Инженерные решения по реконструкции районной подстанции 220/110 кВ «Окунево»

Обоснование реконструкции районной подстанции 220/110 кВ «Окунево».

Энергетика в настоящее время находится в непростом положении. Изношенность и старение оборудования, необходимость совершенствования методов управления в энергетике, острая нехватка денежных средств – это лишь одни из основных направлений, по которым требуются комплексные и безотлагательные решения.
Основная задача проектирования энергосистем – это разработка с учетом новейших достижений науки и техники решений, определяющих формирование энергетических объединений и развитие электрических станций, электрических сетей и средств их эксплуатации и управления, при которых обеспечивается оптимальная надежность снабжения потребителей электрической энергией в необходимых объемах и требуемого качества с наименьшими затратами.
ПС «Окунево» была введена в эксплуатацию в 60-е годы прошлого века. Часть оборудования на ПС эксплуатируется с того времени, часть была модернизирована, либо заменена на более новое. Но даже это оборудование уже выработало свой ресурс.
На территории ОРУ установлено порядка 300 железобетонных и металлических опор, на которых установлено оборудование, либо устроены порталы. Стойки имеют следующие дефекты: трещины и микротрещины в опорных узлах и в теле. Плохо провибрированы места стыков стоек, как по высоте, так и в поперечном направлении. В ряде стоек имеет место наружная коррозия поперечной и продольной арматуры. Дефектами металлических опор являются практически повсеместное разрушение верхней части монолитных фундаментов, коррозия металла опорных частей стоек и последствия огневого воздействия на опорные узлы стоек в результате пожара. Разрушение верхней части фундаментов обусловлено в частности длительной эксплуатацией фундаментов на открытом воздухе, что приводит к размораживанию и разрушению бетона в результате воздействия внешних факторов. По этой же причине происходит коррозия опорных узлов стоек, которые не закрыты бетоном. В некоторых местах коррозия наиболее значительная, а в ряде мест имеет место сквозная коррозия. В результате из 287 опор не имеет дефектов, но требует текущего ремонта 96 опор(33,5%), 21 опора (7,3%) находится в аварийном состоянии, а остальные (59,2%) требуют капитального ремонта.
Из всего вышеизложенного можно сделать вывод о том, что простая модернизация (усовершенствование, обновление объекта, приведение его в соответствие с новыми требованиями и нормами, техническими условиями, показателями качества) оборудования не поможет, и необходима полномасштабная реконструкция (процесс изменение объектов настоящего с целью придания новых свойств в будущем) районной подстанции 220/110 кВ «Окунево».

Содержание.

Введение
1. Расчет электрических нагрузок ПС «Окунево»…………...………
1.1. Внешнее электроснабжение……………....…………………...
1.2. Расчет электрических нагрузок………………………………..
1.3. Определение мощности компенсирующего устройства…..
2. Выбор месторасположения подстанции……………………………
3. Расчет мощности и выбор силовых трансформаторов………….
4. Расчет питающих и распределительных ЛЭП…………………….
4.1. Расчет и выбор проводов распределительных ЛЭП…………
5. Расчет токов КЗ в электрических сетях напряжением выше 1000 В…………………………………………………………………….
6. Выбор основного электрооборудования ПС………………………
7. Выбор электрооборудования цепей собственных нужд ПС……
7.1. Электромеханическое оборудование и электроснабжение собственных нужд…………………………………………………..
7.1.1. Расчет электрических нагрузок…………………………………..
7.2. Выбор числа и мощности трансформаторов собственных нужд подстанции…………………………………………………….
7.3. Канализация электрической энергии на ПС «Окунево»……..
7.3.1. Выбор сечения питающих проводов и кабелей………………
7.4. Расчет токов КЗ в электрических сетях напряжением до 1000 В…………………………………………………………………
7.5. Расчет однофазного тока КЗ в электрических сетях напряжением до 1000 В……………………………………………
7.6. Выбор аппаратуры защиты и управления……………………...
8. Релейная защита и автоматика……………………………………...
8.1. Выбор типов релейной защиты…………………………………..
8.2. Расчет релейной защиты автотрансформатора………………
8.2.1. Расчет параметров дифференциальной защиты АТ………..
8.2.2. Газовая защита АТ…………………………………………………
8.2.3. Максимальная токовая защита АТ……………………………...
8.2.4. Токовая защита нулевой последовательности……………….
8.3. Расчет релейной защиты отходящей линии 110 кВ…………..
9. Защита электрооборудования ПС «Окунево» от перенапряжений………………………………………………………..
9.1. Общие требования к молниезащите…………………………….


9.2. Определение надежности защиты ПС от прямых ударов молнии………………………………………………………………..
10. Заземление электрооборудования ПС «Окунево»……………
10.1. Общие требования к ЗУ……………………………………………
10.2. Расчет контурного заземлителя………………………………….
11. Охрана труда и техника безопасности на ПС «Окунево»……
11.1. Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках………………………
12. Технико-экономические показатели проектных решений……
12.1. Планирование фонда оплаты труда…………………………….
12.2. Разработка планового баланса рабочего времени на одного рабочего………………………………………………………………
12.3. Расчет фонда заработной платы рабочего персонала………
12.4. Расчет фонда заработной платы административно-управленческого персонала………………………………………
12.5. Планирование издержек на преобразование и передачу электроэнергии……………………………………………………...
12.6. Смета общезаводских расходов…………………………………
12.7. Расчет налогов, включаемых в себестоимость………………..
12.8. Расчет амортизационных отчислений…………………………..
12.9. Финансовый план…………………………………………………...
12.10. Планирование прибыли……………………………………..
12.11. Формирование и распределение прибыли………………
12.12. Определение критических величин производства……..
Заключение………………………………………………………………………..
Список использованной литературы………………………………………….

