ВВЕДЕНИЕ

Энергетика является основой развития производственных сил в любом государстве. Энергетика обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Электроэнергетика - это отрасль промышленности, занимающаяся производством электроэнергии на электростанциях и передачей ее потребителям. Электроэнергетика является базовой отраслью российской экономики, обеспечивающей электрической и тепловой энергией внутренние потребности народного хозяйства и населения, а также осуществляющей экспорт электроэнергии. Устойчивое развитие и надежное функционирование отрасли во многом определяют энергетическую безопасность страны и являются важными факторами ее успешного экономического развития.

В настоящее время наблюдается непрерывный подъем в народном хозяйстве нашей страны. Вместе с этим появляется реальная перспектива увеличения энергопотребления предприятиями народного хозяйства. На сегодняшний день мощности, которыми располагает энергосистема страны, достаточны для обеспечения энергией потребителей.

С ростом энергопотребления возникает проблема передачи и переработки электроэнергии, которая напрямую связана с проблемой физического и морального старения оборудования на фоне резкого снижения темпов воспроизводства основных фондов.

Старение оборудования и низкие темпы его реновации способствует накоплению изношенного оборудования и, как следствие, росту затрат на его ремонт и ухудшению технико-экономических показателей работы.

Основное условие реконструирования рациональной системы электроснабжения является надежность, экономичность и качество электроэнергии в сети. Экономичность определяется приведенными затратами на систему электроснабжения. Надежность зависит от схемы выбранной подстанции, выбранного и установленного оборудования. Неправильная оценка, которых может привести к снижению надежности системы или неоправданных расходов на резервирование. При проектировании подстанции так - же необходимо равномерное размещение нагрузок по фидерам.

Реконструкция подстанции представляет собой сложный процесс принятия решений по схемам электрических соединений, составу электрооборудования и его размещению, связанных с производством расчётов, пространственной компоновкой, оптимизацией фрагментов и объекта в целом. Этот процесс требует системного подхода при изучении объекта реконструкции, а также использование результатов новейших достижений науки техники, и передового опыта проектных работ, строительно- монтажных и эксплуатационных организаций. Процесс реконструкции электрических подстанций, электрических сетей и систем заключается в составлении описаний объектов, предназначенных для производства, передачи и распределении электроэнергии. Эти описания составляют совокупность документов, необходимых для создания нового энергетического оборудования установок.

В данном дипломном проекте рассмотрен вопрос реконструкции подстанции 35/6 кВ «СДВ».

Реконструкция подстанции «СДВ» 35/6 кВ на 110 кВ необходима, для обеспечения растущего спроса на электроэнергию и повышения надежности электроснабжения потребителей г. Хабаровска. Проектированное оборудование устанавливается в границах существующей подстанции 35/6 кВ «СДВ». Необходимость изъятия участков во временное и постоянное пользование отсутствует.

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Проект реконструкции подстанции «СДВ» 35/6 кВ на напряжение 110 кВ разработан на основании задания на проектирования, выданного АО «ДРСК» - «Хабаровские электрические сети».

Подстанция 35/6 кВ «СДВ» находится в г. Хабаровске. Питание в настоящее время осуществляется на напряжение 35 кВ по двухцепной КВЛ 35 кВ ХТЭЦ-1 –ПС «СДВ» – ПС «БН», выполненной в габаритах 110 кВ. Схема присоединения ПС «СДВ» после перевода на напряжение 110 кВ останется прежней. В связи с увеличением нагрузки, изменится мощность трансформаторов на большую 2 40,0 тыс. кВА.

Существующее ЗРУ-35 кВ выполнено по схеме № 35-4Н «два блока линия- трансформатор с неавтоматической перемычкой». После реконструкции, ЗРУ-110 кВ останется прежней № 110-4Н.

Основные технические показатели подстанции представлены в таблице 1.1.

Проектируемая закрытая ПС «СДВ» 110/35/6 кВ будет питать тот же состав потребителей, что и демонтируемая ПС :

- нагрузки потребителей на стороне 6 кВ 25,1 МВА

- мощность короткого замыкания на шинах подстанции: ,

Таблица 1.1 – Параметры подстанции 110/35/6 кВ

Продолжение таблицы 1.1

2 РАЗРАБОТКА СХЕМ ГЛАВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

2.1 Разработка структурной схемы понизительной подстанции

Формирование схем главных электрических соединений ЭУ наиболее целесообразно производить, используя их структурные схемы [1,2]. Силовые трансформаторы являются основным элементом, связывающим между собой РУ различных напряжений. Возможные варианты схем РУ различных напряжений определяются рекомендациями Минэнерго и ведомственными решениями.

