Обеспечение качества электроснабжения объектов

В последнее время одной из важных проблем в отечественной энергетике является замена устаревшего парка оборудования на электростанциях и подстанциях электроэнергетических систем (ЭЭС). Так, эксплуатация морально устаревших комплексов релейной защиты может привести к ложным срабатываниям защит или даже их отказу, что в свою очередь приведёт к развитию опасных аварийных ситуаций и снижению надёжности функционирования ЭЭС в целом.
Работа систем электроснабжения, надежность и качество данных систем определяется надежностью составляющих их элементов. Одним из основных элементов систем энергоснабжения являются силовые трансформаторы, обеспечивающих преобразование параметров электроэнергии для ее дальнейшего использования. Повышение эффективности и надежности функционирования высоковольтного маслонаполненного оборудования является перспективным и необходимым направлением совершенствования систем совершенствования силового электрооборудования
На современном этапе эффективным средством снижения стоимости и ресурсоемкости обслуживания электрооборудования является совершенствование системы планово-предупредительных ремонтов. Для данной системы характерно определение состояния оборудования на основе оценки заданных контролируемых параметров. Анализ данных параметров позволяет выявить тревожные и аварийные уровни сигнала и соответственно предотвратить выход оборудования из строя. Следовательно, целью диагностического контроля является прогнозирование остаточного ресурса оборудования, как основного показателя надежности и предотвращение, таким образом, аварийного отказа данного оборудования.
Актуальность работы заключается в оценке качества электроснабжения подстанции и развитие методов диагностического контроля состояния силового оборудования являются наиболее актуальным направлением вследствие высокой стоимости высоковольтных маслонаполненных трансформаторов, большого значения их в общей надежности систем электроснабжения, а также сложностью существующих методик определения повреждения и дефектов.
В настоящее время к надежности электроснабжения и качеству поставляемой электроэнергии предъявляются высокие требования. Качество электроэнергии должно соответствовать ГОСТ 13109-99.
Целью данного дипломного проекта является обеспечениекачества электроснабжения объектов подстанцией 110/10 кВ предприятия ОАО «ЭСК «СОЮЗ».
Объект исследования – энергосистема промышленного предприятия на примере качества электроснабжения объектов подстанции 110/10 кВ предприятия ОАО «ЭСК «СОЮЗ». Выбор объекта исследования обусловлен необходимостью оценки и повышения качества энергоснабжения данного предприятия.
Предметом исследования являются показатели качества электроснабжения. Объектом исследования является понижающая подстанция ОАО «ЭСК «СОЮЗ» 110/10 кВ.
Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при модернизации систем электроснабжения объекта исследования, проектированию систем электроснабжения промышленных предприятий с учетом современных технологий.
Для выполнения поставленной в данной работе цели необходимо:
• Провести анализ факторов, влияющих на надежность функционирования оборудования подстанции;
• Оценить возможность бесперебойного обеспечения потребителей электроэнергией;
• Произвести технико-экономическое сравнение нескольких вариантов и выбирается наиболее выгодный из них;
• Рассмотреть методы повышения надежности систем электроснабжения.

ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Исходные данные для анализа 6
1.1 Краткая характеристика объекта модернизации 6
1.2 Основные требования, предъявляемые к системам электроснабжения 7
1.3 Основные проблемы в электроснабжении промышленных предприятий 13
Глава 2. Возможные нарушения нормального режима электроснабжения промышленных предприятий 19
2.1 Обеспечение надежности электроснабжения 19
2.2 Нарушения нормального режима электроснабжения 21
2.3 Статистические показатели надежности электрооборудования в системах электроснабжения 28
2.4 Влияние качества электроэнергии на надежность систем электроснабжения 36
Глава 3. Методы повышение надежности систем электроснабжения 40
3.1 Повышение надежности работы электрооборудования, релейной защиты и автоматики 40
3.2 Рекомендуемые меры по повышению надежности систем электроснабжения 44
3.3 Анализ надежности и качества электроснабжения подстанции 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 79

Перед энергетикой стоят ответственные задачи по рациональному расходованию электрической энергии и обеспечению качества электроснабжения как промышленных, так и гражданских объектов. Большое значение приобретает внедрение прогрессивных и рациональных решений в области электроснабжения. Это возможно только при правильном расчете режимов электропотребления и выборе элементов системы электроснабжения, линий электропередач, питающих и распределительных сетей. Выбор всех эти элементов производится на основании электрических нагрузок, поэтому верное определение электрических нагрузок является решающим фактором при проектировании и модернизации.
