Самый компактный выключатель в своем классе 1 страница

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту

Исполнитель Поташов А.А.

Руководитель проекта Титаренко Ю.Г.

Консультанты:

По экономическим вопросам Коновалов А.П.

По вопросам охраны труда Кувшинов А.В.

ПЕТРОЗАВОДСК 2013

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Петрозаводский государственный университет»

(ПетрГУ)

Карельский региональный институт управления, экономики и права

Специальность (направление подготовки):

энергообеспечение предприятий

УТВЕРЖДАЮ

2013 г

ЗАДАНИЕ

на разработку дипломного проекта

Студенту специальности 140106.65 группы «ЭП-37»

Тема проекта Реконструкция ПС-72 «Сулажгора»

Утверждена приказом директора института

№ от

Срок сдачи студентом законченного проекта

Место преддипломной практики ОАО « Прионежская Сетевая Компания»

Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

Перечень графического материала

Консультанты:

По экономическим вопросам Коновалов А.П.

По охране труда Кувшинов А.В.

По конструкторскому разделу

По охране окружающей среды

По вопросам ГО

Задание выдано « » 2013 г.

Руководитель проекта Титаренко Ю.Г.

Принял к исполнению « » 2013 г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Петрозаводский государственный университет»

(ПетрГУ)

Карельский региональный институт управления, экономики и права

Специальность (направление подготовки):

энергообеспечение предприятий

УТВЕРЖДАЮ

2013 г

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

разработки и оформления дипломного проекта на тему

РЕКОНСТТРУКЦИЯ ПС-72 «СУЛАЖГОРА»

Наименование этапов работы, разделов пояснительной записки (объем в стр.), чертежей (формат)	Срок выполнения	Отметка о выполнении
Подпись руководителя, консультанта	Дата
1.Уточнение темы проекта и задания на проектирование	15.03.2013
2. Составление полного содержания пояснительной записки с краткой аннотацией разделов и указанием объема и перечня чертежей, согласование с руководителем.	16.03.2013-11.06.2013
3.Работа над проектом, консультации
Выбор нового оборудования	01.05.2013-05.05.2013
Расчет токов КЗ для нового оборудования	06.05.2013-13.05.2013
выбор схемы собственных нужд	14.05.2013
Расчет заземляющего устройства и молниезащиты подстанции	15.05.2013-21.05.2013
Выбор релейной защиты и автоматики	22.05.2013-27.05.2013
Расчет основных показателей подстанции	28.05.2013-31.05.2013
Экономические расчеты	01.06.2013-06.06.2013
Охрана труда	07.06.2013-10.06.2013
Заключительная часть	11.06.2913
Обсуждение с руководителем проекта	12.06.2013
Внесение корректировок по замечаниям руководителя, консультантов, окончательное оформление проекта	13.06.2013-17.06.2013
Подписание проекта консультантами, руководителем проекта, нормоконтролером и зав. кафедрой	18.06.2013-24.06.2013

СОСТАВИЛ: СОГЛАСОВАНО:

Студент спец.140106.65 Руководитель проекта

Группы ЭП-37

А.А. Поташов Ю.Г. Титаренко

подпись инициалы подпись инициалы

фамилия фамилия

РЕФЕРАТ

Характеристика ПС-72 «Сулажгора»

В электрическую схему ОРУ-110 подстанции входят:

· разъединители (РНДЗ-1б-110/1000)

· отделители (ОДТ-110М/630)

· короткозамыкатели (КЗТ-110У1)

· секционный масляный выключатель (МКП-110Б)

· трансформаторы напряжения НКФ-110-57, 1984г.

· Трансформаторы тока ТШЛ-0,5

· Трансформаторы тока ТВ-110-20 (встроенный в ввод ВС-110)

· Трансформаторы тока ТВТ-110 ( встроенный в ввод Т-1, Т-2, 110 кВ)

· Трансформаторы тока ТВТ-35 (встроенный в нейтрали Т-1,Т-2)

· Трансформаторы тока ТМЛ-10-2У3 (встраиваемый в КРУ)

· Трансформаторы тока ТК-20 , в цепи ТСН-1, ТСН-2

· два силовых трансформатора (ТДН-16000/110), питающие двесекции шин

· разрядники вентильные типа РВП-10, предназначенные для защиты изоляции подстанции и электрических машин

· трансформаторы напряжения НТМИ-10-66УЗ, 1984г.

