Реконструкция подстанции 110/10 кВ Волгинская

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

 ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФИЛИАЛ «ТОБОЛЬСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ»

Кафедра «Электроэнергетики»

Специальность:  «Электроснабжение»

 

 

 

 

Пояснительная записка

 к дипломному проекту на  тему 

Реконструкция подстанции 110/10 кВ Волгинская

 

 

 

 

 

 

 

Дипломник                         Мингалёв С.С.,       группа ЭС-97

Руководитель                    О.Н. Ивкин

Консультанты                      О. Е. Новосёлова

                                               ассистент

 

 

Нормоконтроль                     О.А. Бузинов

                                                 к. т. н., доцент

 

Проект допущен к защите в  ГЭК

Заведующий кафедрой «Электроэнергетики»

к.т.н., проф.                                                                                    /Сюсюкин А. И./

 

Тобольск, 2002

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

 ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФИЛИАЛ «ТОБОЛЬСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ»

 

Кафедра «Электроэнергетики»

                                                                                 Заведующий кафедрой

к.т.н. проф.            Сюсюкин А. И.

« ______»____________2002 г.

 

 

Задание на дипломное  проектирование

Студенту Мингалёву С. С.

1. Тема проекта утверждена приказом по университету от 14.03.2002 г.

№825 о/к 

2. Срок сдачи студентом законченного проекта 1 июня 2002 г.
3. Исходные данные к проекту:

- материалы преддипломной  практики

 

4. Содержание расчётно-пояснительной  записки (перечень подлежащих        разработки вопросов):

- Электрические нагрузки и формирование  сети в районе ПС Волгинская

• Расчет токов короткого замыкания
• Выбор высоковольтной аппаратуры
• Релейная защита и автоматика
• Технико-экономическое обоснование
• Безопасность и экологичность проекта
• Учет электрической энергии
• Выводы

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Перечень графического  материала (с точным указанием обязательных чертежей):

-    Генплан ПС Волгинская

• Схема электрических соединений ПС 110/10 кВ Волгинская до реконструкции
• Схема электрических соединений ПС 110/10 кВ Волгинская после реконструкции
• Схема релейной защиты  трансформатора

-    Схема структурная счетчика ЕвроАльфа

• Схема установки счетчика ЕвроАльфа
• Схема заземляющего устройства ПС 110 кВ Волгинская
• Расчет показателей экономической эффективности проекта «Реконструкция подстанции 110/10 кВ Волгинская»

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Консультанты по проекту (с  указанием относящимся к ним  разделов проекта):

Экономический раздел:

-экономический анализ эффективности  разработанной системы

________________________________________________________________                                         

ассистент Новосёлова О. Е.

 

Дата выдачи задания  «_____» __________________2002 г.

Руководитель               ________________________

                                         (подпись руководителя)

Задание принял к исполнению «_____» _______________2002 г.

__________________________

         (подпись  студента)        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит 122  страницу печатного текста  ,  20 таблиц, 5 рисунков и 2 приложения.

РЕКОНСТРУКЦИЯ, ПОДСТАНЦИЯ, ТРАНСФОРМАТОР, ЗАЩИТА, выключатель, ШИНЫ, ЛИНИЯ, ЗАЗЕМЛЕНИЕ, МОЛНИЕЗАЩИТА.

Объектом данной работы является  трансформаторная подстанция 110/10 кВ Волгинская.

Цель работы: реконструкция подстанции 110/10 кВ Волгинская.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………….8

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИ НАГРУЗКИ  И ФОРМИРОВАНИЕ СЕТИ 110 кВ ТОБОЛЬСКОЙ  ЭНЕРГОСИСТЕМЫ В РАЙОНЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ПС 110 кВ ВОЛГИНСКАЯ  …………………………………………………………………..9

1. Электрические нагрузки потребителей ПС 110 кВ Волгинская ……….…9
2. Характеристика существующей схемы электроснабжения потребителей в районе размещения ПС 110 кВ Волгинская ……………………………….10
3. Существующее состояние подстанции и факторы, определяющие необходимость расширения и реконструкции подстанции ………………10
4. Технические решения реконструкции ПС 110 кВ Волгинская ………….12
1. Реконструкция ОРУ 110 кВ ……………………………………………...13
2. Реконструкция КРУ 10 кВ ……………………………………………….13

2. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО  ЗАМЫКАНИЯ …………………………...14

3. ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ  АППАРАТУРЫ …………………………..20

3.1 Выбор числа и  мощности трансформаторов ………………………………20

3.2 Определение потерь  электроэнергии в трансформаторах  ………………..22

3.3 Выбор трансформаторов  собственных нужд ……………………………...24

3.4 Выбор выключателей  высокого напряжения ……………………………..26

3.5 Выбор разъединителей  ……………………………………………………..31

3.6 Выбор ячеек КРУН  – 10 кВ…………………………………………………31

3.7 Выбор измерительных  трансформаторов …………………………………33

3.7.1 Трансформаторы тока  …………………………………………………….33

3.7.2 Трансформаторы напряжения  ……………………………………………36

3.8 Выбор гибкого токопровода  ………………………………………………..38

3.9 Выбор шинопровода  ………………………………………………………...41

3.10 Выбор изоляторов  ………………………………………………………….44

3.11 Выбор ограничителей  перенапряжения ………………………………….45

3.12 Выбор устройства  компенсации емкостных токов  ……………………...46

3.12.1 Дугогасящие катушки  …………………………………………………..46

3.12.2 Расчет емкостных  токов ………………………………………………..47

3.12.3 Выбор мощности и места установки дугогасящих катушек …………48

4. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ………………………………..49

4.1 Виды повреждений  и ненормальных режимов работы  трансформаторов ……………………………………………………………………………………49

