Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Системы электроснабжения»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

___________И.В. Игнатенко

"____"___________2016 г.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТАНОВКИ УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ НА ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЯХ 35/10кВ УЧАСТКА УЛЬМА-СИЛИНКА, ПС-27,5/10/6 кВ СТАНЦИИ ТЫРМА ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ К НОРМАТИВНЫМ ТРЕБОВАНИЯМ

Пояснительная записка к дипломному проекту

ДП 23.05.05 ПЗ

Студент Р.С. Скрипник

Консультант по электробезопасности А.В. Мясоед

Консультант по экономике Е.В. Гусарова

Консультант по безопасности

жизнедеятельности А.И. Андреев

Руководитель А.В. Мясоед

Нормоконтроль С.А. Власенко

Хабаровск – 2016

ABSTRACT

The object of research is the consumption of reactive power transformer substations AC section Ulm-Silink and substation Tyrma station.

The purpose of the project - installation of reactive power compensation devices, to bring the voltage to the regulatory requirements.

The project was carried out the analysis of the consumption of reactive power substations, designed total capacity compensating installations substations groups, the choice of reactive power compensation devices, the parameters of the compensating units, calculated power loss and voltage before and after the installation of reactive power compensation devices and draw appropriate conclusions on improving the quality of electricity.

The problem of electrical safety in the production of works in the live parts and devices, substation, calculated contact voltage.

The health and safety issue to make calculations substation illumination.

The economic part of the project includes a feasibility study for the introduction of reactive power compensation devices.

РЕФЕРАТ

Проект содержит 93 страницы, 4 рисунков, 18 таблицы, 25 источников, 4 приложений.

ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ, РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ, УСТАНОВКА ПОПЕРЕЧНОЙ КОМПЕНСАЦИИ, ПОТЕРИ МОЩНОСТИ, ПОТЕРИ НАПРЯЖЕНИЯ

Объектом исследования является потребление реактивной мощности трансформаторными подстанциями переменного тока участка Ульма–Силинка и подстанции станции Тырма.

Цель проекта – установка устройств компенсации реактивной мощности, для приведения напряжения к нормативным требованиям.

В ходе проекта был проведён анализ потребления реактивной энергии подстанциями, рассчитана суммарная мощность компенсирующих установок групп подстанций, выбор устройств компенсации реактивной мощности, определены параметры компенсирующих установок, рассчитаны потери мощности и напряжения до и после установки устройств компенсации реактивной мощности и сделаны соответствующие выводы об улучшении качества электроэнергии.

Рассмотрен вопрос электробезопасности при производстве работ в токоведущих частях и устройствах подстанции.

В вопросе безопасности жизнедеятельности производен расчет освещенности подстанции.

Экономическая часть проекта содержит технико-экономическое обоснование внедрения устройств компенсации реактивной мощности.

СОДЕРЖАНИЕ

С.

Введение 7

1 Анализ условий потребления, контроля оплаты     реактивной мощности и энергии в системе     электроснабжения 9

1.1 Условия и анализ потребления электроэнергии 9

1.2 Нормативный метод расчета экономического значения коэффициента реактивной мощности 12

1.3 Расчет суммарной мощности компенсирующих установок группы трансформаторных подстанций 15

2 Выбор мощности конкретных компенсирующих    установок 17

2.1 Расчет входного сопротивления подстанций 17

2.2 Определение сопротивлений трансформаторов трансформаторных подстанций 19

2.3 Выбор мощности компенсирующих установок 21

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТАНОВОК 23

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА ГОД В    ТРАНСФОРМАТОРАХ Трансформаторных ПОДСТАНЦИЙ 26

4.1 Расчет действующих значений токов в обмотках трансформаторов   подстанций 26

4.2 Определение углов сдвига фазы между током и напряжением фазы 27

4.3 Определение среднегодовых потерь мощности в трансформаторах  подстанций 29

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА ГОД В ЛИНИЯХ     ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 33

