: Разработка проекта реконструкции подстанции 110/10 кВ «Буда» в связи с износом оборудования

Электрическая энергия широко применяется во всех областях народного хо-зяйства и в быту. Этому способствует универсальность и простота её использо-вания, возможность производства в больших количествах промышленным спо-собом и передача на большие расстояния.
За последние годы с ростом науки и техники происходят большие изменения в области усовершенствования электрического оборудования энергетических систем. Успехи в создании более мощного и совершенного оборудования осно-вываются не только на применении новых принципов и конструкций, но в зна-чительной мере на применении новых, весьма эффективных материалов и ин-тенсивных способов охлаждения активных частей электрооборудования.
Целью дипломного проекта является реконструкция электрической подстан-ции 110/35/10 кВ «Буда-Кошелёво». Реконструкция проводится в связи с физи-ческим и моральным износом оборудования.
На действующей подстанции применена схема мостика с выключателем в пе-ремычке и отделителями в цепях трансформаторов. Данная схема достаточно проста, но ненадёжна. При реконструкции предлагается применить схему со сборными шинами, которая обеспечит надёжное питание потребителей на сто-роне 10 кВ и транзит электроэнергии через сторону 35 кВ.
Необходимо исследовать режимы работы трансформаторов за последние годы на основе показаний счётчиков активной и реактивной энергии. Рассчи-тать следующие показатели: активную, реактивную и полную мощности, коэф-фициент мощности и коэффициент загрузки трансформаторов, - построить графики и провести их анализ.
Основной причиной замены трёхобмоточного трансформатора ТДТН-20000/110/35/10 является его истекший срок службы. При этом необходимо учесть коэффициент загрузки трансформатора и по необходимости выбрать трансформатор меньшей мощности.
Для выбора коммутационной аппаратуры требуется рассчитать токи корот-кого замыкания на шинах трансформаторов с помощью комплекса программ ТКЗ-3000. По результатам расчёта сделать вывод о необходимости установки на стороне 10 кВ токоограничивающий реакторов.
В качестве коммутационных аппаратов на высоком и среднем напряжении (110, 35 кВ) предлагается установить элегазовые выключатели ведущих фирм-производителей, на стороне 10 кВ – вакуумные выключатели, которые имеют лучшие технические характеристики по сравнению с маломасляными выключа-телями.





