Модернизация электрооборудования подстанции ТП-2А ОАО «ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД» «ПЛАНТА». Часть 2.

Страницы:   1   2   3   4   5

---

1.3 Современные системы релейной защиты и автоматики.

 

Современные системы релейной защиты и автоматики предназначены для быстрого реагирования на аварийные ситуации, которые могут возникать в ходе эксплуатации электроустановок. Они в кротчайший срок перекрывают подачу электричества в тот участок энергетической системы, которая была повреждена. Устройства релейной защиты предназначены для постоянного регулирования и контроля состояния системы энергообеспечения. В случае, если возникает аварийная ситуация, они передают сигнал на автоматические выключатели, которые ограничивают поступление электроэнергии к поврежденному или нестабильно работающему участку цепи. Практически все современные системы релейной защиты реализуются на базе микроконтроллеров. Это и не странно, ведь повсюду идет минимизация устройств. Это не могло не коснуться релейной защиты систем электроснабжения.

 

1.4 Современные силовые трансформаторы, повышающие безопасность, надежность и экономичность в системах электроснабжения

 

Действенной мерой, повышающей надежность и экономичность систем электроснабжения, является применение нового электрооборудования, отвечающего требованиям современной энергетики.

В настоящее время из масляных силовых трансформаторов трансформаторы типа ТМГ являются наиболее современными и совершенными по конструкции из выпускаемых странами СНГ для электрических сетей напряжением 6 и 10 кВ. Они отличаются высокой надежностью и безопасностью в работе. Поставщиками этих трансформаторов являются многие фирмы ближнего и дальнего зарубежья, а также России.

Например, трансформаторы типов ТМГ, ТМГСУ, ТМГМШ выпускаются Минским электротехническим заводом.

Трансформаторы ТМГ имеют следующие преимущества: герметическое исполнение, без расширителя и без воздушной или газовой подушки, отсутствие контакта масла с окружающей средой, что исключает окисление, увлажнение и шламообразование; предварительная дегазация масла и заливка его при глубоком вакууме увеличивают электрическую прочность изоляции; не требуются профилактические, текущие и капитальные ремонты в течение всего срока эксплуатации трансформаторов (25 лет). Кроме того, для ограничения давления в баках при перегрузках трансформаторы снабжаются электроконтактным мановакуумметром; для регулирования напряжения трансформаторы снабжаются переключателями с автоматическим внутренним фиксатором положений и контактами оптимальной формы, что исключает выход трансформаторов из строя по причине КЗ секций обмоток и повышает его надежность. Конструктивные особенности обеспечивают устойчивость трансформаторов при КЗ.

Силовые трансформаторы типа ТМГСУ выпускаются с гофрированным баком и симметрирующим устройством. Использование их обеспечивает равномерное распределение напряжения по фазам даже при несимметричной нагрузке. Преимущество этих трансформаторов по сравнению с трансформаторами аналогичного назначения, имеющими схему и группу соединения обмоток Y/ZH-11, в более низких потерях КЗ и в возможности их параллельной работы с уже установленными трансформаторами со схемой и группой соединения обмоток Y/YH-0.

Трансформаторы ТМГСУ со схемой соединения обмоток Y/YH и специальным симметрирующим устройством (СУ) являются самыми экономичными для четырехпроводных сетей 0,38 кВ с однофазной или смешанной нагрузкой.

Технические характеристики масляных трансформаторов типов ТМГ, ТМГСУ, ТМГМШ мощностью 25 … 1600 кВА Частота — 50 Гц; напряжение НН — 0,4 (0,23) кВ; ВН — до 35 кВ

В этих трансформаторах отсутствует явление перегрева потоками нулевой последовательности при неравномерной нагрузке фаз и при ее суммарной мощности, равной или ниже номинальной. Трансформаторы с СУ улучшают работу защиты и повышают безопасность работы электросети. В них резко снижено разрушающее воздействие на обмотки токов при однофазных КЗ. СУ улучшает также синусоидальность формы кривой напряжения при наличии в сети нелинейных нагрузок (сварочных агрегатов, люминесцентных ламп и др.), что важно при питании таких чувствительных к качеству электроэнергии устройств, как компьютеры, телевизоры и другие электронные устройства. Кроме того, СУ уменьшает шум у трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Yh при их неравномерной загрузке по фазам, что важно при установке их в жилые здания.

Силовые трансформаторы типа ТМГМШ предназначены для потребителей с повышенными требованиями к уровню шума (жилые дома, больницы, общественные здания и др.), а также в местах с особыми требованиями по экологии. Кроме того, трансформаторы типа ТМГМШ являются энергосберегающими, у них сниженные по сравнению с трансформаторами ТМГ потери холостого хода.

