Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 7
1.1 Анализ состояния электроэнергетики Республики Татарстан 8
1.2 Характеристика и проблемы Нижнекамского энергорайона РТ 15
1.3 Общие требования к вновь строящимся ПС 18
Раздел 2. Конструкторская часть 22
2.1 Расчет нагрузки силовых трансформаторов 23
2.2 Выбор отходящих линий на стороне ВН 29
2.3 Выбор схем распределительных устройств 31
2.4 Выбор трансформаторов собственных нужд 33
2.5 Заземление подстанции 35
2.6 Молниезащита подстанции 40
Раздел 3. Технологическая часть 43
3.1 Расчет токов короткого замыкания 44
3.2 Выбор электрооборудования подстанции 49
3.3 Релейная защита трансформаторов подстанции 51
Раздел 4. Спецвопрос. Освещение и заземление ОПУ 57
4.1 Заземление ОПУ 58
4.2 Электроосвещение ОПУ 60
Заключение 65
Список литературы 68
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
Особенностью производства электрической энергии является то, что порядка 70-80% всех затрат тепловых станций приходится на топливо, следовательно, эффективность его использования является ключевым вопросом эффективности работы электрических станций. Особую актуальность это приобретает в свете решений, принятых руководством России о доведении в ближайшие годы цены на природный газ до уровня мировой (цена на газ в РФ $100, в то время как на Западе - $350).
Необходимо отметить, что в силу географического положения Российская экономика является более энергоемкой. Кроме того, из-за отсталости технологий генерации электроэнергии, завышенными потерями в сетях, а также несовершенством технологий и культуры производства у товаропроизводителей в условиях роста цены на электроэнергию, промышленность России может оказаться неконкурентоспособной.
Для снижения негативных последствий повышения цены на газ, в процессе интеграции России в мировое экономической пространство, реализуется программа коренной модернизации Российской электроэнергетики, которая предусматривает строительство до конца 2020г. 42 ГВт мощностей, что составит 40% от всей вырабатываемой электроэнергии. Устаревшие, неконкурентоспособные мощности, прежде всего ТЭЦ, будут выведены из эксплуатации или перейдут в разряд котельных, т.е. будут производить только тепловую энергию. Таким образом, выработка электроэнергии старыми тепловыми станциями может сократиться в два раза.
Сохранить конкурентоспособность на рынке электроэнергии смогут только компании, у которых есть тепловое потребление. Это обусловлено тем, что при производстве электроэнергии в теплофикационном режиме (когенерация) тратится топлива в 2 раза меньше, чем в конденсационном режиме (когда выработанное тепло не реализуется потребителю, а охлаждается воздухом или водой из водоема).
Республика Татарстан - один из самых динамично развивающихся регионов России и, на сегодняшний день, является одной из точек роста отечественной экономики. Реализация масштабной инвестиционной программы потребует активной модернизации республиканской электроэнергетики. Татарстан оказался тем регионом, где наиболее востребована генерация, построенная по новым технологиям. При этом, именно в Татарстане можно реализовать один из самых эффективных проектов строительства генерирующих станций. Это обусловлено наличием огромного количества потребляемой тепловой энергии, что делает проекты строительства с точки зрения топливоиспользования очень выгодными.
Новые тепловые электрические станции, работающие по технологии ПГУ, способны производить электрическую энергию в 4 раза больше чем классические паровые турбины с энергетическими котлами на том же тепловом балансе. Безусловно, наличие уникальных потребителей тепловой энергии, какими являются предприятия нефтехимии и нефтепереработки, нуждающиеся в тепловой энергии круглый год и в больших количествах, дает республиканской энергетике конкурентное преимущество.
Целью выпускной квалификационной работы является организация независимого источника электроэнергии для ОАО «ТАИФ-НК», обеспечение условий для подключения новых потребителей.
В Нижнекамском энергорайоне проблемой является профилактика электрооборудования генерирующих мощностей из-за увеличения перетоков мощностей в высоковольтных линиях. В результате имеем ограничение потребления городов Набережные Челны и Нижнекамск, в том числе и ОАО «ТАИФ-НК».
Правительством РТ принято решение о строительстве дополнительного источника энергии для ОАО «ТАИФ-НК» в 126 МВА.
Однолинейная схема электроснабжения подстанции состоит из открытого распределительного устройства ОРУ-110 кВ, силовых трансформаторов типа ТРДН- 63000/110 и закрытого распредустройства ЗРУ-10 кВ.
Электрическая схема соединений подстанции ОРУ-110 кВ - одна рабочая, секционированная выключателями и обходная система шин с подключением каждого трансформатора к обеим секциям рабочей системы шин через развилку выключателей. Эта схема рекомендуется на напряжение 110... 220 кВ при пяти и более присоединениях и допустимости потери питания потребителей на время переключения присоединения на обходную систему.
Для повышения надёжности электроснабжения Нижнекамского энергорайона принято связать новую подстанцию 110/10 кВ «ТАИФ-НК» с подстанцией ПС 220/110 кВ Бегишево, с подстанцией ПС 220/110/10 кВ Нижнекамская и с Нижнекамской ТЭЦ-1.
В ОРУ - 110 кВ установлены блоки разъединителей с заземляющими ножами типа РНДЗ-110, элегазовые выключатели типа ВГТ-110, высокочастотные заградители ВЧЗ и измерительные трансформаторы тока ТФЗМ-110 Б и напряжения НКФ - 110. На подстанции установлены два силовых трансформатора с расщеплёнными обмотками и регулированием напряжения под нагрузкой РПН типа ТРДН-63000/110.
В ЗРУ -10 кВ надежность схемы на стороне напряжения 10 кВ повышается за счет применения шкафов КРУ - 10 кВ, позволяющих производить быструю замену выкатной части ячейки для ремонта выключателя. Распределительное устройство ЗРУ-10 кВ имеет 4 секции.
Для питания собственных нужд установлены два трансформатора ТНЗ- 63/10, присоединенные к секциям 10 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. Эксплуатация осуществляется следующим образом: два ТСН работают одновременно с загрузкой 67% от номинальной мощности трансформаторов. При этом 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 устранения возможных замыканий на землю на подстанции предусматривают заземляющие устройства .
заземляющее устройство подстанции состоит из горизонтальных и вертикальных заземлителей. Горизонтальный заземлитель прокладывается на расстояние 1,0 м от фундаментов оборудования. Заземляющие стержни ввинчиваются в грунт по внешнему контуру заземляющего устройства с расстоянием между стержнями 5 м.
Заземление подстанции выполнено стальной полосой 40х4 мм и вертикальными стержнями длиной 5 м диаметром 16 мм. Общее сопротивление заземления не превышает 0,5 Ом.
Рассчитано напряжение прикосновения равное 153 В, для его уменьшения предложено площадь подстанции подсыпать гравием на 20 см.
Молниезащита подстанции выполнена 4-мя стержневыми молниеотводами высотой 16 м. Зона защиты построена на нулевой отметке и на высоте 7 м. Расчетный радиус активной зоны защиты равен 13м.
В технологической части проекта выполнен расчет токов кз, выбрано коммутирующее и измерительное электрооборудование и рассчитана релейная защита силовых трансформаторов подстанции.
В качестве спецвопроса рассчитано заземление ОПУ с помощью контура из полосовой стали 40х4 мм и вертикальных электродов диаметром 16 мм и длиной 5 м и проведен расчет освещения помещения ОПУ в нормальном режиме при минимальной освещенности 150 лк и аварийном режиме светильниками LuxON Bell 1х50.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
