Дипломний проект - Реконструкция подстанции напряжением 110 35 10 кВ для подключения СЭС - файл n8.docx

Дипломний проект - Реконструкция подстанции напряжением 110 35 10 кВ для подключения СЭС
скачать (6676.4 kb.)
Доступные файлы (8):
n1.vsd
n2.vsd
n3.dwg
n4.dwg
n5.dwg
n6.dwg
n7.vsd
n8.docx1751kb.08.02.2012 17:58скачать

n8.docx

  1   2   3


Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»
Факультет електроенерготехніки та автоматики
Кафедра електричних мереж та систем

Напрям підготовки 6.0906 - Електротехніка

(код, назва)

Спеціальність 7.090602 – Електричні системи і мережі

(код, назва)


ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідувач кафедри

_________ В.В.Кирик

(підпис) (ініціали, прізвище)

«___»___________201_р.
ЗАВДАННЯ

на дипломний проект освітньо-кваліфікаційного рівня

«спеціаліст»

(назва рівня)

Студенту Продану Богадну Йосиповичу

(прізвище, ім’я, по батькові)

1. Тема проекту: «Реконструкція підстанції «Старокозача» 110/35/10 кВ

для під'єднання сонячної електростанції »

затверджена наказом по університету від № 925/2-C від 24.11.2011 р

2. Термін здачі студентом закінченого проекту «___»____________201_ р.

3. Вихідні дані до проекту: номінальна потужність Старокозачої СЕС P=40 МВт; струм короткого замикання на шинах 110 кВ Ікз=8,9 кА; схема частини ОЕС України, до якої приєднана підстанція «Старокозача»; перелік існуючого обладнання на підстанції.

4. Перелік питань, які мають бути розроблені:

а) Основна частина –

Розрахунок режиму роботи частини енергосистеми України.

Реконструкція підстанції.

б) Економічна частина –

Техніко-економічне порівняння схем видачі потужності Старокозачої СЕС.

в) Системи релейного захисту та автоматики на підстанції.

г) Охорона праці та навколишнього середовища –

Безпека експлуатації КРПЗ 10 кВ.

5. Перелік графічного (ілюстративного) матеріалу:

5.1. Схема енергосистеми без підключення СЕС сумарною потужністю

100 МВт.

5.2. Схема енергосистеми після підключення СЕС сумарною потужністю

100 МВт.

5.3. Схема електричних з'єднань підстанції.

5.4. Ситуаційний план підстанції.

5.5. План розміщення шаф і кабельних каналів в КРПЗ 10 кВ.

5.6. Розріз ланки трансформатора Т3.

5.7.Системи релейного захисту та автоматики трансформатора

ТРДН-40000/110

6. Консультанти:

з економічних питань ст.викл., Бахмачук С.В.

(вчене звання, ПІБ, посада)

з питань охорони праці доц., к.т.н., Собарно Р.В.

(вчене звання, ПІБ, посада)

з питань релейного захисту ст.викл., Хлистов В.М.

(вчене звання, ПІБ, посада)

з питань електрообладнання доц., к.т.н., Казанський С.В.

(вчене звання, ПІБ, посада)

7. Дата видачі завдання «24» листопада 2011 р.

Керівник дипломного проекту _________ Баженов В.А.

(підпис) (ініціали, прізвище)

Завдання прийняв до виконання _________ Продан Б.Й.

(підпис) (ініціали, прізвище)

ЗАТВЕРДЖУЮ

Керівник
дипломного проекту

__________ Баженов В.А.

(підпис) (ініціали, прізвище)

«24» листопада 2011р.


КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН-ГРАФІК
виконання дипломного проекту


студентом Проданом Б.Й.