· КРУ – 10 Кв

В настоящее время в микрорайоне Сулажгора происходит интенсивное строительство как жилых зданий, так и небольших производственных предприятий. Оборудование данной подстанции морально устарело и требует замены на более совершенное и более надежное.

Поэтому в данной работе рассматривается повышение надежности работы оборудования подстанции и предлагаются следующие мероприятия:

· замена отделителей и короткозамыкателей на элегазовые выключатели типа ВГТ-110-40/2500 в ОРУ-110

· замена секционного масляного выключателя (МКП-110Б) на элегазовый выключатель типа ВГТ-110-40/2500 в ОРУ-110

· замена выключателей с пружинным приводом выкатного типа ВК-10 на вакуумные выключатели (BBTEL-10) в КРУН-10.

Преимуществами элегазовых и вакуумных выключателей являются: высокая электрическая прочность вакуума, что обеспечивает быстрое восстановление электрической прочности между контактами при разрыве дуги; быстродействие и большой срок службы при большом числе отключений; малые габариты и удобство обслуживания, уменьшение затрат на обслуживание;они экологически более безопасны чем масляные выключатели, масляные выключатели взрывоопасны. При работе короткозамыкателя создаются искусственные КЗ, которые негативно влияют на оборудование подстанции, установка элегазового выключателя исключает это.

Я считаю что после выполнения данных работ надежность оборудования подстанции возрастет, а следовательно улучшиться снабжение потребителей электроэнергией.

Содержание дипломна
1 Введение
2 Общий раздел
2.1 Описание и назначение объекта
2.2 Выбор типа и конструкции распределительного устройства
3 Выбор оборудования
3.1 Выбор трансформаторов
3.2 Расчет токов короткого замыкания
3.3 Расчет и описание электрических аппаратов и токоведущих частей
3.4 Выбор схемы собственных нужд
3.5 Описание отходящих от КРУ кабелей
3.6 Расчет заземляющего устройства
3.7 Расчет молниезащиты подстанции
3.8 Выбор релейной защиты и автоматики
4 Расчет основных показателей подстанции
4.1 Производственная мощность подстанции
4.2 Расчет времени работы трансформатора
4.3 Расчет предполагаемой передачи электроэнергии
4.4 Расчет коэффициента экстенсивного использования мощностей
4.5 Расчет коэффициента интенсивного использования мощностей
5 Расчет экономических показателей
5.1 Расчет издержек на производство электроэнергии за год
5.2 Расчет чистого годового сбережения
5.3 Расчет срока окупаемости
5.4 Расчет коэффициента чистой существующей прибыли
6. Охрана труда
6.1 Технические мероприятия
6.2 Организационные мероприятия
6.3 Безопасность жизнедеятельности
6.4 Организация ремонта действующего оборудования
7. Заключение
8. Список используемых источников
9. Электрические схемы подстанции ПС-72

1. ВВЕДЕНИЕ

Впервые электрическое освещение петрозаводчане увидели в ходе празднования Петрова дня в 1897 году. Петрозаводский купец М.И. Пикин удивил всех жителей города машиной, которую он приобрел для освещения своего лесопильного завода и мельницы.

План ГОЭЛРО стал следующей вехой в появлении и развитии энергетики Карелии. 22 декабря 1920 года на VIII Всероссийском съезде Советов Г.М. Кржижановский подробно изложил съезду план электрификации. В плане косвенно упоминалась Кондопожская гидроэлектростанция на реке Суна. Ее строительство было начато еще до 1917 года и возобновлено в 1921 году. Уже в 1931 году план ГОЭЛРО был фактически выполнен.

Единого органа по управлению энергетикой в Республике не было и только 16 июня 1931 года издан приказ № 243 об утверждении временного положения Районного Управления государственных электростанций и сетей АКССР «Карелэнерго», подписанный Председателем правления Г.М. Кржижановским.

16 июня 1931 года стала датой рождения энергосистемы Карелии.

