Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Электрические нагрузки потребителей ПС 110 кВ № 137 7
1.2 Характеристика существующей схемы электроснабжения
потребителей в районе размещения ПС 110 кВ № 137 8
1.3 Существующее состояние подстанции и факторы, определяющие
необходимость расширения и реконструкции подстанции 11
1.4 Объемы обслуживания маслонаполненных кабельных линий 11
1.5 Цели и задачи реконструкции ПС 110 кВ № 137 11
Раздел 2. Конструкторская часть 13
2.1 Выбор высоковольтной аппаратуры 14
2.1.1 Выбор числа и мощности трансформаторов 14
2.1.1.1 Определение потерь электроэнергии в трансформаторах 15
2.1.2 Выбор кабельной линии 110 кВ 17
2.1.3 Выбор экранов кабелей и способов их заземления 20
2.1.3.1 Заземление с двух сторон 21
2.1.3.2 Заземление экрана на одном конце кабельной линии 21
2.1.3.3 Транспозиция экранов кабелей 23
2.1.4 Выбор трансформаторов собственных нужд 28
2.1.5 Выбор выключателей высокого напряжения 30
2.1.6 Выбор разъединителей 34
2.1.7 Выбор ячеек КРУ - 10 кВ 34
2.1.8 Выбор измерительных трансформаторов 35
2.1.8.1 Трансформаторы тока 35
2.1.8.2 Трансформаторы напряжения 38
2.1.9 Выбор шинопровода 39
2.1.10 Выбор изоляторов 42
2.1.11 Выбор ограничителей перенапряжения 42
2.2 Расчет токов короткого замыкания 44
Раздел 3. Технологическая часть 50
3.1 Расчет заземляющего устройства подстанции 51
3.2 Расчет молниезащиты подстанции 56
3.3 Релейная защита и автоматика 59
3.3.1 Виды повреждений и ненормальных режимов работы
трансформаторов 60
3.3.2 Защиты трансформаторов 110/10 кВ 61
3.3.3 Газовая защита 62
3.3.4 Токовая защита обратной последовательности и максимальные
токовые защиты с пуском напряжения 62
3.3.5 Дистанционная защита от многофазных замыканий 63
3.3.6 Токовая защита нулевой последовательности от внешних замыканий на землю 64
3.3.7 Максимальная токовая защита от перегрузки 64
3.3.8 Дифференциальная токовая защита 65
3.4 Устройство автоматического включения резерва 70
3.5 Автоматическое повторное включение 71
3.6 Автоматическая частотная разгрузка 72
Раздел 4. Спецвопрос. Применение дугогасящих катушек 74
4.1. Выбор устройства компенсации емкостных токов 75
4.1.1 Дугогасящие катушки 75
4.1.2 Расчет емкостных токов 76
4.1.3 Выбор мощности и места установки дугогасящих катушек 77
Заключение 80
Список литературы 81
Подстанция 110 кВ № 137 является подстанцией тупикового типа, глубокого ввода, закрытого типа. Реконструкция подстанции 110 кВ № 137 вызвано необходимостью реконструкции и замены морально и физический устаревшего электрооборудования (отделителей, короткозамыкателей, разъединителей, проходных изоляторов) и автоматики.
В настоящей работе рассматриваются следующие возможности усиления надёжности схемы электроснабжения:
1) Установка элегазовых выключателей на стороне 110 кВ;
2) Установка вакуумных выключателей на стороне 10 кВ;
3) Замена разрядников, на более современные, ограничители перенапряжения нелинейные;
4) Установку дополнительного оборудования связанного с организацией выпрямленного тока для питания оперативных цепей, цепей защиты и автоматики (трансформаторы напряжения 110 кВ, выносные трансформаторы тока);
5) Установка более мощных устройств компенсации емкостного тока.
6) Установка дугогасящих катушек (ДГК) марки РДМР-485/10.
В выпускной квалификационной работе рассмотрены вопросы реконструкции подстанции 110/10 кВ № 137. По результатам расчета электрических нагрузок, а также с учетом надежности питания разработана схема подстанции. Выбранное современное электротехническое оборудование для всех ступеней напряжения проверено на воздействие токов короткого замыкания: силовые трансформаторы типа ТРДНФ- 25000/40000, трансформаторы собственных нужд типа КТПН-250, выключателей 110 кВ и 10 кВ, разъединителей, ячеек ЗРУ 10 кВ, измерительных трансформаторов тока типа TG-145 и напряжения ЗНОГ- 110 и устройств компенсации емкостных токов типа РДМР.
В качестве устройств релейной защиты и автоматики применены аналоговые - на напряжение 110 и 10 кВ системы защиты электрооборудования.
Рассчитано заземление подстанции № 137. В качестве вертикального электрода применены круглый стальной стержень диаметром 12 мм, длиной 5м. Верхние концы стержней заглублены на глубину 0,8 м от поверхности земли. Таким образом, заземляющее устройство подстанции № 137 состоит из горизонтальных и вертикальных заземлителей.
Горизонтальный заземлитель (стальные полосы) прокладывается на расстояние 0,8 - 1 м от фундаментов или оснований оборудования.
Заземляющие стержни ввинчиваются в грунт по внешнему контуру заземляющего устройства с расстоянием между стержнями 4 м. Количество вертикальных электродов N = 45.
В качестве спецвопроса рассмотрена дугогасящая катушка. Она представляет собой индуктивность, предназначенную для гашения дуги емкостного тока замыкания на землю и ограничения перенапряжений при повторных зажиганиях заземляющей дуги.