(прізвище, ініціали)

№ з/п

Назва етапів роботи та питань, які мають бути розроблені відповідно до завдання

Термін
виконання

Позначки керівника про виконання завдань

1

Розрахунок режиму роботи частини ОЕС України з та без підключених СЕС

25.11-01.12




2

Вибір схем видачі потужності СЕС в мережу

1.12-10.12




3

Розрахунок струмів короткого замикання на підстанції

11.12-20.12




4

Вибір високовольтного обладнання на підстанції

20.12-28.12




5

Вибір обладнання для вимірювання та обліку електроенергії

9.01-15.01




6

Виконання будівель КРПЗ і ЗРУ

16.01-20.01




7

Безпека експлуатації КРПЗ 10 кВ

01.11-25.01




8

Релейний захист та автоматика трансформатора ТРДН-40000/110

15.01.-26.01






Студент _____________

(підпис)
Анотація

В даному дипломному проекті була проведена реконструкція підстанції Старокозача. Дипломний проект включає в себе наступні розділи: основна частина, реконструкція підстанції, охорона праці та релейний захист. В основній частині був проведений розрахунок режиму роботи енергомережі, а саме розрахунок з підключеними сонячними електростанціями та без них, техніко-економічне порівняння схем видачі потужності в мережу 110 кВ Старокозачою СЕС. Також було розраховане основне силове обладнання, яке встановлюється на підстанції, системи автоматики, захисту, вимірювання і обліку електроенергії.

Дипломний проект містить розрахунково-пояснювальну записку обсягом 69 сторінок та графічну частину, яка складається з 7 креслень.


The summary

In this graduate work the reconstruction the substation Starokazache was made. The degree project includes the following sections: the main part, reconstruction of the substation, labour protection and relay protection. In the main part the calculation of power system operating regime was made, namely the calculation of one with connected solar power plants and without them, the techno-economic comparison of power provide schemes to a network with voltage of 110 kV by Starokazache solar plant. Also the main power equipment that is installed on the substation, automation systems, protection, measurement and metering of electricity was calculated.

Graduate work includes a calculation-explanatory note of 69 pages and graphics part which consists of 7 drawings.

ЗМІСТ


ОСНОВНІ УМОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ ТА СКОРОЧЕННЯ…………………...8

ВСТУП……………………………………………………………………………….9

РОЗДІЛ 1 РОЗРАХУНОК РЕЖИМУ РОБОТИ ЧАСТИНИ ОЕС

УКРАЇНИ В ПЕРІОД ЛІТНЬОГО МІНІМУМУ ……………………………..10

РОЗДІЛ 2 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ СХЕМИ

ВИДАЧІ ПОТУЖНОСТІ СТАРОКОЗАЧОЇ СЕС……………………………15

РОЗДІЛ 3 РЕКОНСТРУКЦІЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЧАСТИНИ

ПІДСТАНЦІЇ «СТАРОКОЗАЧА» 110/35/10 кВ……………………………….21

3.1 Короткий опис діючої підстанції……………………………………………...21

3.2 Основні технологічні рішення………………………………………………...22

3.3 Розрахунок струмів короткого замикання……………………………………22

3.4 Вибір і перевірка електричних апаратів і елементів…………………………25

3.4.1 Вимикачі………………………………………………………………………25

3.4.2 Роз'єднувачі…………………………………………………………………...28

3.4.3 Трансформатори струму і напруги………………………………………….29

3.4.4 Вибір ОПН…………………………………………………………………….34

3.4.5 Облік електроенергії на підстанції………………………………………….36

3.4.6 Будівля КРПЗ 10 кВ…………………………………………………………..37

3.4.7 Будівля ЗПК…………………………………………………………………..37

3.4.8 Освітлення на підстанції……………………………………………………..39

3.4.9 Телемеханіка………………………………………………………………….40

3.4.10 Засоби зв’язку……………………………………………………………….41

3.4.11 Розрахунок блискавко захисту……………………………………………..41

3.4.12 Вибір КЛ 10 кВ……………………………………………………………...43

РОЗДІЛ 4 СИСТЕМИ РЕЛЕЙНОГО ЗАХИСТУ ТА АВТОМАТИКИ

НА ПІДСТАНЦІЇ………………………………………………………………….44

4.1 Основні положення…………………………………………………………….44

4.2 Системи релейного захисту та автоматики підстанції……………………….44

4.2.1 РЗА приєднань 10 кВ…………………………………………………………45

4.2.2 УРВВ і АУВ…………………………………………………………………..46

4.3 Організація релейного захисту та автоматики трансформаторів…………...46

4.3.1 Загальні положення…………………………………………………………..46

4.3.2 Кола захисту трансформатора……………………………………………….48

4.3.3 Кола сигналізації……………………………………………………………..53

4.4 Розрахунок уставок спрацювання релейного захисту трансформаторів…...55

РОЗДІЛ 5 БЕЗПЕКА ЕКСПЛУАТАЦІЇ КРПЗ 10 кВ…………………………61

5.1 Аналіз небезпечних та шкідливих факторів під час експлуатації

КРПЗ напругою 10 кВ……………………………………………………………...61

5.2 Профілактичні заходи захисту від електричної напруги…………………….63

5.3 Заходи захисту від інших небезпечних факторів…………………………….66

5.4 Заходи захисту від шкідливих факторів………………………………………66

5.5 Пожежна безпека……………………………………………………………….66

ВИСНОВКИ………………………………………………………………………..68

Список використаної літератури…………………………………………………..69

ОСНОВНІ УМОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ ТА СКОРОЧЕННЯ
АБ – акумуляторна батарея

АВР – автоматичне введення резерву

ВН – висока напруга

ВРП – відкритий розподільчий пристрій

ЗРП – закритий розподільчий пристрій

КЗ – коротке замикання

КЛ – кабельна лінія

КРПЗ – комплектний розподільчий пункт закритого типу

ЛЕП – лінія електропередачі

МСЗ – максимальний струмовий захист

ОПН – обмежувачі перенапруг

ПС – підстанція

ПУЕ – правила улаштування електроустановок

РЗ – релейний захист

РПН – регулювання без розриву ланцюга навантаження

ТС – трансформатор струму

ШСВ – шинний секційний вимикач
ВСТУП
Електроенергетика — базова галузь економіки України. Вона одна з найстарших у країні. Виробництво електроенергії ґрунтується на спалюванні вугілля, мазуту, природного газу, використанні атомної енергії, енергії води. Південні райони країни значно гірше забезпечені електроенергією власного виробництва, ніж Донбас, Придніпров'я, центр країни.

Це стало причиною реконструкції на вдосконалення енергосистеми на півдні. З 2008 року південно-західний регіон Одеської області підключено безпосередньо до Об'єднаної енергетичної системи України – в експлуатацію введено комплекс ліній електропередачі Арциз-Болград-Рені-Буджак та підстанції «Болград». Введення в експлуатацію цих об’єктів значно підвищило надійність електропостачання споживачів південно-західного регіону Одеської області та зменшило залежність від режиму роботи Молдавської енергосистеми.

Крім будівництва високовольтних ліній, в плані розвитку енергетики України важливе місце займає також розвиток альтернативних джерел енергії. В Одеській області планується будівництво ряду сонячних, вітрових та паро-газових електростанцій, в число яких входить Старокозача СЕС.

Сонячна електростанція в періоди літнього мінімального режиму роботи енергосистеми, тобто в час максимальної генерації енергії СЕС, буде видавати потужність в інші райони Південно-Західного регіону по лініях 110 кВ «Арциз- Старокозаче» та «Старокозаче-Канал». Це дасть змогу зменшити навантаження на міжсистемні лінії зв'язку і знизити споживання дорогих невідновлюваних енергоресурсів.
РОЗДІЛ 1 РОЗРАХУНОК РЕЖИМУ РОБОТИ ЧАСТИНИ ОЕС УКРАЇНИ В ПЕРІОД ЛІТНЬОГО МІНІМУМУ


В проекті розвитку енергетики України передбачається розвиток сонячної та вітрової енергетики в південних регіонах країни. Згідно з частиною цього плану, планується спорудити 3 сонячні електростанції.

Для визначенні ефективності та можливості спорудження цих об’єктів в конкретних вузлах енергосистеми необхідно розрахувати режим роботи енергосистеми з підключеними до неї сонячними електростанціями та без них. Найбільший пік генерації електроенергії СЕС спостерігається влітку, в періоди літнього мінімуму роботи мережі.

Для розрахунку режиму роботи енергосистеми використаємо програму «Графсканер». Ця програма дає змогу конструювати електричні мережі та розраховувати режими роботи мережі.