Трехфазные сухие трансформаторы типов ТСГЛ, ТСЗГЛ, ТСЗГЛФ мощностью 100-2500 кВА с геафолевой литой изоляцией обмоток (эпоксидный компаунд с кварцевым наполнителем). Геафоль не оказывает вредного влияния на окружающую среду, не выделяет никаких токсичных газов (даже под воздействием дуговых разрядов с высокой концентрацией энергии), при внешнем воздействии пламени после удаления источника огня самостоятельно затухает. Поэтому обмотки пожаробезопасны, влагостойки, не требуют технического обслуживания. Стойкость трансформаторов к воздействию толчков тока обеспечивается конструкцией обмоток, а низкий уровень шума трансформаторов — за счет изготовления магнитопровода с шихтовкой по схеме «Steh-lap».

Преимущества трансформаторов типов ТГСГ, ТСЗГЛ, ТСЗГЛФ перед другими сухими трансформаторами:

могут работать в сетях, подверженных грозовым и коммутационным перенапряжениям;

имеют сниженный уровень шума;

имеют высокую стойкость к механическим усилиям, возникающим в режиме КЗ;

сейсмостойкие (выдерживают 7 баллов на отметке 40 метров);

обеспечивается полная экологическая и пожарная безопасность.

Благодаря таким свойствам трансформаторы типов ТСГЛ, ТСЗГЛ, ТСЗГЛФ могут устанавливаться:

в местах, требующих повышенной безопасности (метро, электростанциях, в том числе атомных), кинотеатрах, жилых и общественных зданиях и т. п.);

в местах с повышенными требованиями к охране окружающей среды (водозаборных станциях, спортивных сооружениях, курортных зонах и т. п.);

на промышленных предприятиях, металлургических комбинатах, химических производствах и т. д.

Применение трансформаторов типов ТСГЛ, ТСЗГЛ, ТСЗГЛФ позволяет потребителям экономить средства на сооружении электросетей за счет глубокого ввода в здания, избежать издержек, связанных со строительством отдельно стоящих подстанций, улучшить архитектурный облик городов (экономить при этом дорогостоящую городскую территорию), снизить затраты на проведение раскопок в городах.

Для защиты от перегрева трансформаторы комплектуются двухуровневым реле тепловой защиты, управляемым термисторами, встроенным в обмотки.

Кроме трансформаторов с магнитопроводом из обычной электротехнической холоднокатанной стали, появились и успешно работают трансформаторы с магнитопроводом из аморфной электротехнической стали. Последняя имеет следующие технические преимущества: низкие потери, высокая магнитная проницаемость, прямоугольная форма кривой намагничивания, высокая коррозионная стойкость, отсутствие межлистовой изоляции, стабильные характеристики.

Отечественным разработчиком таких трансформаторов является ОАО ЭНИИ. Пример экономии при применении трансформаторов с магнитопроводом из аморфной электротехнической стали:

1. a) 35 т условного топлива — только на одном трансформаторе 100 кВА/10 кВ за срок его службы;
2. b) 80% электроэнергии — только на потерях в силовых трансформаторах;
3. c) 6% электроэнергии, вырабатываемой всеми электростанциями России, что в 2000 г. составило бы 53 миллиарда кВт∙ч.

Кроме того, ОАО ЭНИН разработаны и испытаны в различных условиях трансформаторы различных мощностей и конструкций с обмотками из сверхпроводниковых материалов.

Сверхпроводящие трансформаторы с магнитопроводами из аморфной электротехнической стали дают исключительные технические преимущества: уменьшение потерь на единицу мощности, массы и габаритов, расхода материалов, техногенной нагрузки на окружающую среду; повышение единичной мощности, эффективности преобразования, а также увеличение срока службы

 

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Краткая информация об основных результатах деятельности Открытого Акционерного Общества «Химический завод «Планта»

 

Ордена Красного Знамени Открытое акционерное общество «Химический завод «Планта» является структурным звеном оборонного комплекса России. Сегодня в составе оборонно-промышленного комплекса России входит в Государственную корпорацию «Ростехнологии».

Бывший завод № 56 Народного комиссариата Боеприпасов СССР начал строиться в 1936 году и выпустил первую продукцию 10 сентября 1939 года. Эта дата является датой основания завода.