В 1955 году было создано Карело-Финское районное энергетическое управление, которое в 1956 году переименовано в «Карелэнерго». Первым управляющим «Карелэнерго» стал В.Н.Ефимов.

В последние годы, в результате реформирования энергетики России образовались филиал «Карельский» ОАО «ТГК-1», филиал ОАО «МРСК Северо-Запада», сохранивший название «Карелэнерго», Карельская энергосбытовая компания и филиал ФСК ЕЭС – КПМЭС.

Между первым событием и сегодняшним днем прошло много времени, но задачи возникающие в ходе обеспечения электроэнергией потребителей остались те же, только объемы выросли в тысячи раз.

Какая судьба ждет карельскую энергосистему и грозит ли нам энергетический кризис —этот вопрос обсуждали в Законодательном собрании республики Карелия. Энергетический комплекс Карелии — дефицитный: потребление в два раза выше, чем производство, а потому экономии тепла и света, а также вопросам энергосбережения сегодня нужно уделять больше внимания.

Об энергетическом кризисе говорить пока не время, но проблемы есть. Из-за них энергетика и тормозит развитие экономики. При этом в республике наблюдается устойчивый рост энергопотребления. Председатель Региональной энергетической комиссии сообщил: «Есть отдельные узлы, которые уже не позволяют развитию предприятий, есть ограничения по мощности».

Проблема может решаться двумя способами. Во-первых, это увеличение пропускной способности линий электропередач. Во-вторых, строительство новых сетей и генерирующих источников. Все это влечет за собой и необходимость улучшения безотказной работы подстанционного оборудования, так как подстанции являются распределителями электроэнергии. И без их четкой и безаварийной работы невозможно решить задачу доставки электроэнергии до конечного потребителя.

Для большинства подстанций построенных в 20 веке наиболее типичными основными проблемами, влияющими на качество и надежность электроснабжения, на сегодняшний день являются:

· высокий процент износа первичного электрооборудования;

· большой износ кабельного хозяйства;

· высокая повреждаемость оборудования при коротких замыканиях вследствие несовершенства релейной защиты и износа основного электрооборудования;

· высокая эксплуатационная трудоемкость систем релейной защиты и автоматики из-за специфических требований используемых электромеханических защит;

· аварийное отключение цехов и производств из-за дефицита мощности при авариях на шинах или вводах;

· Не достаточно информации об аварийных процессах и объективных показателях износа электрооборудования, что приводит к неправильным или неполным выводам о причинах повреждений и методах их устранения;

ПС-72 «Сулажгора» не является исключением. В связи с ростом энергопотребления в данном микрорайоне требуется улучшать надежность работы подстанции в целом, а это не возможно без реконструкции ее устаревшего оборудования.

2. Общий раздел

2.1 Описание и назначение объекта

Подстанция ПС-72 110/10 кВ «Сулажгора» расположена в черте города, недалеко от Петрозаводской ТЭЦ, и предназначена для электроснабжения ряда промышленных предприятий, а также предусматривает электроснабжение коммунально-бытовой сферы. Присоединение подстанции осуществляется путем подключения к двум действующим воздушным линиям (Л-118 и Л-119) 110 кВ.

В электрическую схему подстанции входят:

- два силовых трансформатора ТДН-16000/110, , питающие две секции шин

- секционный выключатель типа МКП-110-Б

- отделители типа ОДЗ1-110М/630

- короткозамыкатели типа КЗ-110У1

- разъединители типа РНДЗ- 110/1000

-трансформаторы напряжения типа НКФ-110 - 57

- конденсаторы связи

- разрядники вентильные типа РВС-110М, предназначенные для защиты изоляции подстанции и электрических машин.

- распределительное устройство 10 кВ

- два трансформатора собственных нужд типа ТМ-63/ 10

2.2 Выбор типа и конструкции распределительного устройства.

Так как через шины подстанции осуществляется транзит мощности, то применяется схема «мостика с выключателем в перемычке» (перемычка выполнена в сторону линии). Это является упрощенной схемой, поэтому в конструкции ОРУ предусматривается возможность перехода к схеме с одной или двумя рабочими и обходной системой шин при расширении.

