Введение 4
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Краткая характеристика объекта реконструкции 7
1.2 Требования и задачи реконструкции подстанции 9
1.3 Достижения в электротехнической промышленности 17
Раздел 2. Конструкторская часть 21
2.1 Расчет электрических нагрузок подстанции 22
2.2 Выбор трансформаторов собственных нужд 28
2.3 Выбор питающих линий на стороне ВН 30
2.4 Расчет кабельной сети нагрузки 10 кВ 32
2.5 Заземление подстанции 36
2.6 Описание принятой схемы ПС 110/10 кВ 40
Раздел 3. Технологическая часть 42
3.1 Расчет токов короткого замыкания 43
3.2 Выбор электрооборудования подстанции 46
3.3 Релейная защита трансформаторов подстанции 48
3.4 Релейная защита отходящих линий ЗРУ-10 53
3.4.1 Расчет МТЗ 53
3.4.2 Расчет токовой отсечки 54
Раздел 4. Спецвопрос. Выбор и расчет жесткой ошиновки ОРУ-110 кВ 57
4.1 Назначение и конструкция жесткой ошиновки ОРУ-110 58
4.2 Расчет жесткой ошиновки ОРУ-110 кВ 59
4.3 Монтаж ошиновки ОРУ-110 кВ 64
Заключение 66
Список литературы 68
Электрические подстанции являются неотъемлемой частью и ключевым оснащением современной энергетической системы.
В последнее время резко возрос спрос на энергопотребление. Это обусловлено разными факторами, в том числе и бурным развитием промышленного комплекса и жилищно-коммунальной инфраструктуры. Одновременно растет и благосостояние населения, которое приобретет современную бытовую технику. Анализ энергопотребления в стране выявил, что за последние 20 лет мы не только достигли исторического максимума, но уже и превысили его.
В результате для удовлетворения возрастающего спроса на электроэнергию необходимо, либо производить реконструкцию подстанций, либо строить новые подстанции. Строительство новых подстанций весьма проблематично в связи с плотной застройкой российских городов и связано с большими затратами на приобретение земельных участков для размещения подстанции. Реконструкция подстанций является более выгодным с экономической точки зрения вариантом, а с точки зрения невозможности порой выделения участка под строительство новой подстанции - единственным вариантом.
Другая важная причина реконструкции подстанций вызвана физически и морально устаревшим парком оборудования, неудовлетворительным состоянием зданий и сооружений, при эксплуатации которого растет день ото дня риск аварий на подстанции, а значит, и нарушения снабжения ее потребителей, среди которых есть и потребители I категории. Кроме того, старое оборудование требует больших затрат на проведение ремонтов и поддержание его в рабочем состоянии.
Если осуществляется реконструкция подстанции, то по согласованию с заказчиком в объект вносятся необходимые конструктивные и технологические изменения: замена выключателей, наладка устройств системы релейной защиты и автоматики (РЗА), замена щита постоянного тока и другие работы.
Реконструкция подстанции осуществляется в два этапа. До поставки оборудования на объекте завершаются все инженерно-технические работы:
• Подготовка коммуникационных траншей для прокладки контура заземления, силовых и контрольных кабелей
• закладка крепежных элементов по утвержденной технологии
• Монтаж электромонтажных сетей, освещения и вентиляции
• Отделочные работы
Дополнительно проводятся мероприятия по защите систем и оборудования от значительного перепада температуры, влажности, попадания грунтовых вод и загрязнений.
На втором этапе выполняются монтажные работы по установке всех систем и оборудования.
Целью работы являлось повышение надежности электроснабжения потребителей, увеличение продолжительности эксплуатации объекта, а также создание условий для подключения новых абонентов.
Подстанция имеет распределительное устройство 110кВ, открытую часть с установкой силовых трансформаторов, закрытое распределительное устройство 10 кВ. На схеме используются отделители, короткозамыкатели, маслонаполненные кабели, - все оборудование уже устарело морально и физически. В работе выполнен расчет изменившихся электрических нагрузок методом суточных диаграмм и сделан вывод, что силовые трансформаторы подстанции типа ТДН-16000/110 не будут перегружаться и их можно оставить без замены.
Надежность схемы электроснабжения подстанции после реконструкции повышена за счет применения поворотных разъединителей типа РГДЗ-110, замены короткозамыкателей и отделителей на элегазовый выключатель типа ВГТ-110, применены нелинейные ограничители перенапряжения - в сети 110 кВ, в нейтрали трансформаторов силовых- ОПНН-110 и на выводах трансформатора с низкой стороны ОПН-10.
В ЗРУ-10 кВ вместо линейных разъединителей применен секционный вакуумный выключатель типа BB/TEL с АВР.
Подразумевается установка защитной аппаратуры - устройств РЗА.
В работе выполнена замена трансформаторов собственных нужд - масляных малой мощности на сухие ТСКС-40/145/10-УЗ мощностью 40 кВА каждый.
ТСН подключаются к выводам силовых трансформаторов и питают щиты собственных нужд подстанции: отопление, вентиляция, приводы выключателей и разъединителей и т.п.
В технологической части работы рассчитаны токи короткого замыкания, выбрано современное отечественное оборудование и выполнен расчет релейной защиты силового трансформатора и отходящих линий ЗРУ-10 кВ.
Для защиты обслуживающего персонала выполнен расчет заземления подстанции по контуру. Общее сопротивление заземлителей 0,5 Ом, для снижения напряжения прикосновения дополнительно рассчитана выносная сетка заземления.
В качестве спецвопроса проанализировано применение жесткой ошиновки ОРУ-110 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% в зависимости от схем электрических соединений ОРУ и конкретных условий района строительства. Распределительные устройства с жесткой ошиновкой не требуют строительства порталов, располагаются невысоко от земли, удобны для сборки и профилактических осмотров.
