Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общая часть проекта

1.1 Характеристика энергорайона

подстанция реконструкция нагрузка потребитель

Электроснабжение потребителей в рассматриваемом районе осуществляется филиал ОАО «МРСК СК» Ногайские РЭС.

С подстанции Акташ по двум линиям ВЛ-110 кВ (Л-139и Л-140) поступает на подстанцию Кизляр-2 с промежуточным отбором на подстанциях: Куруш, Суливкент, Бабаюрт, Кизляр-1.С подстанции Кизляр-2 с первой секции шин ОРУ-110 по линии ВЛ-110 кВ Л-114 поступает на вторую секцию шин 110 кВ подстанции Тарумовка, со второй секции шин подстанции Тарумовка по ВЛ-110 кВ Л-127 поступает на шины 110 кВ подстанции Терекли-Мектеб, с промежуточным отбором на подстанции Арсланбек.

Карта-схема и принципиальная схема электрических сетей 110 кВ в районе размещения реконструируемых подстанций по состоянию на 1.01.2000 г. приведены ниже.

Таблица 2.1 - Данные о трансформаторах подстанций района энергосистемы

Тип трансформатора и ПС	Sном МВ.А	Uном	Uк	Рк.з. кВт.	Iхх. %	Рхх кВт.
		В	С	Н	В-С	В-Н	С-Н
ПС Кизляр-2 ТДТН-10000/110	10	115	38,5	11	10,5	17	6	76	1,1	17
ПС Тарумовка ТМН-6300/110	6,3	115	38,5	11	10,5	17	6	58	1,2	14
ПС Кочубей ТМН-6300/110	6,3	115	38,5	11	10,5	17	6	58	1,2	14
ПС Терекли-Мектеб ТМН-6300/110 Т-1	6,3	115	38,5	11	10,5	17	6	58	1,2	14
ПС Терекли-Мектеб ТМТ-6300/110 Т-2	6,3	115	38,5	11	10,5	17	6	58	1,2	14

Данные о трансформаторах подстанций района энергосистемы приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.2 - Данные линиях электропередачи района энергосистемы

Линия электропередачи	Марка провода	Длина ЛЭП, км
Л-114 ПС Кизляр-2 ? ПС Тарумовка	АС-120	28,7
	АС-185	8,2
Л-127 ПС Тарумовка ? ПС Терекли-Мектеб	АСК-70	61,3
Л-165 ПС Кизляр-2 ? ПС Кочубей	АСК-150	71,3
Л-88 ПС Кочубей ? Южно-Сухокумск	АС-120	82,8
	АСК-150	32,5

1.2 Существующее состояние подстанции и факторы, определяющие необходимость расширения и реконструкции подстанции

Из-за появления потребителей II категории и увеличения нагрузки, для подстанции «Терекли-Мектеб» необходимо провести еще одну ВЛ-110 кВ. В настоящее время подстанция «Терекли-Мектеб» питается по ВЛ-110 кВ от подстанции «Тарумовка». Есть 3 возможных варианта, откуда можно провести ВЛ-110 кВ:

от подстанции «Тарумовка»;

от подстанции «Южно-Сухокумск»;

от подстанции «Коминтерн».

Подстанция 110 кВ Терекли-Мектеб состоит из основного оборудования выпуска семидесятых годов. Многое оборудование практически исчерпало свой ресурс. Необходимо заменить устаревшее оборудование.

На подстанции установлены:

два трансформатора с Т-1 ТМН-6300/110 и Т-2 ТМТ-6300/110 которые питаются по ВЛ-110 кВ от подстанции «Тарумовка», с учетом увеличения нагрузки необходимо заменить эти трансформаторы на новые более мощные трансформаторы.

Питание секции 10 кВ осуществляется от трансформаторов Т-1 и Т-2. Параллельная работа трансформаторов Т-1 и Т-2 на напряжениях 10 кВ, допускается кратковременно (не более 10 минут) при производстве переключений по переводу нагрузки с одного трансформатора на другой.

Схема КРУН-10 кВ состоит из одинарной система шин.

В ходе реконструкции предполагается установка одинарной системы шин с обходным выключателем на стороне 110 кВ, для увеличения надежности схемы питания. Также надежность схемы на стороне напряжения 10 кВ повышается за счет применения шкафов КРУ-10 кВ, позволяющих производить быструю замену выкатной части ячейки для ремонта выключателя. Распределение электроэнергии от подстанции осуществляется по ВЛ-10 кВ.