Так как заменяется силовой трансформатор и высоковольтное коммутацион-ное оборудование, возникает необходимость выбрать новые трансформаторы собственных нужд. Источником оперативного тока на действующей подстанции является блок БПЗ, от которого получают выпрямленный оперативный ток. При реконструкции подстанции предлагается применить постоянный опера-тивный ток, источником которого будет шкаф постоянного оперативного тока ШОТ-01. В нём устанавливаются подзарядные агрегаты, которые питают соб-ственные нужды подстанции в её нормальном режиме работы, и свинцово-кислотные аккумуляторные батареи с рекомбинацией газа ёмкостью 25…50 А·ч.
В качестве модернизации распределительного устройства 10 кВ предлагает-ся сделать его закрытым. Для приёма и распределения электрической энергии использовать комплектные распределительные устройства, состоящие из шка-фов бронированного типа и шинных мостов к ним. В шкафах на выкатных те-лежках устанавливаются вакуумные выключатели, трансформаторы тока и напряжения, шинные разъединители и ограничители перенапряжений.
Назначение релейной защиты и автоматики заключается в постоянном кон-троле за работой систем электроснабжения, обнаружении повреждённых участков и их быстром отключении, либо информировании персонала о по-вреждении или ненормальном режиме. Большинство повреждений в системах электроснабжения приводят к коротким замыканиям. Основными причинами коротких замыканий являются нарушение изоляции токоведущих частей, вы-званные старением, неудовлетворительным состоянием, перенапряжением, ме-ханическим повреждением. Главной из защит силового трансформатора явля-ется дифференциальная защита, которую необходимо выполнить на базе мик-ропроцессорного блока БМРЗ-ТД.
В экономической части необходимо составить смету затрат на реконструк-цию подстанции. Для примера привести оценку эффективности замены трёхоб-моточного трансформатора. Рассчитать экономию электроэнергии от замены на трансформатор меньшей мощности и привести капитальные затраты.
Организацией охраны труда на предприятии занимается служба охраны труда, работа которой направлена на обеспечение здоровых и безопасных условий труда, соблюдение установленных нормативных правовых актов (до-кументов) требований охраны труда, принятие необходимых мер по профи-лактике производственного травматизма, профессиональных и других заболе-ваний.
До начала работы и в процессе её выполнения в электроустановках выше 1000 В необходимо выполнить организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность труда.
Проектом предусмотрен отвод земельных ресурсов под расширение элек-трической подстанции 110/35/10 кВ «Буда-Кошелёво». Проведение воздухо- и водоохранных мероприятий и мероприятий по снижению уровня производ-ственного шума и вибрации не предусматриваются.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1 Характеристика электрического хозяйства подстанции 110/35/10 кВ
«Буда-Кошелёво»
1.1 Главная схема электрических соединений подстанции
1.2 Основное электрическое оборудование подстанции
1.2.1 Силовые трансформаторы и трансформаторы собственных нужд
1.2.2 Основное коммутационное оборудование
1.2.3 Измерительное оборудование, приборы учёта электрической
энергии
1.2.4 Средства защиты оборудования от атмосферных и коммутаци-онных
перенапряжений
1.2.5 Средства компенсации емкостных токов
1.2.6 Релейная защита и автоматика
1.2.7 Источник оперативного тока
2 Исследование режимов нагрузок трансформаторов электрической
подстанции 110/35/10 кВ «Буда-Кошелёво»
2.1 Постановка задачи
2.2 Методика проведения исследования характерных режимов силовых
трансформаторов
3. Расчёт токов короткого замыкания электрической подстанции 110/35/10
кВ «Буда-Кошелёво»
3.1 Методика расчёта токов короткого замыкания с помощью ПЭВМ
3.2 Составление схемы замещения и определение её параметров
4 Мероприятия по замене электрического оборудования подстанции
110/35/10 кВ «Буда-Кошелёво»
4.1 Выбор силового трансформатора
4.2 Выбор принципиальной схемы распределительного устройства
напряжением 110 кВ
4.3 Выбор трансформаторов и схемы собственных нужд подстанции
4.4 Расчёт токов короткого замыкания
4.5 Выбор коммутационной аппаратуры
4.5.1 Выбор выключателей и разъединителей
4.5.2 Выбор предохранителей для защиты трансформаторов соб-ственных
нужд
4.6 Выбор токоведущих частей
4.6.1 Выбор сборных шин
4.6.2 Выбор гибких токопроводов
4.6.3 Выбор кабелей к трансформаторам собственных нужд подстан-ции
4.6.4 Выбор изоляторов
4.7 Выбор контрольно-измерительных приборов
4.8 Выбор трансформаторов тока
4.9 Выбор трансформаторов напряжения
4.10 Выбор источника оперативного тока
4.11 Разработка конструкции распределительных устройств
5 Расчёт дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора
6 Организационно-экономическая часть
6.1 Определение балансовой стоимости основных фондов электрической
подстанции 110/35/10 кВ «Буда-Кошелёво»
6.2 Оценка экономической эффективности замены трансформатора на
электрической подстанции 110/35/10 кВ «Буда-Кошелёво»
7 Охрана труда и экология
7.1 Организация охраны труда на предприятиях электрических сетей
7.2 Организационные и технические мероприятия для обеспечения
безопасности работ в установках выше 1000 В
7.3 Экология и охрана окружающей природной среды
Заключение
Литература
Приложение 1
Приложение 2

