Дипломная работа: Реконструкция и модернизация подстанции "Ильинск"

Дипломная работа: Реконструкция и модернизация подстанции "Ильинск"

Содержание

Введение

1. Общие данные

1.1 Исходные данные

1.2 Организация эксплуатации

1.3 Существующее состояние ПС до расширения

1.4 Главная схема электрических соединений

1.5 Расчетные климатические и геологические условия

2. Расчет мощности и выбор главных понижающих трансформаторов

2.1 Определение максимальных нагрузок

2.2 Определение расчетной мощности подстанции

2.3 Собственные нужды подстанции

2.4 Построение годового графика нагрузок подстанции

2.5 Расчет средней нагрузки и коэффициента заполнения графика

2.6 Выбор силовых трансформаторов

2.7 Технико-экономический расчёт трансформаторов

3. Компоновка распределительного устройства 110 кВ

3.1 Общие положения

3.2 Расчет геометрических параметров ячейки и всего ОРУ-110 кВ

4. Выбор типа распределительного устройства и изоляции по условиям загрязнения атмосферы

5. Расчет токов короткого замыкания

5.1 Составление расчетной схемы замещения

5.2 Определение параметров схемы замещения

5.3 Расчет токов короткого замыкания

6. Выбор коммутационной, защитной аппаратуры и сборных шин

6.1 Выбор выключателей, разъединителей отделителей и короткозамыкателей

6.2 Выбор трансформаторов тока и напряжения

6.3 Выбор оборудования установленного в нейтрали трансформаторов

6.4 Выбор шин

7. Расчет устройств заземления и молниезащиты

8. Расчет релейной защиты и автоматики

8.1 Расчет защиты силовых трансформаторов

8.2 Расчет устройств автоматики установленных на подстанции

9. Обоснование измерительной аппаратуры

10. Эффективность использования ОПН для защиты от коммутационных и атмосферных перенапряжений

10.1 Основные сведения

10.2. Конструкция и принцип действия

10.3 Основные термины и определения

10.4 Техническое обслуживание ограничителей перенапряжения

11. Оценка инвестиционного проекта

11.1 Организация строительства второй очереди

11.2 Сметно-финансовый расчет

11.3 Перерасчет сметной стоимости (в ценах 2001 года).

11.4 Определение капитальных затрат на реконструкцию подстанции

11.5 Расчет экономического эффекта от реконструкции подстанции

11.6 Расчет численности и состава бригад электромонтажников

11.7 Определение продолжительности работ по реконструкции подстанции

11.8 Разработка ленточного графика выполнения строительно-монтажных работ

12. Вопросы безопасности и экологичности проекта

12.1. Введение

12.2 Проектирование рабочего места диспетчера.

12.3 Расчет освещения

12.4 Анализ устойчивости объекта при возможны ЧС

Приложения

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в связи с переходом сельского хозяйства на промышленную основу, строительством крупных животноводческих комплексов, ростом электропотребления на производстве и в быту единичные мощности электропотребителей растут. Но структура организации сельскохозяйственного производства, малая плотность населения сельских районов определяют малую плотность электрических нагрузок и значительную протяженность электрических сетей.

Основой системы ЭС являются электрические сети напряжением 0.38- 110 кВ, от которых снабжаются электроэнергией преимущественно сельскохозяйственные потребители, включая коммунально-бытовые, объекты мелиорации и водного хозяйства, а также предприятия и организации, предназначенные для бытового и культурного обслуживания сельского населения.

Воздушные линии (ВЛ) 35-110 кВ выполняются на железобетонных или деревянных опорах. Применение деревянных опор рекомендуется для ВЛ в лесных районах страны и в районах с повышенными гололедными и ветровыми нагрузками. На ВЛ-110 кВ применяют провода марки АС (сечением 70-240 мм2), на ВЛ-35 кВ – марок АС, АНС (сечение 50-150 мм2 сечение проводов выбирается по экономическим интервалам нагрузки.

Трансформаторные подстанции (ТП) 35-110 кВ, применяемые для ЭС сельскохозяйственных районов, имеют один или два трансформатора напряжением 35/10 кВ, мощностью 630-6300 кВ А; 110/10 кВ – 2500-10000 кВ А; 110/35/10 кВ – 6300-80000 кВ А. Место размещение подстанции выбирается вблизи центра электрических нагрузок, автомобильных дорог и железнодорожных станций. Подстанция (ПС) должна располагаться, как правило, на непригодных для сельскохозяйственного использования земель; на незаселенной или занятой кустарниками территории; по возможности вне зон интенсивных природных и промышленных загрязнений. Важным требованием при размещении ПС является обеспечение удобных заходов ВЛ.