За время эксплуатации всё электротехническое оборудование практически выработало свой ресурс.

Кроме того, с течением времени выявились недостатки расположения ПС Терекли-Мектеб.

Поэтому необходима реконструкция действующей подстанции, целью которого является замена устаревшего оборудования и автоматики; повышение мощности силовых трансформаторов. Технические решения реконструкции подстанции «Терекли-Мектеб» направлены на повышение надежности схемы подстанции и увеличения мощности подстанции:

- установка выключателей на стороне 110 кВ на подходящих линиях, цепях трансформатора и между секциями шин;

- замена устаревшего оборудования на новое, более совершенное и мощное.

2. Технические решения реконструкции ПС 110 кВ Терекли-Мектеб

Данная подстанция предназначена для питания потребителей Ногаевского района. Основными потребителями являются население района, кошары, прикутанные хозяйства и государственные учреждения.

Строительство реанимационного отделения больницы и строительство военной части обуславливает появление потребителей II категории.

Согласно ПУЭ потребители II категории должны питаться от 2 трансформаторов и от 2 воздушных или кабельных линий.

Также увеличилась потребляемая мощность подстанции, которая составляет кВА.

Учитывая все эти факторы на подстанции «Терекли-Мектеб» необходимо произвести реконструкцию.

В ходе реконструкции предусматривается:

- прокладка новой ВЛ-110 кВ;

- установка двойной системы сборных шин на стороне 110 кВ и секционного выключателя между ними;

- замена старых трансформаторов на новые трансформаторы большей мощности;

- замена выключателей старого образца на более современные элегазовые и масленые выключатели;

- замена разъединителей;

- замена трансформаторов напряжения и тока;

3. Выбор вариантов присоединения подстанции

Для присоединения подстанции «Терекли-Мектеб» к питающей сети намечается 3 варианта.

Первый вариант: Присоединение подстанции двумя одноцепными линиями 110 кВ от подстанции «Тарумовка».

Второй вариант: Присоединение подстанции двумя одноцепными линиями 110 кВ от подстанций «Южно-Сухокумск» и «Тарумовка».

Третий вариант: Присоединение подстанции двумя одноцепными линиями 110 кВ от подстанций «Коминтерн» и «Тарумовка».

На рисунке 3.1 показаны варианты присоединения подстанции «Терекли-Мектеб» к сети 110 кВ.

Вариант №1

Вариант №2



Вариант №3

Рис. 3.1. Варианты присоединения подстанции «Терекли-Мектеб» к сети 110 кВ

Выбор главной схемы реконструктируемой подстанции для каждого варианта и реконструкции подстанций, от которых предполагается питание приведены в таблице 3.1.

Подстанция до реконструкции	Подстанция после реконструкции	Схема РУ подстанции «Терекли-Мектеб»
«Тарумовка»
«Южно-Сухокумск»
«Коминтерн»

Окончательный выбор варианта присоединения подстанции будет осуществлен после техноэкономического сравнения вариантов.

4. Выбор сечения воздушных линий по экономическим токовым интервалам

4.1 Выбор номинального напряжения.

Питание подстанции осуществляется от подстанций 110 кВ, следовательно, напряжение принято 110 кВ.

Необходимо проверить удовлетворяют ли выбранные напряжение

Определим предварительное потокораспределение в сети

(4.1.1)

Pmax, кВт	Q max, квар	Smax кВА
13 323,43	3886,001	13878,57

1) Потокораспределение для варианта №1:

расстояние от подстанции «Терекли-Мектеб» до подстанции «Тарумовка» составляет 61,3 км.

Определяем мощность которая протекает по линии Л1:

Определяем мощность которая протекает по линии Л2:

2) Потокораспределение для варианта №2:

расстояние от подстанции «Терекли-Мектеб» до подстанции «Южно-Сухокумск» составляет 65,8 км;

=кВА

Определяем мощность которая протекает по линии Л1:

Определяем мощность которая протекает по линии Л2:

кВА

кВА

3) Потокораспределение для варианта №3:

расстояние от подстанции «Терекли-Мектеб» до подстанции «Коминтерн» составляет 70,13 км;

Определяем мощность которая протекает по линии Л1:

Определяем мощность которая протекает по линии Л2:

кВА

кВА

При проектировании развития электрической сети одновременно с разработкой вопроса о конфигурации электрической сети решается вопрос о выборе ее номинального напряжения. Шкала номинальных линейных напряжений электрических сетей установлена ГОСТ 721-77 и составляет следующий ряд: 0,38; 3; 6; 10; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750; 1150 кВ.