Электрическая энергия широко применяется во всех областях народного хо-зяйства и в быту. Этому способствует универсальность и простота её использо-вания, возможность производства в больших количествах промышленным спо-собом и передача на большие расстояния.
За последние годы с ростом науки и техники происходят большие изменения в области усовершенствования электрического оборудования энергетических систем. Успехи в создании более мощного и совершенного оборудования осно-вываются не только на применении новых принципов и конструкций, но в зна-чительной мере на применении новых, весьма эффективных материалов и ин-тенсивных способов охлаждения активных частей электрооборудования.
Целью дипломного проекта является реконструкция электрической подстан-ции 110/35/10 кВ «Буда-Кошелёво». Реконструкция проводится в связи с физи-ческим и моральным износом оборудования.
На действующей подстанции применена схема мостика с выключателем в пе-ремычке и отделителями в цепях трансформаторов. Данная схема достаточно проста, но ненадёжна. При реконструкции предлагается применить схему со сборными шинами, которая обеспечит надёжное питание потребителей на сто-роне 10 кВ и транзит электроэнергии через сторону 35 кВ.
Необходимо исследовать режимы работы трансформаторов за последние годы на основе показаний счётчиков активной и реактивной энергии. Рассчи-тать следующие показатели: активную, реактивную и полную мощности, коэф-фициент мощности и коэффициент загрузки трансформаторов, - построить графики и провести их анализ.
Основной причиной замены трёхобмоточного трансформатора ТДТН-20000/110/35/10 является его истекший срок службы. При этом необходимо учесть коэффициент загрузки трансформатора и по необходимости выбрать трансформатор меньшей мощности.
Для выбора коммутационной аппаратуры требуется рассчитать токи корот-кого замыкания на шинах трансформаторов с помощью комплекса программ ТКЗ-3000. По результатам расчёта сделать вывод о необходимости установки на стороне 10 кВ токоограничивающий реакторов.
В качестве коммутационных аппаратов на высоком и среднем напряжении (110, 35 кВ) предлагается установить элегазовые выключатели ведущих фирм-производителей, на стороне 10 кВ – вакуумные выключатели, которые имеют лучшие технические характеристики по сравнению с маломасляными выключа-телями.





Так как заменяется силовой трансформатор и высоковольтное коммутацион-ное оборудование, возникает необходимость выбрать новые трансформаторы собственных нужд. Источником оперативного тока на действующей подстанции является блок БПЗ, от которого получают выпрямленный оперативный ток. При реконструкции подстанции предлагается применить постоянный опера-тивный ток, источником которого будет шкаф постоянного оперативного тока ШОТ-01. В нём устанавливаются подзарядные агрегаты, которые питают соб-ственные нужды подстанции в её нормальном режиме работы, и свинцово-кислотные аккумуляторные батареи с рекомбинацией газа ёмкостью 25…50 А·ч.
В качестве модернизации распределительного устройства 10 кВ предлагает-ся сделать его закрытым. Для приёма и распределения электрической энергии использовать комплектные распределительные устройства, состоящие из шка-фов бронированного типа и шинных мостов к ним. В шкафах на выкатных те-лежках устанавливаются вакуумные выключатели, трансформаторы тока и напряжения, шинные разъединители и ограничители перенапряжений.
Назначение релейной защиты и автоматики заключается в постоянном кон-троле за работой систем электроснабжения, обнаружении повреждённых участков и их быстром отключении, либо информировании персонала о по-вреждении или ненормальном режиме. Большинство повреждений в системах электроснабжения приводят к коротким замыканиям. Основными причинами коротких замыканий являются нарушение изоляции токоведущих частей, вы-званные старением, неудовлетворительным состоянием, перенапряжением, ме-ханическим повреждением. Главной из защит силового трансформатора явля-ется дифференциальная защита, которую необходимо выполнить на базе мик-ропроцессорного блока БМРЗ-ТД.
В экономической части необходимо составить смету затрат на реконструк-цию подстанции. Для примера привести оценку эффективности замены трёхоб-моточного трансформатора. Рассчитать экономию электроэнергии от замены на трансформатор меньшей мощности и привести капитальные затраты.
Организацией охраны труда на предприятии занимается служба охраны труда, работа которой направлена на обеспечение здоровых и безопасных условий труда, соблюдение установленных нормативных правовых актов (до-кументов) требований охраны труда, принятие необходимых мер по профи-лактике производственного травматизма, профессиональных и других заболе-ваний.
До начала работы и в процессе её выполнения в электроустановках выше 1000 В необходимо выполнить организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность труда.
Проектом предусмотрен отвод земельных ресурсов под расширение элек-трической подстанции 110/35/10 кВ «Буда-Кошелёво». Проведение воздухо- и водоохранных мероприятий и мероприятий по снижению уровня производ-ственного шума и вибрации не предусматриваются.