5.1 Расчет значений фазных токов, протекающих по участкам линии электропередачи 33

5.2 Определение среднегодовых потерь мощности на участках линии электропередачи 36

6 Определение потерь напряжения в линиях    электропередач 38

7 основные достоинства автоматической установки    компенсации реактивной мощности 41

7.1 Обоснование необходимости компенсации реактивной мощности 41

7.2 Автоматические конденсаторные установки ВАРНЕТ–А 42

8 технико–Экономическое обоснование внедрения      устройств поперечной компенсации на участке      ульма–силинка и станции тырма 45

9 ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСТЬ 54

9.1 Организационные и технические мероприятия при выводе из работы и ввод в работу компенсирующих установок (КУ) на трансформаторных подстанциях переменного тока 54

9.2 Организационные мероприятия 56

9.3 Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ, выполняемых со снятием напряжения 58

9.4 Причины поражения электрическим током 68

9.5 Оценка опасности прикосновения человека к токоведущим частям электроустановки 69

10 РАЗРАБОТКА мероприятий по безопасности      жизнедеятельности при монтаже осветительного      оборудования в открытом распределительном      устройстве 72

10.1 Анализ вредных и опасных факторов, сопровождающих   производственный процесс. Требования к освещению 72

10.2 Выбор типа и расчёт количества осветительных установок в      открытом распределительном устройстве 80

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 85

ПРИЛОЖЕНИЕ А 88

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 89

ПРИЛОЖЕНИЕ В 90

ПРИЛОЖЕНИЕ Г 91

Введение

Современные трансформаторные подстанции железных дорог пред-
ставляют собой электроустановки, предна-
значенные для комплексного электроснабже-
ния нетяговых железнодо-
рожных потребителей, включая потребите-
лей устройств СЦБ, и нежелезнодорожных
промышленных и сельскохозяйственных по-
требителей, условно называемых районны-
ми потребителями.

В настоящее время огромное внимание уделяется вопросам энергосбереже­ния (экономии электрической и тепловой энергии) во всех отраслях народного хозяйства.

Одним из способов экономии электроэнергии яв­ляется уменьшение потерь в них посредством снижения потребления реактивной мощности потребителями.

Реактивная мощность в установках переменного тока загружает обмотки ма­шин, трансформаторов, провода линий. В результате увеличиваются распола­гаемые мощности соответствующих устройств. Кроме того реактивный ток, про­текая по элементам системы энергоснабжения, обладающей реактивным сопро­тивлением, вызывает дополнительную потерю напряжения на зажимах потреби­теля.

Наиболее распространенным способом уменьшения реактивной мощности служит её компенсация конденсаторными установками, имеющими низкие удельные стоимости, малые потери и позволяющими устанавливать их в различ­ных точках систем электроснабжения. Кроме выполнения функции компенсации реактивной мощности, компенсирующие установки способствуют улучшению показателей качества электрической энергии (ПКЭ), улучшают режим напряже­ния в сети.

Долгое время системы электроснабжения промышленных предприятий и электрифицированного транспорта в нашей стране проектировались без должно­го внимания к проблеме энергосбережения и качества электроэнергии (КЭ), в связи с чем во многих узлах сетей общего назначения фактические значения ПКЭ выходят за нормы стандарта. В условиях хозяйственной самостоятельности предприятий единственным способом постепенного приведения фактических значений ПКЭ к нормам ГОСТ 13109-97 является экономическое стимулирова­ние мероприятий по повышению КЭ.

С 2000 года введена обязательная сертификация электрической энергии с точки зрения качества. В этих условиях усложняются контроль и анализ качества электроэнергии.

При решении проблемы качества электроэнергии выделяются экономические, математические и технические аспекты. Экономические аспекты включают в себя методы расчета убытков от некачественной электроэнергии в системах промышленного электроснабжения. Математические аспекты представляют собой обоснования тех или иных методов расчета показателей качества электроэнергии. Технические аспекты включают в себя разработку технических средств и мероприятий, улучшающих качество электроэнергии, а так же организацию системы контроля и управления ее качеством.