Номинальное напряжение отдельной линии электропередачи является, главным образом, функцией двух параметров: мощности Р, передаваемой по линии, и расстояния L, на которое эта мощность передается. Для выбора номинального напряжения сети воспользуемся формулой Стилла

, кВ;

где Р, кВт, L, км, дает приемлемые результаты при значениях L<250 км и Р<60 МВт.

Длина линии Тарумовка - Терекли-Мектеб L=61,3 км, P=P_max=P_расч.= кВт;

Вариант №1: 57,22 кВ ;

57,22 кВ ;

Вариант №2:

57,22 кВ ;

56,45 кВ ;

Вариант №3:

57,22 кВ ;

70,05 кВ ;

Очевидно, что для проектируемой сети следует принять номинальное напряжение = 110 кВ.

4.2 Выбор сечений проводов линии электропередачи

Выбор сечений проводов выполним по экономической плотности тока . Для этого необходимо определим полную мощность и ток, протекающие по каждой линии в нормальном режиме.

Вариант №1.

Вычислим сечение провода для линии №1:

Минимальное сечение проводов по условию ограничения потерь на корону для ВЛ с напряжением 110 кВ составляет 70 мм².

Следовательно для Л1 следует принять провод сечением 70 мм². Для ВЛ принимаем сталеалюминевые провода марки АС-70. Допустимые токи для выбранного сечения имеет следующее значение:

I_д=265 (АС-70).

Вычислим сечение провода для линии №2:

При T_max=2600 часов =1

Для Л2 принимаем провод марки АС-70. Допустимые токи для выбранного сечения имеет следующее значение:

I_д=265 (АС-70).

Вариант №2.

Вычислим сечение провода для линии №1:

При T_max=2600 часов =1

Для ВЛ принимаем сталеалюминевые провода марки АС-70. Допустимые токи для выбранного сечения имеет следующее значение:

I_д=265 (АС-70).

Вычислим сечение провода для линии №2:

При T_max=2600 часов

=1

Для Л2 принимаем провод марки АС-70. Допустимые токи для выбранного сечения имеет следующее значение: I_д=265 (АС-70).

Вариант №3.

Вычислим сечение провода для линии №1:



При T_max=2600 часов =1

Для ВЛ принимаем сталеалюминевые провода марки АС-70. Допустимые токи для выбранного сечения имеет следующее значение:

I_д=265 (АС-70).

Вычислим сечение провода для линии №2:

При T_max=2600 часов =1

Для Л2 принимаем провод марки АС-70. Допустимые токи для выбранного сечения имеет следующее значение: I_д=265 (АС-70).

Параметры линий сведем в таблицу:

а) Вариант №1:

Параметры №				F,	, A
Линия 1	6939,29	36,47	1	70	265
Линия 2	6939,29	36,47	1	70	265

б) Вариант №2:

Параметры №				F,	, A
Линия 1	6554,37		1	70	265
Линия 2	7324,21		1	70	265

в) Вариант №3:

Параметры №				F,	, A
Линия 1	6473,08		1	70	265
Линия 2	7405,5		1	70	265

4.3 Проверка по допустимому нагреву

Вариант №1.

Для линии Л1 рассмотрим режим отключения линии Л2:

А

Провод выбранного сечения марки АС-70 удовлетворяет по условию допустимого нагрева длительным током.

Для линии Л2 рассмотрим режим отключения линии Л1:

А

Провод выбранного сечения марки АС-70 удовлетворяет по условию допустимого нагрева длительным током.

Для линии Л1 рассмотрим режим отключения линии Л2:



А

Провод выбранного сечения марки АС-70 удовлетворяет по условию допустимого нагрева длительным током.

Для линии Л2 рассмотрим режим отключения линии Л1:

А

Провод выбранного сечения марки АС-95 удовлетворяет по условию допустимого нагрева длительным током.

Рассчитаем параметры линий электропередачи: R, X, B₀, Q_c.

, ,

r₀, x₀, b₀ - определим из [1, табл. 7.2 с стр. 195] Параметры ВЛ с проводами выбранных сечений занесены в таблицу.

