Аннотация

В современных условиях эксплуатации электрических станций, электрических сетей и подстанций требуется их объединение в едином технологическом, оперативном, экономическом и хозяйственно-административном комплексе. Таким комплексом является энергосистема, где происходит концентрация производства электроэнергии на совместно работающих электростанциях, ее передача и распределение с помощью единой разветвленной электрической сети, состоящей из линии электропередачи и подстанций, что обеспечивает повышение надежности электроснабжения и требуемое качество электроэнергии (поддержание нормативных уровней частоты и напр.).

Данная проектируемая подстанция расположена в Московской области. Она соединена с энергосистемой двумя линиями, протяженность которых 60 км. Энергосистема обеспечивает напряжением 110 кВ.

Напряжение на подстанции, к 12 отходящим от нее линиям потребителей, 10 кВ. Нагрузка одной линии 4,2 МВт, коэффициент мощности 0,8

коэффициент одновременности 0,9

Проектируемая подстанция соединена с ПС 110/10/10 кВ линией.

Для приема и передачи электроэнергии, вырабатываемой электростанциями, из одного энергорайона в другой, ее преобразование и электроснабжение потребителей служат электрические сети и подстанции. Электрические сети энергосистем, объединяющие воздушные и кабельные линии электропередачи и подстанции, делятся по территориальному признаку на отдельные сетевые районы, которые принято называть предприятиями электросетей (ПЭС). Каждое предприятие электросетей является самостоятельной хозяйственной организацией. При каждом ПЭС имеется оперативно-диспетчерская служба со своим диспетчерским пунктом, служба подстанций, ведающая повседневной эксплуатаций 35кВ и выше с помощью соответствующих эксплуатационных участков. Служба подстанций проводит текущие и капитальные ремонты, а также модернизацию и другие работы силами своих ремонтных бригад и с помощью специализированных организаций.

Профилактические испытания и проверки выполняют специальные службы изоляции и грозозащиты, автоматики, измерений, телемеханики. Что касается линии электропередачи, то надзор за ними и их ремонт осуществляет служба ВЛ с помощью ремонтно-механизированных станций (РМС), организуемых по территориальному признаку. Для эксплуатации распределительных электросетей, их подстанций и трансформаторных пунктов (ТП) напряжением 0,4 – 20 кВ сельского и районного значения в составе ПЭС создается служба распределительных сетей.

Назначение, мощность и уровень напряжения подстанций определяются схемой и конфигурацией электрической сети, в которой она эксплуатируется, характером и нагрузкой присоединенных потребителей электроэнергии. Различают несколько видов подстанций:

- тупиковые

- ответвленные

- промежуточные

- транзитные

- преобразовательные

- тяговые

Конструктивно распределительные устройства подстанции могут выполняться открытыми (основное оборудование располагается на открытом воздухе) или закрытыми, по своей ведомственной принадлежности подстанции находятся в ведении энергосистем или промышленных и других потребителей электроэнергии.

1. Разработка структурной схемы проектируемой пс

1.1. Выбор основного электрооборудования.

При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии (мощности) по которой показываются функциональные основные части электроустановки (распределительные устройства, трансформаторы, генераторы) и связи между ними. Структурные схемы служат для дальнейшей разработки более подробных и полных принципиальных схем, а также для общего ознакомления с работой электроустановки. На чертежах этих схем функциональные части изображаются в виде прямоугольников или условных графических изображений. Никакой аппаратуры на схеме не показывают.

На ПС с двухобмоточными трансформаторами электроэнергия от энергосистемы поступает в РУ ВН, затем трансформируется и распределяется между потребителями в РУ НН.

1.2.Выбор трансформаторов связи и тсн

- Выбор силового трансформатора

,

где n – число линий

Р_max – нагрузка одной линии, МВт

,

где К_одн – коэффициент одновременности

cos φ – коэффициент мощности

,

К_АП – коэффициент аварийной перегрузки трансформатора. При напряжении 110 кВ К_АП = 1,6

Выбираем два трансформатора ТРДНС 40000/110/10-10

- Условия выбора мощности ТСН:

где S_Тном – номинальная мощность одного силового трансформатора, МВА

Выбираем 2 трансформатора типа ТЗС – 160/10, обеспечивая тем самым 100% резерв. Трансформаторы собственных нужд запитаем соответственно от I и II секции 10 кВ. Выключатели 0,4 кВ I и II секций секционируются под АВР, что позволяет не потерять собственные нужды подстанции.

Технические данные ТЗС – 160/10 приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Т1, Т2	Тип	Uном, кВ			Потери, кВ			Uкз, %		Iхх, %
		ВН	НН	ХХ		КЗ	ВН-НН
	ТРДНС 40000/110/10-10	115	10,5-10,5	34		170	10,5		0,55
ТСН-1,2	ТСЗ 160/10	10	0,4	0,7		2,7	5,55		4

3. Разработка главной электрической схемы проектируемой подстанции

При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии (мощности), на которой показываются основные функциональные части электроустановки (распределительные устройства, трансформаторы, генераторы) и связи между ними. Структурные схемы служат для дальнейшей разработки более подробных и полных принципиальных схем, а также для общего ознакомления с работой электроустановки.

Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования ( числа генераторов, трансформаторов), распределения генераторов и нагрузки между распределительными устройствами (РУ) разного напряжения и связи между этими РУ.

Если ТЭЦ сооружается вблизи потребителей электроэнергии

U= 6 – 10 кВ, то необходимо иметь распределительное устройство генераторного напряжения (ГРУ). Количество генераторов, присоединяемых к ГРУ, зависит от нагрузки 6 – 10 кВ.

На электростанциях, имеющих шины генераторного напряжения, предусматривается установка трансформаторов для связи этих шин с шинами повышенного напряжения. Такая связь необходима для выдачи избыточной мощности в энергосистему в нормальном режиме, когда работают все генераторы, и для резервирования питания нагрузок на напряжении 6 – 10 кВ при плановом или аварийном отключении одного генератора.

Мощность трансформаторов связи выбирается с учётом возможности питания потребителей в летний период, когда при снижении тепловых нагрузок может потребоваться остановка теплофикационных агрегатов. Также учитывается необходимость резервирования питания нагрузок в период максимума при выходе из строя одного из генераторов, присоединенного к ГРУ.