Целью проектирования в соответствии с дипломным заданием является проведение анализа компенсации реактивной мощности на дистанции электроснабжения ЭЧ-8.

Данный дипломный проект выполняется в объеме реального проекта с выбором мощности и параметров компенсирующих устройств, размещение их на участке, элементах системы электроснабжения, определении экономического эффекта от компенсирующих устройств.

1 Анализ условий потребления, контроля оплаты реактивной мощности и энергии в системе электроснабжения

1.1 Условия и анализ потребления электроэнергии

Условия потребления, контроля и оплаты реактивной мощности и энергии в системе электроснабжения в настоящее время регламентируют сле­дующие нормативные документы.

1. Инструкция о порядке расчетов за электрическую и тепловую энергию [2], введенная в действие с 1 января 1994 г.

2. Правила применения скидок и надбавок к тарифам на электрическую энер­гию за потребление и генерацию реактивной энергии [3].

3. Методические указания по расчету и размещению установок поперечной емкостной компенсации, оплате реактивной мощности и энергии на электрифи­цированном участке железной дороги [4].

В соответствии с [3] для системы электроснабжения переменного тока электроснабжающая организация задает следующие значения, оговаривае­мые в договоре на отпуск и потребление электроэнергии (ДПЭ):

1. - экономическое значение реактивной энергии, потребляемой из сети энергосистемы за месяц;

2. - экономическое значение 30-минутной реактивной мощности, по­требляемой в часы максимальных нагрузок энергосистемы (для потребителей, рассчитывающихся по двухставочному тарифу);

3. , - технические пределы потребления соответственно реактивной энергии за месяц и (или) реактивной мощности в часы максимальных нагрузок энергосистемы, при превышении которых энергоснабжающая организация не несет ответственности за снижение напряжения в точках учета электроэнергии ниже уровня, установленного в ДПЭ для часов максимальных нагрузок энерго­системы.

Экономические значения реактивной мощности и энергии определяют толь­ко условия оплаты за их потребление. Соблюдение данных значений для потре­бителя необязательно.

Экономическое значение и технический предел потребления реактивной мощности и энергии трансформаторными подстанциями указывают суммарно для группы трансформаторных подстанций, соединенных сетью ВЛ СЦБ и рассчитывающихся за по­требление энергии с одной энергоснабжающей организацией [3,4].

Экономическое значение и технический предел потребления, указываемые в ДПЭ. должны относится к точке учета электроэнергии.

Экономические значения реактивной мощности и энергии, включенные в ДПЭ на основе расчетов, не подлежат изменению в течение двух лет, за исклю­чением отдельных случаев.

Для расчета мы взяли данные потребления электроэнергии с участка электроснабжения Ульма – Силинка и станции Тырма представленный на плакате (ДР 23.05.05 022 001).

Таблица 1.1 – Средние значения потребления электроэнергии для трёх подстанций участка Ульма – Силинка.

Месяц	Подстанция Алонка		Подстанция Новый Ургал		Подстанция Солони
	,кВтч	,кВтч	,кВтч	,кВтч	,кВтч	,кВтч
Январь	748030	635826	5061021	5314072	360225	349418
Февраль	584790	654965	4050365	3604825	289567	283776
Март	409550	401359	3961010	3881790	278335	242151
Апрель	391000	316710	3511020	2598155	246863	311048
Май	430250	438855	3011536	3704189	216178	220501
Июнь	446180	441718	2106503	1959048	155251	156804
Июль	189250	140045	2554915	1481851	167150	143749
Август	92770	85348	988543	998428	65982	58724
Сентябрь	242820	293812	2967618	2789561	195956	178320
Октябрь	665550	492507	3946885	4775731	281031	309134
Ноябрь	1152430	1279197	4246491	3864307	331236	258364
Декабрь	1464790	1391551	4814434	4140413	385337	443137

Остальные подстанции участка приведены в (Приложение А).