Рациональное проектирование сетевых ПС всех типов и категорий и, в частности, рациональное и экономичное построение главных электрических схем, выбор параметров оборудования и аппаратуры, а также оптимальная их расстановка представляет собой сложную и ответственную задачу.

В проектах должны быть максимально использованы типовые и повторно используемые экономичные проекты, типовые конструкции высокой заводской готовности из эффективных и высокопрочных материалов, укрупненные монтажные элементы.

1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ

1.1 Исходные данные

Рабочий проект расширения подстанции 110/35/10 кВ разработан на основании задания на проектирование, выданного Котласскими электрическими сетями “Архэнерго”.

Расширение ПС предусмотрено Схемой развития электрических сетей 35 кВ и выше сельскохозяйственного назначения Архангельской области на 2000-2005 гг.

Подстанция предназначается для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей, расположенных в зоне действия сетей 35 и 10 кВ, а также торфобрикетного завода по ВЛ-35 “Самино-1”.

Предполагаемый срок ввода в эксплуатацию ПС 2001 год. За расчетный год принят 2005 г.. В состав стройки входит:

- установка второго трансформатора 110/35/10 кВ, второй секции РУ 35 кВ и РУ 10 кВ.

- замена масляных выключателей 10 кВ на вакуумные серии ВВ/TEL.

-  ОПУ тип IV.

1.2  Организация эксплуатации

Существующая подстанция 110/35/10 кВ “Ильинск” находится на балансе Котласских электрических сетей “Архэнерго”. Оперативное и ремонтно-эксплуатационное обслуживание ПС существующее.

1.3  Существующее состояние подстанции до расширения

Подстанция построена по проекту ЛО Сельэнергопроекта в обьеме первой очереди. Тип подстанции – КТПБ 110/35/10 кВ Куйбышевского завода “Электрощит”. На подстанции установлен один трансформатор напряжением 110/35/10 кВ, мощностью 10000 кВА.

Схема ОРУ 110 кВ – (110-3).

РУ 10 кВ и 35 кВ выполнено односекционными.

Баланс мощности на шинах 10-35 кВ приведен в таблице 1.1

Таблица 1.1 Баланс мощности на шинах подстанции

1.4  Главная схема электрических соединений, конструктивная часть и другие вопросы

Данным проектом предусматривается расширение с реконструкцией ПС 110/35/10 кВ “Ильинск”.

Расширение с реконструкцией ПС выполняется в связи с увеличением нагрузок существующих потребителей, подключением новых и переводом ПС на постоянный оперативный ток.

Расширением подстанции предусматривается выполнение:

-  ОРУ 110 кВ по схеме (110-4) “Два блока с отделителями и автоматической перемычкой со стороны линии”.

-  ОРУ 35 кВ по схеме (35-9) “Одна рабочая секционированная выключателем система шин”.

-  РУ 10 кВ по схеме (10-1) “Одна секционированная выключателем система шин”.

В существующих шкафах 10 кВ типа К-37 демонтируются масляные выключатели марки ВМПП-10 и устанавливаются вакуумные марки BB/TEL (в двух секциях).

На подстанции устанавливается второй трансформатор мощностью 10000 кВА с регулированием напряжения под нагрузкой.

Оборудование для расширения ПС принято комплектным заводского изготовлени поставки Самарского завода “Электрощит”.

Существующий трансформатор собственных нужд ТМ-63 демонтируется. На подстанции устанавливаются два трансформатора собственных нужд типа ТМ-100/10/0.4 кВ. Для компенсации емкостных токов на напряжении 35 кВ предусмотрена установка дугогасящей катушки типа РЗДСОМ-310/35У1.

На подстанции принимается постоянный оперативный ток. Для этого предусмотрена установка аккумуляторной батареи СК-5 на число элементов n=108 шт. и два зарядно-подзарядных устройства.

Щит постоянного тока комплектуется тремя шкафами: шкаф ШСН-1201 ввода и секционной связи и двумя шкафами отходящих линий ШСН-1203.

Щит собственных нужд переменного тока подстанции комплектуется пятью панелями типа ПСН: одна панель ввода и секционной связи ПСН-1101-78 и четыре панели отходящих линий ПСН-1114-78.

Аккумуляторная батарея и щиты собственных нужд устанавливаются в здании ОПУ.

Защита от грозовых и коммутационных перенапряжений осуществляется с помощью устанавливаемых ОПН. От прямых ударов молнии существующими молниеотводами. Вновь устанавливаемое оборудование присоединяется к существующему контуру заземления полосой 40х4

1.5 Расчетные климатические и геологические условия

Согласно метеорологическим данным и расчетам район климатических условий принят по гололеду 2 (расчетная толщина стенки гололедного отложения 10 мм), по ветру 1-2 (расчетная скорость ветра 25 м/сек).