Вихідними даними для роботи в програмі є: схема електричної мережі, параметри трансформаторів, ліній електропередач, рівень напругу балансуючого вузла, потужності навантаження та генерації у вузлах, частота, обладнання, яке встановлене у вузлаз та ін.

Вихідними даними для розрахунку були навантаження та обладнання у вузлах схеми, довжини ліній та типи проводів. В таблиці 1.1 приведено назви вузлів та типи трансформаторів в цих вузлах. На рис. 1.1 показано схему мережі з даними про проводах та довжинах ЛЕП 110 кВ. На рис. 1.2 та 1.3 показано розрахунок режимів роботи енергомережі в період літнього мінімуму.



Назва ПС

Кількість і потужність трансформаторів, МВА

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

Арциз

Арциз 110

Бородіно

Болград

Буджак

Рені

Коса

Еталон

Ізмаїл

Утконосівка

Суворово

Червоний яр

Кілія

Приморське

Струмок

Колісна

Олексіївка

Михайлівка

Білолісся

МІЗ

Тягова

Б. Дністровський

Семенівка

Старокозаче

Арцизька СЕС

Випаснянська СЕС

АТ1-200, АТ2-125

1-40; 2-40*

1-16; 2-16**

1-25; 2-25

1-10; 2-10

1-10; 2-10

1-7,5; 2-16

1-16; 2-16

1-20; 2-20

1-6,3

1-16; 2-16

1-16; 2-6,3

1-25; 2-25

1-16

1-10; 2-15

1-25; 2-25

1-7,5

1-25; 2-25

1-40; 2-40

1-25; 2-25

1-25; 2-25

1-16; 2-16

1-25; 2-25

1-16; 2-16; 3-40

1-40

1-10; 2-10

* - трансформатори встановлені після будівництва СЕС

** - резервні трансформатори

Таблиця 1.1.

Підстанції мережі 110 кВ південно-західного регіону Одеської обл.

Рис. 1.1 Схему мережі ЛЕП 110 кВ південно-західного регіону Одеської області

c:\users\bo4ek\desktop\img_06022012_103422.png

Рис. 1.2. Режим роботи енергосистеми в період літнього мінімуму без підключення СЕС



Рис. 1.3. Режим роботи енергосистеми в період літнього мінімуму з підключенням СЕС

РОЗДІЛ 2 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ СХЕМИ ВИДАЧІ ПОТУЖНОСТІ СТАРОКОЗАЧОЇ СЕС

Ділянка під будівництво Старокозачої СЕС розміром 80 га розташована на північ від с. Старокозаче поруч з підстанцією 110/35/10 кВ Старокозаче.

Даною роботою передбачені наступні варіанти приєднання Старокозачої СЕС з максимальною потужністю 40 МВт до електричних мереж Південно-Західного регіону:

Варіант 1 - видача потужності СЕС передбачається по мережі 110 кВ на шини 110 кВ ПС 110/35/10 кВ Старокозаче з спорудженням на території площадки СЕС пристанційного вузла 110/10 кВ по схемі "Блок лінія-трансформатор з вимикачем" з встановленням одного силового трансформатора потужністю 40 МВА напругою 110/10/10кВ.

Для видачі потужності на шини 110 кВ ПС 110/35/10 кВ Старокозаче роботою передбачається її реконструкція в об'ємі:

Видача потужності за даним варіантом передбачається по одній кабельній лінії 110 кВ, довжиною 100 м, виконаної одножильним кабелем з ізоляцією з зшитого поліетилену.

Роботою також враховано винос існуючих ПЛ 110, 35, 10 кВ з території забудови Старокозачої СЕС, їх каблювання на ділянках виносу та спорудження перехідних пунктів на ПЛ 110 та 35 кВ.

Варіант 2 - за даним варіантом видача потужності Старокозачої СЕС передбачається по мережі 35 кВ на шини 35 кВ ПС 110/35/10 кВ Старокозаче з будівництвом на території СЕС пристанційного вузла 35/10 кВ по схемі "Два блока лінія-трансформатор з вимикачами" з двома силовими трансформаторами 2х25МВА напругою 35/10/10 кВ.