Вариант	№ линии	Про-вод	r0,	x0,	b0*10-6	L, км	R, Ом	X, Ом	B*10-6 См	Qc, Мвар
№1	Л1	АС-70	00,4	0,44	2,55	61,3	24,52	26,97	156,31	1,89
	Л2	АС-70	00,4	0,44	2,55	68,5	24,52	26,97	156,31	1,89
№2	Л1	АС-70	0,4	0,44	2,55	61,3	24,52	26,972	156,31	1,89
	Л2	АС-70	0,4	0,44	2,55	65,8	26,32	28,95	167,79	2,03
№3	Л1	АС-70	0,4	0,44	2,55	61,3	24,52	26,97	156,32	1,89
	Л2	АС-70	0,4	0,44	2,55	70,13	28,05	30,86	178,83	2,16

5. Расчет электрических нагрузок потребителей

5.1 Ведомость сетевых потребителей электроэнергией

Электрические нагрузки являются исходными данными для решения сложного комплекса технических и экономических задач. Определение электрических нагрузок составляет первый этап проектирования любой системы электроснабжения и производится с целью выбора и проверки токоведущих элементов (шин, кабелей, проводов), силовых трансформаторов и преобразователей по пропускной способности (нагреву) и экономическим параметрам, расчёта потерь, отклонений и колебаний напряжения, защитных устройств и т.д. От правильной оценки ожидаемых электрических нагрузок зависит рациональность выбора схемы и всех элементов системы электроснабжения и её технико-экономические показатели.

Подстанция 110 кВ Терекли-Мектеб была введена в эксплуатацию и подключена к энергосистеме путём сооружения ВЛ 110 кВ №127 от подстанции Тарумовка. Она предназначалась для питания населения Ногайского района.

Данные по электрическим сетям Ногайских РЭС

№ пп	Наименование показателя	Данные
1	Площадь обслуживаемой СУ территории, тыс. кв. км.	2,1342
2	Численность населения обслуживаемой территории, чел.	21927
3	Количество населенных пунктов (кутанов)	254
4	Количество абонентов	4758
5	количество фидеров 10кВ, шт.	6
6	Нагрузка на стороне 10 МВА	10,8
7	Количество ВЛ-35 кВ, шт.	4
8	Нагрузка на стороне 35 МВА	7,05
9	Годовое потребление за 2009 г. кВт.:	23102830



Рис. 5.1. График нагрузок подстанции

В основном потребители, питающиеся от ПС «Терекли-Мектеб» является потребителями III категории надежности электроснабжения. Также имеются потребители II категории надежности электроснабжения. К потребителям II категории надежности относятся: Воинская часть, Отдел внутренних дел, реанимационное отделение Центральной районной больницы, здание администрации. В зимний период потребление max нагрузки начинается с 18:00 и продолжается до 00:00 часов, в летний период с 21:00 до 00:00 часов.

Количество потребляемой активной мощности в период max составляет Электрическая нагрузка Ногайского района в зимний максимум 2009 г. составил 5-14 МВА.

Источниками покрытия нагрузок района являются ПС Терекли-Мектеб 110/35/10, ПС Кумбатар 35/10 кВ, ПС Червленные-Буруны 35/10 кВ, ПС Карагас 35/10 кВ, ПС Кумли 35/10 кВ.

Электрические нагрузки подстанций Ногайских РЭС

Наименование ПС	потребляемая мощность
Терекли-Мектеб	8,47+j2,47
Червленные-Буруны	2,42+ j0,71
Карагас	2,24+j0,4
Кумбатар	4,03+j1,25
Кумли	2,15+j0,63

В соответствии с исходными данными, потребители часть потребителей относятся ко II категорий по надежности электроснабжения. Поэтому на подстанции принимаем к установке 2 трансформатора. Мощность трансформаторов на подстанциях выбираем по аварийному режиму (один трансформатор отключен, другой берет всю нагрузку) с учетом допустимой перегрузки к_п= 1,5 для трансформаторов средней мощности. На подстанции установлены 2 трансформатора типа ТМТН-6300/110 и ТМТ-6300/110.

В связи с увеличением нагрузки подстанции до 13,23 МВА, необходимо выбранные новые трансформаторы на эту мощность.

Принимаем к установке 2 трансформатора типа ТДТН-10000/110.

Характеристики трансформатора ТДТН-1000/110

Тип трансформатора	Номинальное напряжение, кВ	Потери, кВт	Напряжение короткого замыкания для обмоток%	Ток х.х.,
	ВН	СН	НН	х.х.	к.з.	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН	%
ТДТН-1000/110	115	38,5	11	17	76	10,5	17,5	6,5	1

Размещено на Allbest.ru