Для перевода ПС 35/6 кВ «СДВ» на напряжение 110 кВ необходимо выполнить:

- замену двух трансформаторов ТДНС-16000/35/6 кВ на два трехобмоточные трансформатора ТДТН- 40000/110/35/6;

- установку (временную) дополнительного трансформатора 3Т напряжением 35/6 кВ, мощностью 16 МВА, для возможности выполнения реконструкции без ограничения электроснабжения потребителей;

- установку КРУН- 35 кВ с изолированными шинами. В качестве коммутационных аппаратов применить вакуумные выключатели с электромагнитным приводом. Предусмотреть дуговую защиту 35 кВ;

- заменить трансформаторы напряжения и трансформаторы тока 35 кВ на соответствующее оборудование напряжением 110 кВ классом точности не ниже 0,5 с отдельными обмотками для измерений, учета электроэнергии и РЗА. Величина мощности вторичных обмоток трансформатора тока и напряжения в соответствии с нагрузкой вторичных цепей. Трансформаторы напряжения применить емкостного типа, трансформаторы тока с элегазовой изоляцией;

- заменить ОПН- 35 кВ на ОПН-110 кВ;

- произвести демонтаж дополнительного трансформатора 3Т мощностью 16 МВА после окончании реконструкции ПС.

В строительной части :

- предусмотреть кабельные сооружения под кабели 35 кВ от КРУН 35 кВ до силовых трансформаторов ПС 110/35/6 кВ СДВ. Основную защиту кабелей выполнить в кабельной траншее бетонными плитами;

- для ограничения токов короткого замыкания в сети 6 кВ проектом предусмотреть установку токоограничивающих реакторов;

- для организации схемы питания 35 кВ предусмотреть:

- прокладку двух кабелей 35 кВ от КРУН 35 кВ до силовых трансформаторов ПС 110/35/6 кВ СДВ;

- применения силового кабеля 35 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, одной строительной длиной (без соединительных муфт), сечение токопроводящей жилы кабеля выбрать с учетом существующих максимальных нагрузок сети.

Проектируемое оборудование устанавливается в границах существующей подстанции 35/6 кВ «СДВ». Подстанция расположена на землях г. Хабаровск. Необходимость изъятия земельных участков во временное (на период строительства) и постоянное пользование отсутствует. Здание подстанции построено в габаритах 110 кВ. Расширение не требуется.

Потребителями ПС на стороне 6 кВ являются небольшие предприятия и коммунально-бытовые объекты.

Учитывая выше сказанное, а также опираясь на литературу [1,2], выбираем структурную схему подстанции (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Структурная схема понизительной подстанции

2.2 Разработка схемы главных электрических соединений

Требования к схемам РУ общего энергетического назначения устанавливает Минэнерго. Категория сложности схемы главных электрических соединений РУ зависит от рабочего напряжения, выполняемых функций и требований надежности электроснабжения потребителей [1].

Главные схемы выбираются на основании схем развития энергосистем, к которым присоединяются эти электростанции, с учетом общей мощности установки, единичной мощности ее агрегатов, напряжений и конфигурации сетей, примыкающих к электроустановкам. Учет указанного должен обеспечить оптимальное число и пропускную способность высоковольтных линий, которые нужны для выдачи всей мощности электроустановки как при нормальном, так и при аварийном режиме в сети [3].

Связь отдельных РУ осуществляется с помощью трансформаторов. Полная схема главных электрических соединений ЭУ включает вводы РУ с указанием трансформаторных связей между ними, измерительные трансформаторы (тока и напряжения) и фидера, питающие потребители электрической энергии [2].

2.2.1 Выбор схемы РУ-110 кВ

Принимаем для ЗРУ-110 кВ схему №110-4 (два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии), рисунок 2.2.

Рисунок 2.2 – Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии (схема № 110-4)

2.2.2 Выбор схемы РУ-35 кВ

Схемы с одной и двумя рабочими системами сборных шин применяются на стороне ВН и СН подстанций напряжением 35…220 кВ при пяти и более присоединениях.

Схема 35-9 (одна рабочая, секционированная выключателем, система шин), (рисунок 2.3) применяется без обходной системы шин и предназначена для РУ 35 кВ на сторонах ВН, СН и НН трансформаторов. Руководствуясь литературой [1, 2, 3], принимаем для РУ-35 кВ схему № 35-9.

Рисунок 2.3 –(схема № 35-9) одна рабочая, секционированная выключателем, система шин.

2.2.3 Выбор схемы РУ-6 кВ

Схема 6-2 (две, секционированные выключателями системы шин) (рисунок 2.4.) применяется при двух трансформаторах, присоединенных каждый к двум секциям.

Количество отходящих линий в ЗРУ-6 кВ подстанций энергосистем определяется из расчета загрузки каждой линии не менее 25% номинального тока ячейки.

При раздельной работе секций и систем шин для резервирования цепей напряжения при выходе из строя трансформатора напряжения допускается установка вторых (резервных) трансформаторов напряжения.

Руководствуясь литературой [1, 2, 3], принимаем для РУ-6 кВ схему № 6-2.

Рисунок 2.4 – Две, секционированные выключателями системы шин (схема № 6-2)

3 ВЫБОР МОЩНОСТИ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

3.1 Расчет электрических нагрузок