Расчетный скоростной напор ветра на высоте до 15 м ,даН/м2:

-  максимальный 40;

-  при гололеде 10.

Нормативная глубина промерзания грунта по площадке ПС – 165 см.

Грунтовые воды по площадке ПС встречены на глубине 0,7-1 м.

Район строительства по пляске проводов 1 (с редкой пляской проводов).

Температура воздуха, 0С:

-  максимальная +37;

-  минимальная –51;

-  среднегодовая +1,2;

-  средняя наиболее холодной пятидневки –33.

Число грозовых часов в году -39.

2. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ГЛАВНЫХ ПОНИЖАЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

2.1 Определение максимальных нагрузок (для каждой ступени напряжения)

По заданным Sн и cos jн определяем активную и реактивную мощность по формулам:

Pmax = Smaxcosjmax ; (2.1)

Qmax = S2max –P2max ; (2.2)

Для стороны СН:

Pсн=11.21×0.81=9.08 [МВт];

Qсн = 11.212 –9.082 =6.57 [МВАр];

Для стороны НН:

Рнн=2.55×0.82=2.09 [МВт];

Qнн = 2.552 –2.092 =1.46 [МВАр];

На стороне НН для компенсации реактивной мощности ставим компенсирующие устройства- конденсаторные установки (КУ).

Мощность КУ:

Qку= P tgj- tgjк)a , (2.3)

где tgj – естественный коэффициент мощности до компенсации:

tgj= tgjнн= 0.65,

tgjк – соответствующий коэффициент мощности после компенсации:

tgjк= tgjраб= 0.395,

a - коэффициент, учитывающий повышение коэффициента мощности мерами, не требующими установки КУ : a=1.

Qку= 2.09×0.65- 0.395)×1=0.533 [МВАр];

Выбираем КУ: 1´УКЛ-10-450(П) УЗ,

тогда Qку= 1×0.45=0.45 [МВАр];

Тогда полная мощность с учетом компенсации:

 Sнн = P2нн+(Qнн-Qку) 2 = 2.092+(1.46 –0.45) 2 =2.32 [МВА]; (2.4)

Таблица 2.1

Параметры конденсаторной установки

2.2 Определение расчётной мощности подстанции

При определении расчётной мощности подстанции учитываются мощности трансформаторов собственных нужд, которые присоединяются к сборным шинам 10 кВ. Принимая Pmax и Qmax за 100% типового графика строим график для каждой ступени мощности, значения которой находим из выражений [3,стр.8] по формулам :

p i ×Pmax                                                 g i ×Qmax

Pi =                                       ;               Qi  =                          (2.5)

100                      100

где pi , gi – ординаты типового графика [3, рис1.] для рассматриваемой ступени мощности в % .

Результаты расчёта сводим в таблицы 2.2-2.4

Таблица 2.2

Суточный график изменения нагрузки подстанции (сторона 110 кВ )

Pрасч=10.2 [МВт] ; Qрасч=6.0 [МВАр]; Sрасч=11.6 [МВА];

МВА, S

МВт, P

МВар Q

16

14

12

                                                                                                   S

10

                                                                                                   P

8

6

                                                                                                   Q

4

2

                                                                                                         t        

0                  4                 8                 14               21               24    час

Рис.1

Таблица 2.3

Суточный график изменения нагрузки подстанции (сторона 35 кВ )

Pрасч=7.8 [МВт] ; Qрасч=5.12 [МВАр]; Sрасч=9.33 [МВА];

Таблица 2.4

Суточный график изменения нагрузки подстанции (сторона 10 кВ )

Pрасч=1.8 [МВт] ; Qрасч=0.89 [МВАр]; Sрасч=2.0 [МВА];

При определении расчётной мощности подстанции следует учесть мощность трансформаторов собственных нужд (ТСН), которые обычно присоединяются к сборным шинам НН, а также коэффициент перспективы роста нагрузок на 5-10 лет (К10=1.25).Расчетная мощность подстанции определим по формуле:

Sрасч.п/с=( Sрасч+Sсн)×К10,                     (2.6)

2.3 Собственные нужды подстанции

Приемники собственных нужд подразделяются на три категории:

а) основные, постоянно включенные в сеть;

б) приемники, включенные в зависимости от сезонных условий (от температуры окружающего воздуха);

в) ремонтные, как правило, передвижные, подключаемые временно в периоды ревизий и ремонтов оборудования. Данные по нагрузкам собственных нужд сведены в таблицу 2.5.

Таблица 2.5

Данные по нагрузкам собственных нужд

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7