Проект реконструкция ПС 35/10 кВ в городе Северодвинск
ВВЕДЕНИЕ
Понимание трансформаторных подстанций - это необходимый элемент разбора электрических систем и распределения электроэнергии. Эти устройства играют важную роль в процессе преобразования напряжения для его соответствия требованиям потребителей. В процессе строительства электростанций, повысительные трансформаторные подстанции занимают особое место, так как они нужны для преобразования низкого напряжения, значительно ниже требуемого для передачи по линиям электропередачи, в более высокое напряжение. Но помимо повышения напряжения, есть и понижающие трансформаторные подстанции. Они выполняют обратную функцию - преобразовывают первичное напряжение вторичным, необходимым для потребления. Таким образом, трансформаторные подстанции имеют критическое значение для обеспечения стабильности электрической сети и позволяют энергетическим компаниям контролировать и оптимизировать производство электроэнергии, поддерживая постоянную работу основных систем. Без трансформаторных подстанций, наша
ОГЛАВЛЕНИЕ
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 9
СОКРАЩЕНИЯ 10
ВВЕДЕНИЕ 11
1 ХАРАКТЕРИСТИКА АРХАНГЕЛЬСКОГО ФИЛИАЛА ПАО «РОССЕТИ СЕВЕРО-ЗАПАД» 12
1.1 Характеристика предприятия 12
1.2 Обоснование необходимости реконструкции подстанции 13
2 ВЫБОР ПОНИЖАЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ РАССМАТРИВАЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ 14
2.1 Анализ нагрузок рассматриваемой подстанции 14
2.2 Выбор и проверка трансформаторов подстанции Северодвинск 17
3 ВЫБОР РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА И ИЗОЛЯЦИИ 20
4 ВЫБОР СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПОДСТАНЦИИ 23
4.1 Выбор главной схемы электрических соединений 23
4.2 Выбор схем КРУ-10 кВ и схем низшего напряжения 26
4.3 Выбор номинального уровня напряжения питающих линий на вводе подстанции 27
5 ВЫБОР И ПРОВЕРКА ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ АППАРАТУРЫ И ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ 29
5.1. Расчет токов короткого замыкания 29
5.2 Выбор аппаратов на стороне напряжения 35 кВ 33
5.2.1 Выбор линейных выключателей 33
5.2.2. Выбор разъединителей 35 кВ 34
5.2.3 Выбор трансформаторов тока 35
5.2.4. Выбор трансформатора напряжения 36
5.2.5. Выбор ограничителей перенапряжений 35 кВ 37
5.3 Выбор аппаратов на стороне напряжения 10 кВ 37
5.3.1 Выбор выключателей ввода 10 кВ 37
5.3.2 Выбор секционного выключателя 10 кВ 38
5.3.3 Выбор выключателя на отходящие линии 10 кВ 40
5.3.4 Выбор разъединителей 40
5.3.5 Выбор ячеек КРУ-10 кВ 41
5.3.6 Выбор трансформаторов тока 10 кВ 42
5.3.7 Выбора трансформатора напряжения и ОПН 10 кВ 44
5.3.8 Выбор сборных шин и изоляторов КРУ-10 кВ 45
5.3.9 Выбор питающих линий 10 кВ 47
6 ВЫБОР УСТРОЙСТВ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ПОДСТАНЦИИ 49
6.1 Выбор схемы собственных нужд рассматриваемой подстанции 49
6.2 Выбор трансформатора собственных нужд 51
6.3 Выбор сечений кабеля и аппаратов защиты собственных нужд 52
7 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ 56
7.1 Расчет защит понижающего трансформатора 57
7.1.1 Расчет дифференциальной защиты трансформатора 57
7.1.2 Максимальная токовая зашита трансформатора 63
7.1.3 Выбор микропроцессорного терминала защит трансформатора 65
7.1.4 Резервирование защит трансформатора 67
7.2 Расчет токовых защит присоединений рассматриваемой подстанции 67
7.2.1 Расчет токовой отсечки защит электродвигателей 67
7.2.2 Расчет МТЗ от перегрузки электродвигателя 69
7.2.3 Защита от обрыва фаз (ЗОФ) 70
7.2.4 Защита минимального напряжения (от потери питания) 70
8 ОХРАНА ТРУДА В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ 72
8.1 Освещение производственных помещений 72
8.2 Электробезопасность на подстанциях 73
8.3 Средства электрозащиты 79
8.4 Оперативное обслуживание электроустановок подстанции 80
9 АСУТП ПС 84
9.1 Цели и задачи АСУТП на подстанциях ЕЭС 85
9.2 Типовая структура АСУТП ПС 87
9.3 Архитектура АСУТП ПС 89
9.4 Подсистемы АСУТП ПС и состав задач технологического управления по подсистемам 90
9.5 Общие технические требования к АСУТП ПС 93
10 РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ ПОДСТАНЦИИ 96
10.1 Определение сопротивления заземляющего устройства 96
10.2 Определение расчётного удельного сопротивления грунта 97
10.3 Проектирование «базовой» конструкции заземляющего устройства 97
10.4 Определение сопротивления горизонтальных заземлителей 98
10.5 Выбор и проверка сечения заземлителя по термической стойкости 99
10.6 Выбор конструктивных параметров грозозащитного устройства 101
11 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ СХЕМ 103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 106
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 107
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Федеральный закон "Об электроэнергетике" от 26.03.2003 N 35-ФЗ.