ЛИТЕРАТУРА

1) Правила устройства электроустановок. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 640 с.
2) Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. – 14-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 288 с.
3) Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 144 с.
4) Гук Ю.Б., Кантан В.В, Петрова С.С. Проектирование электрической ча-сти станций и подстанций: Учеб. пособие для ВУЗов. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 312 с.
5) Справочник по проектированию электроэнергетических систем. /Под ред. Шапиро И.М., Рокотяна С.С. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 396 с.
6) Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстан-ций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для ВУЗов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1989. – 608 с.
7) Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. – 2-е изд., перераб. – М.: Энергия, 1980. – 600 с.
8) Прокопчик В.В. Канализация электрической энергии по территории предприятия: Практическое руководство к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий». – Гомель: Учреждение образования «Гомельский государственный технический универ-ситет им. П.О. Сухого», 2001. – 28 с.
9) Оборудование для реконструкции и модернизации РЗА распределитель-ных сетей. Каталог продукции компании Энергомашвин, 2002.
10) Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. В 2-х книгах. /Под общей ред. Фёдорова А.А. и Сербиновского Г.В. Кн. 2. Техниче-ские сведения об оборудовании. – М.: Энергия, 1974. – 528 с.
11) Ус А.Г., Евминов Л.И. Электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий: Учебное пособие. – Мн.: НПООО «Пион», 2002. – 457 с.
12) Радкевич В.Н. Проектирование систем электроснабжения: Учеб. пособие. – Мн.: НПООО «Пион», 2001. – 292 с.
13) Электрические комплектные устройства. Каталог. – Мн.: НВФ Иносат, 2002.
14) Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропере-дачи и сетей. /Под ред. Большама Я.М., Круповича В.И., Самовера М.Л. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1974. – 696 с.
15) Шабад М.А. Расчёты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 296 с.





16) Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. для ВУЗов по спец. «Электроснабжение». – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1991. – 496 с.
17) Прейскурант №15-03. Оптовые цены на аппаратуру электрическую высо-ковольтную. – М.: Прейскурантиздат, 1981. – 295 с.
18) Прейскурант №15-05. Оптовые цены на трансформаторы, подстанции трансформаторные комплектные и реакторы. – М.: Прейскурантиздат, 1980. – 349 с.
19) Ресурсно-сметные нормы на монтаж оборудования. Сборник 8. Электро-технические установки. Книга 1, 2 (СНБ 8.03.208-2000). – Мн.: Министерство архитектуры и строительства РБ, 2001.
20) СНиП IV-4-82. Приложение. Сборник средних районных сметных цен на материалы, изделия и конструкции. Часть V. Материалы, изделия и конструк-ции для монтажных и специальных строительных работ. /Госстрой СССР. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 568 с.
21) Главный бухгалтер, 2004, №18.
22) Указания к применению ресурсно-сметных норм РДС 8.01.104-02. – Мн.: Министерство архитектуры и строительства РБ, 2002.
23) Постановление от Совета министров от 11.02.2003 г.