4.2 Защиты трансформаторов  110/10 кВ ……………………………………...51

4.2.1 Общие положения  ………………………………………………………..51

4.2.2 Газовая защита  …………………………………………………………...52

4.2.3 Токовая защита  обратной последовательности и  максимальной токовой защитой  с пуском по напряжению ……………………………………………52

4.2.4 Дистанционная защита  от многофазных замыканий …………………..53

4.2.5 Токовая защита  нулевой последовательности от  внешних замыканий на землю  ……………………………………………………………………………54

4.2.6 Максимальная токовая  защита от перегрузки ……………………….…55

4.2.7 Дифференциальная токовая защита  ………………………………….….55

4.3 Устройство автоматического  включения резерва ………………..………62

4.4 Автоматическое повторное  включение ……………………………….…..63

4.5 Автоматическая частотная  разгрузка ……………………………………...64 
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ………………………65

5.1 Определение капитальных затрат, необходимых для реконструкции ….65

5.2 Определение экономического  эффекта от внедрения нового  оборудования ……………………………………………………………………………………68

5. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА ……………………78

6.1 Безопасность труда  …………………………………………………………78

6.2 Расчет заземляющего устройства подстанции «Волгинская» ……………………………………………………………………………………79

6.3 Молниезащита ……………………………………………………………...85

6.4 Оценка экологичности  проекта …..……………………………………….87

 

7. УЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКРЙ ЭНЕРГИИ  НА БАЗЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО  МИКРОПРОЦЕССОРНОГО СЧЕТЧИКА СЕРИИ АЛЬФА – ЕВРОАЛЬФА ……………………………………………...88

7.1 Назначение счетчиков  серии Альфа ………………………………………88

7.2 Принцип работы счетчиков  Альфа ………………………………………..91

7.3 Конструкция счетчиков  Альфа ……………………………………………93

7.4 Базовые модификации  счетчиков Альфа …………………………………98

7.5 Интерфейсы счетчиков  Альфа ……………………………………………103

7.6 Общие характеристики  счетчиков Альфа ………………………………..105

7.7 Установка счетчиков  Альфа ………………………………………………109

7.8 Автоматизированные  системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ)………………………………………………………………………...111

7.8.1 Автоматизированная  система контроля и учета электроэнергии  АльфаМЕТ (ИВК «Метроника») ……………………………………………...112

7.8.2 Автоматизированная  система контроля и учета электроэнергии  АльфаСМАРТ ………………………………………………………………….113

7.8.3 Автоматизированная  система контроля и учета электроэнергии  АльфаЦЕНТР …………………………………………………………………..115

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………..117

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ……………………………..118

Приложение 1 ………………………………………………………………….121

Приложение 2 ………………………………………………………………….122

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Подстанция 110 кВ Волгинская является одним из энергоузлов, входящих в  системообразующую сеть Тобольской энергосистемы.

Реконструкция ПС 110 кВ  Волгинская вызвано необходимостью модернизации и замены устаревшего электрооборудования и автоматики.

В настоящей работе рассматриваются  следующие возможности усиления надёжности схемы электроснабжения:

1. Установка вакуумных выключателей на стороне 10 кВ;

2. Установка маломасляных выключателей на стороне 110 кВ;
3. Замена разрядников, на более современные, ограничители перенапряжения нелинейные;
4. Установка счетчиков ЕвроАльфа, предназначенных для автоматического контроля и учета электроэнергии;
5. Установка более мощных устройств компенсации емкостного тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ И ФОРМИРОВАНИЕ СЕТИ 110 кВ ТОБОЛЬСКОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ В РАЙОНЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ПС 110 кВ ВОЛГИНСКОЙ

1. Электрические нагрузки потребителей ПС Волгинская

Электрические нагрузки являются исходными данными для  решения сложного комплекса технических и экономических задач. Определение электрических нагрузок составляет первый этап проектирования любой системы электроснабжения и производится с целью выбора и проверки токоведущих элементов (шин, кабелей, проводов), силовых трансформаторов и преобразователей по пропускной способности (нагреву) и экономическим параметрам, расчёта потерь, отклонений и колебаний напряжения, выбора компенсирующих установок, защитных устройств и т.д. . От правильной оценки ожидаемых электрических нагрузок зависит рациональность выбора схемы и всех элементов системы электроснабжения и её технико-экономические показатели [15].

Потребителями электроэнергии ПС Волгинская являются: Хлебозавод, Медгородок, Котельная, Микрорайон 9, Холодильник, Микрорайон 8, Ягодный, Зверосовхоз, КНС-8.  Баланс мощности электрических нагрузок ПС Волгинская приведён табл. 1.1.

Таблица 1.1

Электрические нагрузки потребителей ПС Волгинская

Наименование потребителей	Зимой  в (А)	Летом в (А)	cos j
Хлебозавод Медгородок Котельная Микрорайон 9 Холодильник Микрорайон 8	95 210 272 120 65 219	134 204 140 91 45 117	0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95

 

Продолжение табл. 1.1

Ягодный Зверосовхоз КНС-8 Итого

35 15 50 1081

13 5 117 866

0,95 0,95 0,95 ----

 

1.2. Характеристика существующей  схемы электроснабжения потребителей в районе размещения ПС 110 кВ Волгинская

Подстанция 110 кВ Волгинская была введена  в эксплуацию в 1979 году, подключена к энергосистеме путём сооружения  ВЛ 110 кВ Тобольская-1 и ВЛ 110 кВ Тобольская-2. Она предназначалась для питания  потребителей промышленной зоны и части г. Тобольска .