В данномпроекте проведены расчёты, направленные на возможность проведения модернизации подстанции предприятияОАО «ЭСК «СОЮЗ», которые показали, что при сравнительно небольших капиталовложениях возможно увеличение передачи электрической энергии потребителям и повышение надёжности и безопасности в работе подстанции. Произведено определение надежности электроснабжения данной подстанции и вероятность отказа оборудования.
При выборе электрооборудования рассматривались различные типы оборудования и выбраны те, которые удовлетворяют как в номинальном, так и в аварийном режимах, а также обеспечивают наибольшую надежность электроснабжения. Модернизация оборудования была произведена по следующим направлениям:
1) Установка вакуумных выключателейВВ/TEL-10взамен масляныхВМГ-10 на стороне 10 кВ;
2) Установка элегазовых выключателейВГТ-110II-40/2500 У1 взамен масляных ВМТ-110Б на стороне 110 кВ;
3) Замена разрядников РВС и РВО, на более современные, ограничители перенапряжения нелинейные ОПН;
4) Установка устройств компенсации емкостного тока.
5) Замена силовых трансформаторов новыми, соответствующей мощности
Новое оборудование имеет высокую надежность, по сравнению с замененным, что подтверждается расчетом надёжности энергосистемы. Таким образом, замена оборудования подстанции предприятия ОАО «ЭСК «СОЮЗ» более совершенным и надежным, позволила повысить надежность энергоснабжения в целом.
Результаты вычислений показывают, что существующая схема подстанции предприятияОАО «ЭСК «СОЮЗ» обладает достаточной надежностью. Среднее время безотказной работы системы составляет 24,3 г. Система имеет коэффициент стационарной готовности равный 0,999968.

1. Андреев В.Л. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. – М.: Высшая школа, 1991 г.
2. Аракелян В.Г. Оперативная диагностика состояния элегазового оборудования по физико-химическим показателям // Электротехника.- 2002- №3С. 56-65.
3. Бажанов С.А. Техническое обслуживание и ремонт вводов и изоляторов высокого напряжения. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 240 с., ил.
4. Баумштейн И.А. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. М.: Энергоиздат, 1981 г.
5. Бобылев С.Н. Экономика природопользования: Учебное пособие / Бобылев С. Н. – М.: ТЕИС 1997.
6. Будзко И.А., Лещинская В.И. Электроснабжение с/х.- М.: Колос, 2000 г.
7. Будзуко И.Д. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов. – М.: Колос, 1985 г.
8. Бушуев В.П.. Энергосберегающий путь развития экономики // Экономист. 1996 № 2. С.19-27.
9. Ванин Б.Н., Львов Ю.Н., Неклепаев Б.Н. и др. О повреждениях силовых трансформаторов напряжением 110-500 кВ в эксплуатации // Электрические станции. — 2001. — №9. - С. 53-58.
10. Водяников Методика технико-экономического расчета средств электрификации и автоматизации. – М.; МИИСЛ, 1987,
11. Зайнишев А.В., Николаев Н.Я. Методические указания к разделу «Безопасность труда».- Челябинск.: ЧГАУ,-1994 г
12. Качанов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. М.: Колос, 1980 г.
13. Конюхова Е. А., Киреева Э. А. Надежность электроснабжения промышленных пред¬приятий. — М.: НТФ “Энергопрогресс”, 2001. — 92 с.; ил
14. Лебедева Н.А., Лукин КН. и др. Система непрерывного контроля и диагностики силового и вспомогательного оборудования подстанции «Выборгская» // Электротехника. - 2001. -№9. - С. 53 - 55.
15. Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок потребителей, М., 2001.
16. Нeклeпaeв Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 640 с.;
17. О составе затрат и единых норм. - М.: Финансы и статистика,
18. Плеханов В.М., Смекалов В.В. Хлюпин Ю.А., Шипицын В.В. Мониторинг и анализ состояния комплекса высоковольтного электрооборудования электростанций. Сборник докладов 5-го Международного симпозиума «Электротехника 2010». - Моск. область.: ВЭИ, 1999. Том 1. С. 237-244.
19. Плущевский М.Б. Основы общей концепции нормативно-технического обеспечения ресурсосбережения в промышленности. — Киев.: Общество «Знание». 2002. С. 12.
20. Положение о проведении энергетического обследования предприятий, учреждений и организаций. - Минск: ГП Белэнергосбережение, 2004.
21. Потребич А.А. , Кузнецов В.П. и др. Автоматизированная система для оценки технического состояния электрооборудования // Электрические станции. -2001№4. - С. 35 - 37.
22. Правила пользования электрической и тепловой энергией, изд. 3, М., 1982.
23. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), изд. 7, 2001 - 2011 г.г.
24. Рожкова Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций. М.: Энергоиздат, 1987 г.
25. Рожкова Л.Д., Козулин B.C. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: Энергия, 1980. - 599 с.;
26. Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1992.
27. Семенов В. В. Диагностика и мониторинг высоковольтного маслонаполненного электротехнического оборудования.дисс. канд. техн. наук. БГАУ 2004
28. Сергеев Н.Н. Использование энергосберегающих технологий в хозяйственной деятельности промышленных предприятий // Вестник Удмуртского Университета. Серия «Экономика и право». – 2011.- №3.
29. Сергеев Н.Н. Особенности учета и группировки энергозатрат на промышленном предприятии // В мире научных открытий. – 2011. - №10
30. Сергеев Н.Н. Проектный подход в реализации политики энергосбережения на промышленном предприятии // Вестник Астраханского Государственного Технического Университета. Серия: Экономика. – 2011. - №1.
31. Сергеев Н.Н. Формирование системы энергетического планирования на промышленных предприятиях // Вестник Поволжского Государственного
32. Славинский А.З., Кассихин С.Д., Никитин Ю.В., Сипилкин К.Г., Устинов В.Н. Новые разработки и перспективные программы ЗАО «Мосизолятор»// Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Вып. 30: Методические основы и практический опыт инфракрасного термографического обследования энергетического оборудования, зданий и сооружений. Современные проблемы производства, эксплуатации и ремонта трансформаторного оборудования/Под ред. А.И. Таджибаева. - СПб.:ПЭИПК, 2006. - 444 с.
33. Славинский А.З., Устинов В.Н. Диагностика и ремонт высоковольтных вводов// Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Вып. 30: Методические основы и практический опыт инфракрасного термографического обследования энергетического оборудования, зданий и сооружений. Современные проблемы производства, эксплуатации и ремонта трансформаторного оборудования/Под ред. А.И. Таджибаева. - СПб.:ПЭИПК, 2006. - 444 с.
34. СНиП-11-01-95, Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений
35. Справочник по проектированию электрических систем./ Под редакцией С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро.- М.: Энергия, 1971.- 248 с.;
36. Справочник по проектированию электроснабжения/ Под редакцией Ю.Г. Барыбина, JI.E. Фёдорова, М.Г. Зименкова, А.Г. Смирнова. --- М.: Энергоатомиздат, 1990.- 576 с.;
37. Таганович Н.Ю. Совершенствование структуры топливоно-энергетического баланса страны в условиях роста цен на энергоресурсы // Экономика, финансы, управление. 2007 № 1. С.11-16.
38. Федоров А.А., Основы электроснабжения промышленных предприятий.- Москва: Энергоатомиздат, 1984.
39. Федоров А.А., Старков Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергоатомиздат, 1987 г.
40. Шабад М.А. Расчет релейной защиты и автоматики распределительных систем. – Ленинград: Энергоатомиздат, 1985 г.,