Для підключення Старокозачої СЕС до шин 35 кВ ПС Старокозаче передбачається виконати роботи по її реконструкції в об'ємі зазначеному в варіанті 1 з додатковою заміною існуючих трансформаторів 2х16 МВА на трансформатори 2х25 МВА, напругою 110/35/10 кВ, та спорудженням двох комірок 35кВ.

Приєднання Старокозачої СЕС до ПС Старокозаче передбачається виконати по двох ланцюговій ПЛ 35 кВ, довжиною 100 м, проводом марки АС 120 мм2.

Також за даним варіантом передбачається виконати винесення мереж 110, 35, 10 кВ з території забудови згідно варіанту 1.

Варіант 3 - видачу потужності Старокозачої СЕС передбачається виконати по мережі 10 кВ з встановленням на ПС Старокозаче третього силового трансформатора потужністю 40 МВА, напругою 110/10/10 кВ з будівництвом нового КРПЗ 10 кВ на 10 лінійних комірок на території ПС Старокозаче.

Приєднання Старокозачої СЕС до шин 10 кВ передбачається виконати по 8-ти кабельних лініях 10 кВ, одножильним кабелями з ізоляцією із зшитого поліетилену, прокладеним від ТП-10/0,4 кВ (Вартість будівництва ТП 10/0,1 кВ входить в вартість будівництва СЕС).

За даним варіантом також передбачається виконати реконструкцію ПС Старокозаче та винесення мереж 110, 35, 10 кВ з території забудови в обсязі наведеному для варіанта 1.

Варіант 4 - за даним варіантом видача потужності Старокозачої СЕС передбачається по мережі 10 кВ на існуючі шини 10 кВ ПС 110/35/10 кВ Старокозаче з заміною двох існуючих трансформаторів потужністю 2х16 МВА на трансформатори 2x25 МВА та реконструкцію КРПЗ 10 кВ.

Видачу потужності на шини 10 кВ ПС Старокозаче передбачається виконати по 4-ом кабельним лініям 10 кВ, виконаних одножильними кабелями з ізоляцією з зшитого поліетилену, прокладеної від ТП-2х100-10/0,4, розташованої на території СЕС.

Об'єм реконструкції ПС Старокозаче та винос мереж 110, 35, 10 кВ з території забудови СЕС прийнято за варіантом 1.

Схема видачі потужності Старокозачої СЕС по 4-ом варіантам наведена на рис. 2.1.

Знайдемо суму капітальних вкладень і щорічних витрат на ремонт та експлуатацію підстанції без врахування обладнання, яке передбачається встановити чи реконструювати в кожному з 4-ох варіантів. Результати підрахунків зведемо в таблиці 2.1 і 2.2.



Рис 2.1. Схема видачі потужності Старокозачої СЕС
Таблиця 2.1.

Найменування затрат

Вартість, тис. грн.

Варіант №1

Варіант №2

Варіант №3

Варіант №4

Довжина, км

Вартість, млн. грн.

Довжина, км

Вартість, млн. грн.

Довжина, км

Вартість, млн. грн.

Довжина, км

Вартість, млн. грн.

Лінії електропередач, км

110 кВ (кабельна)

4000

0,1

400,000

-

-

-

-

-

-

35 кВ (2-ланцюгова)

579,862

-

-

0,1

57,986

-

-

-

-

10 кВ (кабельна)

1319,084

-

-

-

-

1

1319,084

0,4

527,634

Підстанції

 

Вартість, тис. грн.

К-сть

Вартість, млн. грн.

К-сть

Вартість, млн. грн.

К-сть

Вартість, млн. грн.

К-сть

Вартість, млн. грн.

ПС на СЕС

-

1

28000

1

20000

-

-

-

-

Трансформатор 25 МВА 110/35/10

7914,285

-

-

2

15828,57

-

-

2

15828,57

Трансорматор 40 МВА 110/10/10

11957

-

-

-

-

1

11957

-

-

Комірка 10 кВ

324,145

-

-

-

-

10

3241,45

4

1296,58

Комірка 35 кВ

933,577

-

-

2

1867,154

-

-

-

-

Комірка 110 кВ

1674,869

1

1674,869

-

-

1

1674,869

1

1674,869

Всього капіталовкладень

30074,869




37753,710




18192,403




19327,653
  1   2   3


Національний технічний університет України
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации