Кузнецов К.И.2 (1232726), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Подстанция 220/110/10(6) кВ Хехцир (далее – ПС Хехцир) введена в эксплуатацию в 1983 году с установленной мощностью главных силовых трансформаторов 250 МВА.

В настоящее время подстанция присоединена к сети 220 кВ четырьмя воздушными линиями электропередачи:

1. ВЛ 220 кВ Хехцир – Хехцир 2 цепь №1;

2. ВЛ 220 кВ Хехцир – Хехцир 2 цепь №2;

3. ВЛ 220 кВ Хехцир – Гидрозизная;

4. ВЛ 220 кВ Хехцир – Дормидонтовка тяговая.

Через шины 220 кВ подстанции «Хехцир» осуществляется транзит мощности, носящий реверсивный характер: в периоды максимальных нагрузок и/или в периоды пропуска паводка на ГЭС Амурской области перетоки активной мощности осуществляются с запада на восток – от Хабаровской ТЭЦ-3, гидроэлектростанций Амурской области в энергосистему Приморского края; в периоды минимальных нагрузок, для исключения необходимости останова оборудования на ТЭС и/или в периоды маловодья в бассейнах ГЭС Амурской области – в обратном направлении, т.е. из энергосистемы Приморского края (с шин Приморской ГРЭС) в энергосистемы Хабаровского края и Амурской области.

Кроме этого, через ПС 220 кВ «Хехцир», по АТ 220/100/10(6) кВ и по отходящим ЛЭП 110 кВ осуществляется электроснабжение потребителей южной части города Хабаровска и прилегающих сельских районов в период сезонного снижения нагрузки основного генерирующего источника города Хабаровска – Хабаровской ТЭЦ-1, а также осуществляется выдача избыточной мощности Хабаровской ТЭЦ-1 в сеть 220 кВ в периоды ночного минимума потребления и работы Хабаровской ТЭЦ-1 по тепловому графику с несением электрической нагрузки на уровне 320 – 360 МВт (при ТНВ существенно, на 5-10ºС ниже климатической нормы).

ПС Хехцир присоединена к сети 110 кВ следующими линиями электропередачи:

1. ВЛ 110 кВ Хехцир – Южная цепь №1;

2. ВЛ 110 кВ Хехцир – Южная цепь №2;

3. ВЛ 110 кВ Хехцир – Корфовская;

4. ВЛ 110 кВ Хехцир – Сита.

В 1998 году, в результате повреждения обмоток 1АТ вследствие виткового замыкания, автотрансформатор 125 МВА был демонтирован и на его замену установлен автотрансформатор 63 МВА, снятый с ПС 220 кВ «Гидролизная».

До настоящего времени на подстанции включены на параллельную работу два АТ мощностью 63 МВА (1АТ) и 125 МВА (2АТ).

С момента ввода в эксплуатацию ПС Хехцир до настоящего времени потребление в энергорайоне, получающем питание от Хабаровской ТЭЦ-1, ПС 220 кВ «РЦ» и ПС 220 кВ «Хехцир» увеличилось на величину около 4.5%. Максимум потребления мощности в г. Хабаровске и прилегающих сельских районах в осенне-зимний максимум 2015-2016 годов составил 860 МВт. При этом генерирующее оборудование Хабаровской ТЭЦ-1, введенной в эксплуатацию в 1954 году, выработало парковый ресурс, имеет высокую степень износа и является наиболее часто повреждаемым на тепловых электростанциях в период несения максимальных нагрузок.

Необходимость реконструкции ПС 220 кВ «Хехцир» связана, прежде всего, с ростом потребления мощности в г. Хабаровск и для повышения надежности электроснабжения потребителей города и прилегающих сельских районов (Хабаровский, Мухенский, район имени Лазо, Вяземский, Бикинский).

Для повышения пропускной способности трансформаторов и повышения надежности электроснабжения потребителей кроме увеличения установленной мощности трансформаторов предлагается установить устройство противоаварийной автоматики (далее – ПА) типа АОПО – автоматика ограничения перегрузки оборудования.

Основной целью данного проекта является обоснование необходимости увеличения установленной мощности силовых трансформаторов подстанции 220 кВ «Хехцир» с проведением необходимых расчетов с использованием программного комплекса RastrWin, анализ уровней напряжения и обоснование необходимости дальнейшего использования средств компенсации реактивной мощности (далее – СКРМ), установленных на подстанции.

Также в рамках данной работы производится обоснование необходимости и выбор уставок автоматики ограничения перегрузки оборудования с приведением структурной схемы ПА и таблицы управляющих воздействий.

Вспомогательные расчеты для проверки уставок устройств релейной защиты проводятся с использованием программного комплекса АРМ СРЗА.

1 АНАЛИЗ РЕЖИМА РАБОТЫ АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ ПОДСТАНЦИИ 220 КВ «ХЕХЦИР»

1.1 Анализ конфигурации и режима работы сети 110 кВ, прилегающей к подстанции

Общепринятая классификация электрических сетей по их конфигурации отсутствует. Однако, несмотря на многообразие применяемых конфигураций и схем электрической сети, любую сеть можно рассматривать с разбивкой на отдельные участки и опираться при этом целесообразно на количество и места размещения в сети центров питания (далее – ЦП), а также на типы подстанций, характеризующихся количеством линий электропередачи на высшем классе напряжения.

Исходя из сказанного, сеть 110 кВ г. Хабаровска и прилегающих сельских районов, одним из ЦП в которой является рассматриваемая в данной работе ПС 220/110/10(6) кВ «Хехцир» и в соответствии с [2] можно охарактеризовать как «многоконтурная»: в сети четыре ЦП – ПС 220 кВ «РЦ» и «Хехцир» и электростанции – Хабаровская ТЭЦ-1 и Хабаровская ТЭЦ-3. В сети расположены две узловые подстанции 110 кВ – «Южная» и «Корфовская».

Многоконтурная сеть является, как правило, результатом слабо управляемого развития сети в условиях ограниченного количества и неравномерности расположения ЦП. Такая сеть характеризуется сложными схемами присоединения подстанций и трудностями обеспечения оптимального режима работы.

Структурная схема сети 220/110 кВ г. Хабаровска и прилегающих сельских районов приведена 140205.024.002.

Сеть формировалась с момента ввода в работу первого ЦП – Хабаровской ТЭЦ-1 в 1954 году. Целевыми направлениями развития сети были такие как создание надежной схемы внешнего электроснабжения крупных промышленных предприятий (завод им. Горького, Южный промышленный узел), повышение надежности электроснабжения потребителей крупного административного центра Дальнего Востока – г. Хабаровска, развитие схемы электроснабжения сельских районов. Сеть 220 кВ сооружалась для трех целей – обеспечение выдачи мощности крупнейшей станции Хабаровского края – Хабаровской ТЭЦ-3, создание схемы внешнего электроснабжения потребителей электротяговой нагрузки на Транссибирской железнодорожной магистрали и для осуществления транзита мощности из избыточной по электроэнергии Амурской области в дефицитную энергосистему Приморского края.

Через ПС 220/110/10(6) кВ «Хехцир» осуществляется транзит мощности в ЭС Приморского края и в район сети 110 кВ г. Хабаровска.

1.2 Режимы работы автотрансформаторов ПС 220 кВ «Хехцир»

Структурная схема подстанции приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Структурная схема

подстанции 220 кВ «Хехцир»

Нормальная схема электрических соединений подстанции приведена на плакате ДП 140205 023 001.

Загрузка установленных силовых трансформаторов подстанции определяется:

– величиной локальной присоединенной нагрузки (нагрузка потребителей собственных нужд подстанции (РУСН 0,4 кВ), количество, а соответственно и суммарная мощность включенных средств компенсации реактивной мощности (СКРМ), имеющихся на подстанции, нагрузка тупиковой ЛЭП 110 кВ Хехцир – Сита);

– режимом работы сети 220/110 кВ г. Хабаровск («транзитный» режим работы сети 110 кВ или «разомкнутый», включены или отключены автотрансформаторы 220/110 кВ ПС 220 кВ «РЦ» и Хабаровской ТЭЦ-3);

– потреблением района (режим минимальных или максимальных нагрузок, режим питания транзита 110 кВ ПС «Корфовская» - Приморская ГРЭС (со стороны Хабаровской энергосистемы или со стороны Приморской ГРЭС));

– величиной генерации Хабаровской ТЭЦ-1;

– состоянием (включен/отключен) и генерацией Блока №1 Хабаровской ТЭЦ-3.

В «транзитном» режиме работы сети 110 кВ г. Хабаровск загрузка автотрансформаторов ПС 220 кВ «Хехцир» также зависит от направления и величины перетока мощности на транзите 220 кВ ПС 500 кВ «Хабаровская» - ПС «РЦ» - Хабаровская ТЭЦ-3 – ПС 500 кВ «Хехцир 2» - ПС 220 кВ «Хехцир» - Приморская ГРЭС.

Режим работы рассматриваемой сети 220/110 кВ г. Хабаровска осуществляется на практике как:

– «транзитный», то есть все ЛЭП 220 и 110 кВ на транзите 220 кВ ПС «РЦ» – Хабаровская ТЭЦ-3 – ПС «Хехцир 2» – ПС «Хехцир» и транзите 110 ПС «РЦ» – Хабаровская ТЭЦ-1 – ПС «Южная» – ПС «Корфовская» – ПС «Хехцир» включены в работу.

Указанный режим работы сети обеспечивает более высокую степень надежности электроснабжения потребителей района и снижает вероятность погашения потребителей и/или перегрузки трансформаторов ПС 220 кВ «РЦ» и ПС 220 кВ «Хехцир» в послеаварийных режимах после нормативных возмущений [6]. Однако, данный режим характеризуется повышенной вероятностью перегрузки ЛЭП 110 кВ РЦ – Хабаровская цепи №1 и №2, выполненных проводом АС-120 (Iном равен 390А при температуре наружного воздуха (ТНВ) плюс 25ºС и при температуре провода плюс 70ºС в соответствии с [2])

– «разомкнутый» – определяется режимом работы ЛЭП 110 кВ РЦ – Хабаровская ТЭЦ-1 цепи №1 и № 2: ЛЭП могут быть односторонне отключены со стороны ПС 220 кВ «РЦ» или со стороны Хабаровской ТЭЦ-1.

Указанный режим работы сети обеспечивает допустимый режим работы ЛЭП 110 кВ РЦ – Хабаровская ТЭЦ-1 цепи №1 и №2 в нормальном и послеаварийном режимах, так как загрузка ЛЭП как в исходной схеме, так и в послеаварийном режиме определяется исключительно мощностью подключенных к ЛЭП подстанций (потребителей).

При управлении режимами работы энергосистемы Хабаровского края режимы работы сети 110 кВ «транзитный» и «разомкнутый» по продолжительности в течение календарного года используются, по экспертной оценке, в долевом выражении как 80 к 20.

Очевидно, что «разомкнутый» режим работы сети 110 кВ с отключением ЛЭП 110 кВ РЦ – Хабаровская ТЭЦ-1 цепи №1 и №2 со стороны ПС 220 кВ РЦ требует более высокой загрузки неэкономичной Хабаровской ТЭЦ-1 для обеспечения допустимой нагрузки автотрансформаторов ПС 220 кВ «Хехцир».

Соответственно, «разомкнутый» режим работы сети 110 кВ с отключением ЛЭП 110 кВ РЦ – Хабаровская ТЭЦ-1 цепи №1 и №2 со стороны Хабаровской ТЭЦ-1 требует меньшей загрузки Хабаровской ТЭЦ-1 для обеспечения допустимой нагрузки автотрансформаторов ПС 220 кВ «Хехцир».

В соответствии с изложенным, исследование режимов работы автотрансформаторов ПС 220 кВ «Хехцир» достаточно провести в «разомкнутом» режиме работы сети 110 кВ с установлением разрыва сети со стороны Хабаровской ТЭЦ-1.

Во всех остальных режимах работы сети 110 кВ эффективность замены АТ ПС 220 кВ «Хехцир» и эффективность применения АОПО будет более высокой.

В дальнейшем в настоящей работе исследуется режим работы автотрансформаторов ПС 220 кВ «Хехцир» при «разомкнутом» режиме работы сети 110 кВ с отключением ЛЭП 110 кВ РЦ – Хабаровская ТЭЦ-1 цепи №1 и №2 со стороны Хабаровской ТЭЦ-1.

1.3 Определение нагрузки автотрансформаторов

В рассматриваемой схеме электрической сети потребление южной части г.Хабаровск и прилегающих сельских районов в любой момент времени можно определить, как алгебраическую сумму активной мощности Хабаровской ТЭЦ-1 и перетока активной мощности через АТ ПС 220 кВ «Хехцир» по стороне 110 кВ. То есть потребление определяется выражением, МВт:

, (1.1)

где Р_ХТЭЦ-1 – нагрузка Хабаровской ТЭЦ-1, МВт, Р_{1АТ (110 кВ) Хехцир,} Р_{2АТ (110 кВ) Хехцир} – переток активной мощности по стороне 110 кВ 1АТ и 2АТ ПС 220 кВ «Хехцир» соответственно, МВт.

В 2015 году в дни проведения зимнего и летнего контрольных замеров ЛЭП 110 кВ РЦ – Хабаровская ТЭЦ-1 цепи №1 и №2 были включены в транзит.

В этих условиях, выражение (1.1) для определения потребления в рассматриваемом районе приобретает вид:

, (1.2)

где Р_{ЛЭП 110 РЦ-ХТЭЦ-1 у шин ХТЭЦ-1} – суммарный переток активной мощности по ЛЭП 110 кВ РЦ – Хабаровская ТЭЦ-1 цепи №1 и №2 у шин 110 кВ Хабаровской ТЭЦ-1, МВт.

В таблице 1.1 приведены данные по потреблению рассматриваемого района, полученные на основе необработанных (первичных, полученных с объектов, и не синхронизированных с системой) контрольных замеров (КЗ) Хабаровской ТЭЦ-1 и ПС 220 кВ «Хехцир» за день летних контрольных замеров (третья среда июня) 2015 года, в таблице 1.2 - за день зимних контрольных замеров (третья среда декабря) 2015 года.

Таблица 1.1 – Потребление района в день летних КЗ

Как видно из приведенных данных, приведенных в таблицах 1.1 и 1.2, максимальная загрузка автотрансформаторов ПС 220 кВ «Хехцир» по активной мощности наблюдается в летний период, когда нагрузка единственного источника мощности в районе – Хабаровской ТЭЦ-1 – существенно снижается.

Характеристики

Список файлов ВКР