Завод является многопрофильным по снаряжению и сборке боеприпасов различных типов. Постоянное совершенствование технологии, внедрение передовых методов производства позволили ОАО «ХЗ»Планта» завоевать прочные позиции и стать основным поставщиком средств ближнего боя МО РФ, МВД, ФПС, а также зарубежных партнеров. С 2011 года ОАО «Химический завод «Планта» выполняет государственный заказ по утилизации боеприпасов промышленным способом.

В условиях конверсии было принято решение о развитии мощностей для выпуска гражданской продукции и товаров народного потребления. Сегодня основным направлением является производство корпусной мебели, изготавливаемой по современным зарубежным технологиям, в том числе из натурального дерева и стекла. Инвестиции в развитие товаров народного потребления позволяют ежегодно наращивать объем производства и реализации гражданской продукции. Внедрено оборудование по выпуску новых видов товаров народного потребления, таких, как изделия из стекла, обработка стекла, изделия из натурального дерева, нанесение полноцветной печати. Новое технологическое оборудование позволяет в разы увеличить ассортимент выпускаемой продукции и войти в новые рынки.

Ежегодно растет рынок строительных материалов, что обусловливает рост объема производства арочных комплектов.

Численность персонала на предприятии составляет 1450 человек, включая персонал, занятый на производстве спецпродукции, механическом производстве, производстве товаров народного потребления, вспомогательные цехи, а также работники, занятые в социальной сфере завода.

 

2.1. Общая характеристика подстанции

 

На «ОАО Химзавод Планта» от подстанций питаются склады, котельная, пожара-насосная, ремонтно-механический участок, коллективные сады (КС 2,3,4), ИЗЛ лаборатория, транспортный цех, производство товаров народного потребления, производство спец продукции.

Подстанцией называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов (трансформаторная подстанция) и распределенных устройств напряжением до 1000 В и выше.

Трансформаторные подстанции являются основным звеном системы электроснабжения. В зависимости от положения в энергосистеме, назначения, величины первичного и вторичного напряжений их можно подразделить на районные подстанции, подстанции промышленных предприятий, тяговые подстанции и др.

Районная подстанция выполнена как главная понизительная подстанция (ГПП) с открытым распределительным устройством (ОРУ), предназначенная для приёма электроэнергии напряжением 110 кВ и преобразования её в напряжение районной сети – 6 кВ для питания населенных пунктов. Схема электрических соединений подстанции на стороне 110 кВ выполнена по блочному принципу – “линия 110 кВ – трансформатор – токопровод 10 кВ” с короткозамыкателями, отделителями и разъединителями. Схема электрических соединений подстанции на стороне 6 кВ выполнена с одной секционированной системой шин.

 

2.2. Анализ электрооборудования и режимов работы подстанции до модернизации

 

Согласно технико-экономическому обоснованию на ПС установлены два трансформатора 110/6 кВ мощностью 16000кВ А типа ТДН-16000/110 кВ с автоматическим регулированием напряжения под нагрузкой.

На стороне 6 кВ предусмотрена одна секционированная система шин с оборудованием 20 линейных ячеек 6 кВ.

Питание собственных нужд ПС и цепей оперативного тока осуществляется от двух трансформаторов ТМ-250.

Защита оборудования ПС от грозовых волн, набегающих с линий, выполняется с помощью ограничителей перенапряжения, присоединяемых к шинам 110 и 6 кВ.

КРУН-6кВ приняты серии К-37.

Наружное освещение ПС предусмотрено светильниками типа СЗЛ-300-1 и прожекторами ПЗС-35, установленных на блоке опорных изоляторов 110 кВ и на прожекторной площадке отдельно стоящего молниеотвода, наружное освещение эксплуатационного участка — светильниками СПО-300.

Для предотвращения ошибочных действий при оперативных переключениях на ПС предусматривается электромагнитная и механическая блокировки элементов РУ 110, 6 кВ.

Защита ПС от ПУМ осуществляется молниеотводом, установленным на линейном портале 110 кВ и отдельно стоящим молниеотводом.

Оперативный ток принят переменный напряжением 220 В.

Установлены: выключатель ВГБ-110-25/1250У1, ВВЭ-М-10-20/1000 – выключатель вакуумный, выключатель ВВЭ-М-10-20/630.

На стороне 110 кВ ОПН — 110 / 146 — 10 (II)

На стороне 35 кВ ОПН — 35/42 -10(I) УХЛ1.

На стороне 10 кВ ОПН — 10 (II) УХЛ1.

 

2.4. Анализ существующих проблем. Постановка задачи проектирования.