2. Волков, В.М. Электроснабжение промышленных предприятий: методические указания к курсовому проектированию / В.М.Волков – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2005. – 44 с.
3. Шевченко, Н.Ю. Учебное почобие по проведению практических занятий. Часть 2: учебное пособие для студентов вузов/ Шевченко Н.Ю., Мельситов А.В., Хромов Н.П.; Под ред. Волгоградский государственный технический университет, 2006.-77с.
4. Электронный каталог ПромЭлектроАвтоматика [Электронный ресурс]: Каталог низковольтного оборудования. – Электрон. дан.– Режим доступа: http://www.pea.ru/docs/equipment/switchgear/low-voltage/switchboards/pr-11/ – Загл. с экрана.
5. Электронный каталог Электрощит [Электронный ресурс]: база данных электрооборудования.– Электрон. дан.– Режим доступа: http://www.electroshield.ru/catalog/– Загл. с экрана.
6. Карапетян, И.Г. Справочник по проектированию электрических сетей: учебное пособие для студентов вузов/ Карапетян И.Г., Файбисович Д.Л., Шапиро И.М. и др.; Под ред. Файбисович Д.Л. – М.: ЭНАС, 2012.-376с., ил.
7. Федоров, А.А. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник для вузов.-4-е издание, перераб. и доп./ Федоров А. А., Каменева В. В.- М.: Энергия, 1984.-472 с., ил.
8. Сайт общественной организации «Деловая Россия» [Электронный ресурс]: Укрупненные стоимостные показатели линий электропередач и подстанций напряжение 35-750 кВ.– Электрон. дан.– Режим доступа: http://www.deloros.ru/FILEB/Sbornik_FSK.pdf/– Загл. с экрана.
9. Блок, В.М. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей: учебное пособие для студентов вузов/ Блок В.М., Обушев Г.К., Паперно Л.Б. и др.; Под ред. Блок В.М. – М.: Высшая школа, 1990.-331с., ил.
10. Электронный каталог Модуль-С [Электронный ресурс]: Каталог компенсаторов реактивной мощности.– Электрон. дан.– Режим доступа: http://www.modul-c.ru/kondencblokustn.html/– Загл. с экрана
При выборе мощности трансформаторов следует учитывать характер графиков нагрузки и соответствующие требования к перегрузочной способности, установленные Приказом Минэнерго от 08.02.2019 № 81 «Об утверждении требований к перегрузочной способности трансформаторов и автотрансформаторов, установленных на объектах электроэнергетики, и ее поддержанию». Систематические перегрузки могут возникать при неравномерном суточном графике нагрузки трансформатора, а аварийные перегрузки могут быть необходимы в случае аварийной ситуации, когда нужно поддерживать электропитание потребителей, даже если трансформатор перегружен.
Компенсация циклов со скоростью относительного износа изоляции, больших и меньших единицы, определяет допустимую систематическую перегрузку трансформатора. Ее баланс связан с постоянной временем и системой охлаждения, а также с продолжительностью перегрузки и эквивалентной температурой охлаждающей среды.
В данной выпускной квалификационной работе выбор количества и мощности трансформаторов на реконструируемой подстанции выполним с учетом района сооружения, графика нагр