется реконструкция ПС 110/10 кВ с заменой силовых трансформаторов 25 МВА на 40 МВА (63 МВА).
Силовые трансформаторы выбираются типа ТРДНФ (силовые масляные трехфазные, двухобмоточные трансформаторы с расщепленной обмоткой НН с РПН типа РС-9, класса напряжения 110 кВ с форсированной системой охлаждения, что при необходимости позволит увеличить мощность до 63 МВА). В закрытом распределительном устройстве (ЗРУ) 110 кВ проектом предусматривается замена устаревшего оборудования на современное (в цепях трансформаторов: отделитель (ОД) 110 кВ, короткозамыкатель (КЗ) 110 кВ на элегазовые выключатели; существующих разъединителей на разъединители типа SGF-123; линейных вводов-110 кВ на ввода с твердой изоляцией; панелей собственных нужд; панелей защит; в закрытом распределительном устройстве (ЗРУ) 10 кВ масляных выключателей на вакуумные с микропроцессорными защитами; опорной и подвесной изоляции, ошиновки). Предусматривается дополнительная установка трансформаторов тока (ТТ) 110 кВ, трансформаторов напряжения (ТН) 110 кВ, дополнительных секций шин 10 кВ и токопровода.
Растущий спрос на электроэнергию предъявляет повышенные требования к распределительным устройствам и их элементам. В этой связи надежность, а также низкие расходы на эксплуатацию играют важную роль. Трансформаторы тока серии TG имеют более чем 20 летний опыт эксплуатации во всех регионах мира, в том числе более 5 лет в России. Они отличаются высокой надежностью, отсутствием эксплуатационных затрат. Выбранные элегазовые выключатели 110 кВ отличаются высокой надежностью, долговечностью, безопасностью. В проекте реконструкции ПС 110/10 кВ предусматривается применение разъединителей типа SGF-123 электродвигательного привода типа МТ 50 производства ЗАО АББ «Уралэлектротяжмаш» с улучшенной кинематикой и контактной системой. В разъединителях серии SGF благодаря выбору применяемых материалов, закрытой конструкции поворотных оснований и высоковольтных выводов в сочетании с долговременной смазкой, эти разъединители практически не требуют ухода при эксплуатации. Многие годы разъединители АББ-УЭТМ удовлетворяют всем требованиям, которые предъявляются к подобным устройствам. Они доказали свое качество и надежность при нормальных и экстремальных климатических условиях. Трансформаторы напряжения 110 кВ производства ООО «АББ УЭТМ» имеют превосходные антиферрорезонансные характеристики и свойствами в переходных процессах. Линейные ввода с твердой изоляцией имеют следующие достоинства: абсолютно сухая, взрыво- и пожаробезопасная, не требующая обслуживания конструкция; стабильность свойств на всем протяжении эксплуатации; высокая трекингостойкость; гидрофобность внешней изоляции, снижающая вероятность перекрытия даже при увлажнении загрязненной изоляции; эластичность полимерной изоляции, повышающая стойкость к механическим повреждениям; отсутствие ограничений по величине угла установки к вертикали; стойкость к сейсмическим нагрузкам; минимальная масса; экологическая безопасность. А также дополнительно устанавливаются токопровода, комплектные распределительные устройства серии КВ-02-10 ЗАО «Промэнерго», которые комплектуются с вакуумными выключателями типа ВБЭС-10-31,5 УХЛ 2 предприятия-изготовителя ФГУП «111111» Контакт. Достоинством вакуумных выключателей является их пожаробезопасность при эксплуатации, и наименьшая затрата времени на их техническое обслуживание. Релейная защита электрооборудования выполнена на базе микропроцессорных устройств типа «Сириус-2МЛ» г. Зеленоград. Для защиты силовых трансформаторов 110/10 кВ и управления выключателями 110 кВ предусматриваются микропроцессорная защита типа ШЭ 2607 041 и ШЭ2607 015, производства НИИ «Экра» г. Чебоксары.
Объектом выпускной квалификационной работы является реконструкция ПП1 Московского района г. Казань.
Реконструкция главной понизительной подстанции Московского района города Казани основывается на данных суточных графиков нагрузки, по которым производится выбор заменяемых силовых трансформаторов с учетом увеличения нагрузок новых жилых районов и основного электрооборудования. Схема с отделителями и короткозамыкателями по высокой стороне 110 кВ изменена на элегазовые выключатели, существующих разъединителей на разъединители типа SGF-123. Максимальная нагрузка с учетом прироста мощности по расчетам составляет 55,77 МВА, в связи с этим устанавливаются два параллельно работающих двухобмоточных трансформатора мощностью 40 МВА типа ТРДНФ с форсированной системой охлаждения, что при необходимости позволит увеличить мощность до 63 МВА.
Далее производится выбор кабельной линии питания со стороны ВН из условия протекания аварийных токов по причине необходимости проверки соответствующих параметров. После этого делался расчет токов КЗ на шинах подстанции и с учетом действия периодической и ударной составляющих токов КЗ, производился выбор выключателей и разъединителей на стороне ВН, НН.
Следующим действием необходимо было выбрать кабельные линии, отходящие от шин НН из условия протекания аварийных токов, делалась проверка на термическую стойкость кабелей. Далее производился выбор шин ВН, НН, по условию прохождения допустимых токов при максимальной нагрузке на шинах. Затем выбрали трансформаторы тока и напряжения.
При выборе оборудования преимущество отдавалось современным, надежным и технологичным аппаратам, с учетом ремонтопригодности, экономичности, экологичности, безопасности обслуживания и удобства эксплуатации.
Проведенный расчет уставок РЗА выполнен в связи с реконструкцией подстанции, в рамках которой производится замена силовых трансформаторов
и установка новых устройств РЗА на микропроцессорной базе типа ШЭ-2607 041, ШЭ-2607 15, Сириус-2В, Сириус-21С, Сириус-2МЛ.
В результате реализации работы производится замена морально и физически устаревшего оборудования, отработавшего свой нормативный срок эксплуатации на современное, более надежное и простое в техническом обслуживании, имеющее больший межремонтный срок полезной эксплуатации и меньший объем регламентных работ по техническому обслуживанию и ремонту. Как следствие, снижение ежегодной удельной составляющей на текущий и капитальный ремонт оборудования, уменьшение ежегодных затрат на техническое обслуживание (заработной платы, вспомогательных материалов и горюче-смазочных материалов). Дополнительный эффект и экономическая эффективность проекта включают в себя снижение издержек на эксплуатацию и ремонт, повышенную надежность и качество электроэнергии для городских потребителей, обеспечение промышленной безопасности, увеличение эстетических свойств объекта.
В качестве спецвопроса рассмотрен прибор РЕТОМ-6000 для испытания электрической прочности изоляции электроустановок. Прибор РЕТОМ-6000 предназначен для испытания изоляции электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей повышенным напряжением до 6,0 кВ на электрических станциях, подстанциях и в энергохозяйстве промышленных предприятий.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