 

Выполняется проект реконструкции электрической части подстанции ТДТН – 16000/110 на Химзаводе «Планта». В связи с ростом нагрузок и увеличением объема производства на предприятии, а также в связи со строительством и восстановлением старых цехов и зданий, настоящий проект предусматривает замену физически и морально устаревшего оборудования (масляных выключателей на вакуумные), а также замену существующих трансформаторов на трансформаторы большей мощности (ТЛМ-10-I, ПКН 001 – 10 У3), трансформатор собственных нужд ТМ-250 для надежного и бесперебойного электроснабжения потребителей. Для чего необходимо разработать проект модернизации подстанции в соответствии с заданными условиями, выполнить необходимые расчёты и произвести выбор оборудования в соответствии с ними. В процессе проектирования выбираются новое оборудование, решаются вопросы организации необходимых работ, используются каталоги на современное отечественное оборудование, действующие решения и циркуляры. Отправными документами являются «Правила устройства электроустановок», «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской федерации», «Межотраслевые Правила по охране труда (Правила безопасности) при эксплуатации электроустановок», «Правила пожарной безопасности на энергетических объектах».

 

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Электрические нагрузки, построение графиков.

 

Графики электрических нагрузок позволяют правильно подойти к выбору основного оборудования подстанций — трансформаторов, компенсирующих устройств, кабелей и наметить наиболее экономичный режим их работы.

Графики показывают изменение нагрузки за отдельный промежуток времени. По этому признаку их разделяют на суточные, сезонные, годовые. График нагрузки необходим для того, чтобы определить максимальную мощность или ток, для выбора электрического оборудования и расчета потерь напряжения в электрической сети, для определения годового или суточного энергопотребления, что необходимо для расчета технико-экономических показателей электроустановки или системы электроснабжения.

 

3.1.1 Суточные графики электрических нагрузок 2005 года

 

Суммарный зимний и летний суточный график активной мощности НН

 

Суммарный зимний и летний суточный график полной мощности НН

 

Суммарный летний и зимний суточный график активной мощности СН

 

Суммарный зимний и летний суточный график полной мощности СН

 

Суммарный летний и зимний суточный график активной мощности ВН

 

Суммарный летний и зимний суточный график полной мощности ВН

 

3.1.2 Суточные графики нагрузок 2015 года

 

Суммарный летний и зимний суточный график активной мощности НН

 

Суммарный летний и зимний суточный график полной мощности НН

 

Суммарный зимний и летний суточный график активной мощности СН

 

Суммарный зимний и летний суточный график полной мощности СН

 

Суммарный зимний и летний суточный график активной мощности ВН

 

Суммарный зимний и летний суточный график полный мощности ВН

 

3.2 Построение годового графика электрической нагрузки по данным таблиц

 

Построение годового графика электрической нагрузки по продолжительности производится на основании графиков за зимние и летние сутки. При построении годового графика по оси ординат откладываются нагрузки, кВт, по оси абсцисс — часы года от 0 до 8760. Электрические нагрузки на графике располагаются в порядке убывания от Pmax до Pmin.

Продолжительность потребления электрической нагрузки Ti определяется по формуле:

Ti=ti*N, (3.6)

где: ti – длительность ступеней суточных графиков;

N – количество календарных дней: NЗИМ= 200 дней, NЛЕТ = 165 дней.

Результаты расчетов сводим в таблицы 3.13÷3.18.

Годовой график нагрузки по продолжительности представлен на рисунке 3.13.

Таблица данных для построения годового графика нагрузки по продолжительности НН 2005 г.

Таблица 3.13

 

Годовой график по продолжительности НН 2005 г.

 

Таблица данных для построения годового графика электрической нагрузки по продолжительности на СН 2005 г.

Таблица 3.14

 

Годовой график по продолжительности СН 2005 г

 

Таблица данных для построения годового графика электрической нагрузки по продолжительности на ВН 2005 г.

Таблица 3.15

 

Годовой график по продолжительности ВН 2005 г.

 

Таблица данных для построения годового графика электрической нагрузки по продолжительности на НН 2015 г.

Таблица 3.16

 

Годовой график по продолжительности НН 2015 г.

 

Таблица данных для построения годового графика электрической нагрузки по продолжительности на СН 2015 г.

Таблица 3.17.

 

Годовой график по продолжительности СН 2015 г.

 

Таблица данных для построения годового графика электрической нагрузки по продолжительности на ВН 2015 г.

Таблица 3.18.

 

Годовой график по продолжительности ВН 2015 г.

---

Страницы:   1   2   3   4   5