Введение 4
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Характеристика проектируемого объекта 7
1.2 Воздушные линии ВЛ 110 кВ 14
1.3 Достижения в электротехнической промышленности 15
Раздел 2. Конструкторская часть 19
2.1 Расчет необходимой мощности подстанции 20
2.2 Выбор питающих линий на стороне ВН 26
2.3 Выбор схем распределительных устройств РУ 27
2.3.1 Схема РУ-110 ПС «Магистральная» 27
2.3.2 Схема РУ-110 ПС «Берег» 28
2.3.3 Схема РУ-10 ПС «Берег» 28
2.3.4 Схема собственных нужд подстанции 30
Раздел 3. Технологическая часть 41
3.1 Расчет токов короткого замыкания 42
3.2 Выбор электрических аппаратов 46
3.2.1 Выбор аппаратов на напряжение 110 кВ 46
3.2.2 Выбор аппаратов напряжением 10 кВ 49
3.3 Выбор сборных шин на стороне НН 50
3.4 Релейная защита отходящих линий РУ-10 кВ 53
3.4.1 Расчет МТЗ 53
3.4.2 Расчет токовой отсечки 54
Раздел 4. Спецвопрос. Использование устройств телеавтоматики для релейной защиты высоковольтной линии 58
Заключение 63
Список литературы
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.
Мы строим новые подстанции, заменяем линии электропередачи. И за последние пять лет, благодаря этой работе, количество отключений потребителей уменьшилась в 30 раз. Сроки подключения новых мощностей сократились в разы, и стоимость подключений также сократилась в разы. Новая подстанция обеспечит электричеством не только стадион «Казань Арена», но будет питать электроэнергией строения на западе и юго-западе Казани. К ней будут подключены, в частности, и такие важные объекты инфраструктуры города, как строящийся корпус республиканской больницы.
Появление новой подстанции также позволит расширять строительство социально-значимых объектов в столице Татарстана, подвод электропитания к которым уже не будет проблемой.
Сейчас технические возможности существующего оборудования и распредсетей, введенных в эксплуатацию в 70-х годах прошлого столетия, исчерпаны: резервов для подключения дополнительных мощностей в столице нет. Из-за разгрузки нескольких подстанций появится возможность перераспределения нагрузок. Помимо этого, снизится нагрузка и на силовые кабельные линии, появится возможность взаиморезервирования кабельных сетей 10 кВ. Важно подчеркнуть, вместе с вводом в строй подстанции "Берег" к электросетям смогут присоединиться вновь вводимые объекты.
Целью выпускной квалификационной работы является обеспечение надёжного электроснабжения стадиона «Казань Арена». В преддверии Чемпионата Мира по футболу в 2018 году в столице Татарстана ведется работа по обеспечению надежной работы Казанского энергорайона.
Проведение Всемирного чемпионата в Казани потребует обеспечения повышенной надежности режимов работы Казанского энергорайона для бесперебойного электроснабжения спортивных объектов и мест размещения иностранных делегаций.
Подстанция «Берег» получает питание с шин 110 кВ подстанции «Магистральная» по двум высоковольным линия типа АС-120/19 длиной 2,5 км. Подстанция Берег соответствует 2-ой категории по надёжности электроснабжения. Это тупиковая подстанция с двумя силовыми
трансформаторами типа ТДН-25000/110.
Открытое распредустройство проектируемой подстанции РУ-110 изготовлено по схеме блока «линия-трансформатор» с ремонтной перемычкой со стороны линий. В ремонтной перемычке установлены два блока поворотных разъединителя типа РГ-110. Применение перемычки повышает надёжность схемы ОРУ-110 подстанции. На ОРУ-110 кВ установлен высоковольтный элегазовый выключатель.
Распредустройство РУ-10 кВ собрано из шкафов типа КСО, содержит сборочную шину, секционированную на две части. Между секциями шин установлен АВР, состоящий из линейного разъединителя и выкатного вакуумного выключателя. Каждая секция шин соединяется со своим трансформатором. Оба ввода РУ-10 и все отходящие линии защищены выкатными вакуумными выключателями. На каждой секции рабочей шины 10 кВ установлены измерительные трансформаторы, так как в нормальном режиме секции работают раздельно.
На подстанции используется переменный оперативный ток, поэтому трансформаторы собственных нужд подключаются отпайкой с нижней стороны силовых трансформаторов. По результатам расчетов собственных нужд подстанции приняты к установке 2 ТСН типа ТСКС-63/10 - сухие трансформаторы с номинальной мощностью 63 кВА каждый.
В квалификационной работе выполнен расчет заземления подстанции. Заземляющее устройство подстанции ПС состоит из горизонтальных и вертикальных заземлителей. Горизонтальный заземлитель (стальные полосы) прокладывается на расстояние 1,0 м от фундаментов или оснований оборудования. Заземляющие стержни ввинчиваются в грунт по внешнему контуру заземляющего устройства с расстоянием между стержнями 5 м.
Вокруг заземляющего устройства, вынесенного за территорию подстанции, для выравнивания потенциала укладывается один выравнивающий проводник на расстоянии 1 м в направлении от его границ на глубине 0,7 м. Подсыпка гравия на подстанции позволила снизить напряжение прикосновения до допустимой величины.
Молниезащита подстанции выполнена четырьмя стержневыми молниеотводами высотой 13 м, расположенных по углам прямоугольника с размерами 18х26,8 м.
В качестве спецвопроса рассмотрена возможность ускорения срабатывания релейной защиты линий за счет применения устройств телеотключения.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