Доклад.

Выпускная квалификационная работа инженера на тему «Инженерные решения по реконструкции районной подстанции 220/110 кВ «Окунево».
Работая подстанции «Окунево» Восточного района «Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы» я столкнулся с проблемой устаревшего и изношенного оборудования.
ПС «Окунево» является основным узлом энергетической системы Восточного района Свердловской области. Она была введена в эксплуатацию в начале 60-ых годов прошлого века. Часть оборудования на ПС эксплуатируется с того времени, часть была модернизирована, либо заменена на более новое. Но даже это «новое» оборудование уже выработало свой ресурс.
На территории ОРУ подстанции установлено порядка 300 железобетонных и металлических опор. Из 287 опор требует текущего ремонта 96 опор(33,5%), 170 опор (59,2%) требуют капитального ремонта, а 21 опора (7,3%) находится в аварийном состоянии. Из этого можно сделать вывод о том, что простая модернизация оборудования не поможет, и необходима полномасштабная реконструкция районной подстанции 220/110 кВ «Окунево».
При написании данной работы был выполнен расчет электрических нагрузок ПС «Окунево». Определенный символический центр электрических нагрузок находится в заболоченной и труднопроходимой местности, поэтому было принято решение о расположении новой ПС рядом с существующей. Был сделан выбор мощности автотрансформаторов ПС, произведены расчеты и выбор ЛЭП, расчет токов КЗ, выбор основного электрооборудования ПС. При выборе основного электрооборудования ПС было рассмотрено множество различных вариантов, но я остановился на высоковольтном оборудовании производства «Уралэлектротяжмаш», так как в эксплуатации оно зарекомендовало себя как надежное и высокотехнологичное оборудование, а так же широко применяется на вновь вводимых в эксплуатацию объектах «ФСК ЕЭС».
Так же был выполнен предварительный выбор и расчет релейной защиты и сетевой автоматики, выполнен расчет заземляющего устройства подстанции, рассмотрены вопросы ОТ и ТБ и определены технико-экономические показатели принятых проектных решений.
При принятии решений я руководствовался произведенными расчетами и нормативными документами, старался, чтобы решения соответствовали современному уровню электроэнергетики и электротехники.
Считаю, что с поставленной задачей по реконструкции районной подстанции 220/110 кВ «Окунево» я справился.

Список использованной литературы.

1. Плащанский Л.А. Основы электроснабжения горных предприятий. – М.: Издательство государственного горного университета, 2006.
2. Плащанский Л.А. Основы электроснабжения горных предприятий. Учебное пособие – М.: Издательство государственного горного университета, 2006.
3. Стариков В. С., Горячих Ю. А. Охрана труда и техника безопасности при эксплуатации электромеханического оборудования: Методические указания по разделу выпускной квалификационной работы (ВКР) инженера для студентов специальности 180400 – «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» (ЭГП) направления 654500 - «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2005.
4. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. – М.: Энергия, 1979.
5. Федоров А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергия, 1984.
6. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. - ). - М.: Энергоатомиздат, 1987.
7. Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 февраля 2012г. – М.: КНОРУС,2008.
8. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Части 1,2 (под общей редакцией А.А.Федорова). - М.: Энергоатомиздат, 1987.
9. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.
10. Коцепалова В.И. Справочное пособие по курсовому и дипломному проектированию – Киров, 2004 г.-27 с.
11. СО 153-34.20.122-2006 Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ - Утвержден Приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 16.06.06 № 187, приказом ОАО «Институт «Энергосетьпроект» от 03.07.06 № 18эсп.
12. Положение о технической политике в распределительном электросетевом комплексе – М., 2006 г. Утвержден 25.10.2006 г.
13. Тарифно - квалификационный справочник работ и профессий рабочих электроэнергетики от 12 марта 1999 г.
14. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей: Монография – СПб.:ИЭПК, 2003. – 4-е изд., перераб. и доп. – 350 с.
15. Справочник по проектированию электроэнергетических систем/ В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А.Илларионов и др.; под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро-М.: Энергоатомиздат, 1985.-352 с.
16. Приложение к письму Министерства регионального развития Российской Федерации №1289-СК/08 от 20.01.2010 г.
17. Отраслевое тарифное соглашение в электроэнергетике Российской Федерации на 2009 – 2011 г. 7.08. 2008 регистрационный №104/09-11
18. Методическое пособие по расчету систем оперативного тока, собственных нужд, заземляющих устройств и молниезащиты подстанций 35 кВ и выше. Н. Новгород, 2000г.
19. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. Энергоатомиздат, 1988г, 175с.
20. Информационное письмо об изменении размера минимальной месячной тарифной ставки рабочих первого разряда промышленно-производственного персонала от 13.01.10 г.
21. ООО «Элмашпром», Типовые решения по выполнению заземления для электроустановок», Н. Новгород, 2008г, 68с.
22. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов. Учебное пособие. Изд. «Мастерство», 2002г., 320с.
23. Кабышев А. В. Молниезащита электроустановок систем электроснабжения. Изд. ТПУ, 2006г, 124с.
24. Руководящие указания по проектированию заземляющих устройств электрических станций и подстанций напряжением 3-750 кВ переменного тока. 1987г.
25. Разработка мероприятий по совершенствованию и повышению надежности цепей напряжения и тока релейной защиты, автоматики и коммерческого учета ПС 220 кВ и выше РАО "ЕЭС России, № 3290тм-т1-7, Энергосетьпроект, 1995 г.
26. ГОСТ 28249-93 (2003) Короткие замыкания в электроустановках. Госстандарт России, 2003г.
27. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ, ОМЕГА-Л, Москва, 2008г.