На П/С – 72 применено открытое распределительное устройство (расположенное на открытом воздухе). Открытые РУ должны обеспечивать надежность работы, безопасность и удобство обслуживания при максимальных затратах на сооружение, возможность расширения, максимальное применение крупноблочныхузлов заводского изготовления.

Расстояние между токоведущими частями и от них до различных элементов ОРУ должно выбираться в соответствии с требованиями ПУЭ.

Применение жесткой ошиновки позволяет отказаться от порталов и уменьшить площадь ОРУ. Открытое ОРУ должно быть ограждено.

Открытые РУ имеют следующие преимущества перед закрытыми:

-меньше объем строительных работ ( уменьшается стоимость работ)

- легче выполняются расширение и реконструкция

- все аппараты доступны для наблюдения

В то же время открытые РУ менее удобны в обслуживании при низких температурах и в ненастье, занимают значительно большую площадь, чем ЗРУ, а аппараты на ОРУ подвержены запылению, загрязнению и колебаниям температуры.

3 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

3.1 Выбор трансформаторов

Выбор трансформаторов осуществляется по годовому графику действующих нагрузок. Максимум потребления энергии приходится на декабрь, как видно на рисунке 2.1

.

Янв. Февр. Март Апр. Май. Июнь. Июль. Авг. сент. окт. нояб. дек.

Рисунок 2.1 - Годовой график потребления электроэнергии Нагрузка за декабрь месяц составляет 366336 КВа/сут

Определяем необходимую мощность трансформатора, исходя из

графика нагрузки за декабрь месяц, по формуле:

(2.1)

где S_т - мощность трансформатора (КВА), Р_сут- потребляемая нагрузка за сутки (час)

По формуле (2.1) расчитаем:

Исходя из этого, на подстанции устанавливаем два силовых трансформатора
технические данные, которых приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1- Технические данные трансформаторов

Тип	Номинальная мощность (кВА)	Напряжение (кВ)	Потери (кВт)	U к (%)	I х.х. (%)
		ВН	НН	Р х.х.	Р к.з.
ТДН-16000/110			1,1			10,5	0,85

3.2 Расчет токов короткого замыкания

3.2.1 Порядок выполнения расчета

В электрических установках могут возникать различные виды коротких замыканий, которые сопровождаются резким увеличением тока. Поэтому все оборудование установленное на подстанции, должно быть устойчивым к токам
короткого замыкания и выбираться с учетом величин этих токов.

В данном проекте рассматривается расчет токов трехфазного КЗ в относительных единицах в следующем порядке:

· Составляется расчетная схема проектируемой подстанции

· По расчетной схеме составляется электрическая схема замещения с
нанесением расчетных точек коротких замыканий

Данные для расчета:

Система:

S_г=1000 мВА

I_кз=12кА

ЭДC=1,18кВ

В качестве средних напряжений при расчете токов КЗ используются следующие величины:

U_ср=115;10,5кВ

L=1,5км

Схема замещения показана на рисунке 2.2

115 кв

11 кв

Рисунок 2.2-Схема замещения

3.2.2 Определение сопротивления всех элементов схемы замещения

Определяем сопротивление системы по формуле:

(2.2)

где X_c-сопротивление системы

S_б-мощность базы (МВА)

S_кз-мощность КЗ (МВА)

Подставляя значения в формулу (2.2), получаем:

Сопротивление линии определяется по формуле :

(2.3)

где X_o-удельное сопротивление линии (ом/км)

L-длина линии (км)

Подставляя значения в формулу (2.3), получаем

Сопротивление трансформатора определяется по формуле :

(2.4)

Подставляя значения в формулу (2.4), получаем:

Для двух трансформаторов с одинаковой мощностью:

(2.5)

Подставляя значения в формулу (2.5), получаем:

Результирующее сопротивление определяется по формуле:

(2.6)

Подставляя значения в формулу (2.6), получаем:

3.2.3 Определение токов короткого замыкания

Определяю ток короткого замыкания в точке К-1 по формуле:

(2.7)

Где I_б-ток базы

(2.8)

Подставляя значения в формулу (2.8), получаем:

Подставляя значения в формулу (2.7), получаем: