При модернизации схем электрических сетей должна обеспечиваться экономичность их развития и функционирования с учётом рационального сочетания сооружаемых элементов сети с действующими.

Схема электрической сети должна быть гибкой и обеспечивать сохранение принятых решений её развитию при возможных небольших отклонениях:

1) уровней электрических нагрузок и балансов мощности от планируемых;

2) трасс ВЛ и площадок ПС от намеченных;

3) сроков ввода в работу отдельных энергообъектов.

На всех этапах реконструкции сети следует предусматривать возможность её преобразования с минимальными затратами для достижения конечных схем и параметров линии ПС. При проектировании развития электрических сетей необходимо обеспечить снижение потерь электроэнергии до экономически обоснованного уровня.

Схема электрической сети должна допускать возможность эффективного применения современных устройств релейной защиты (РЗ), режимной и противоаварийной автоматики (ПА).

В соответствии с действующими нормативными документами схемы ПС к системообразующей сети должны обеспечивать надёжность питания энергооузлов и транзит мощности по принципу "N-1".

Схема и параметры электрической сети должны обеспечивать надёжность электроснабжения, при котором в случае отключения линии или трансформатора сохраняется питание потребителей без ограничения нагрузки с соблюдением нормативного качества электроэнергии.

При отказе от реконструкции (увеличении мощности):

1. Уже с 2005 г. возможны длительные перерывы в электроснабжении потребителей по причине отказов оборудования подстанции, в результате - снижение полезного отпуска электроэнергии и прибыли от реализации электроэнергии;

2. Возможно привлечение руководителей предприятия к ответственности за нарушение договорных обязательств в отношении абонентов;

3. Невозможно удовлетворение запросов предприятий с высоким уровнем потребления электроэнергии на увеличение потребляемой мощности, следовательно - отказ от дополнительной прибыли.

В связи с этим предусмотрено:

Замена трансформатора 110/6 кВ мощностью 2,5 МВА на трансформатор мощностью 6,3 МВА с реконструкцией ячеек 110, 6 кВ.

В результате проведения реконструкции:

1. Обеспечивается надёжное электроснабжение потребителей.

Техническим заданием на проектирование определена необходимость увеличения установленной мощности подстанции, что обеспечивает наличие технической возможности увеличения полезного отпуска электроэнергии.

2. Создание имиджа станции как надёжного и делового партнёра в отношениях с областной администрацией, крупными предприятиями, что позволит успешно вести и развивать бизнес в области.

3. Увеличивается капитализация компании, так как после проведения реконструкции вновь установленное оборудование.

ГОСТ 14209 - 85 "Нагрузочная способность трансформаторов и автотрансформаторов" позволяет осуществить рациональную загрузку силовых трансформаторов и обеспечить оптимальный выбор номинальной мощности трансформаторов при проектировании или реконструкции ПС. В соответствии с "Рекомендациями по технологическому проектированию подстанций переменного ока с высшим напряжением 35-750 кВ" выбор мощности трансформаторов осуществляется следующим образом.

Мощность трансформаторов выбирается так, чтобы при отключении мощности одного из них на время ремонта или замены оставшиеся в работе, с учётом их допустимой (по техническим условиям) перегрузки и резерва по сетям СН и НН, обеспечивали питание полной нагрузки.

При росте нагрузок (в нашем случае) сверх расчётного уровня увеличение мощности ПС производиться, как правило, путём замены трансформаторов на более мощные. Установка дополнительных трансформаторов должна быть обоснована и согласована с заказчиков.

Решение о замене трансформатора принимается на основании данных о фактическом состоянии работающих трансформаторов, надёжности их работы за истекший период, техническом уровне, фактическом сроке эксплуатации в отношении к нормативному сроку работы, росту нагрузок, развитии примыкающих электрических сетей и изменении главной схемы электрических соединений ПС.

При замене одного из двух трансформаторов ПС проверятся условия, обеспечивающее параллельную работу оставшегося в работе и нового трансформаторов в автоматическом режиме регулирования напряжения на соответствующей стороне. При применении линейных регулировочных трансформаторов проверяется их динамическая и термическая стойкость при КЗ на стороне регулируемого напряжения.

Выбор мощности трансформаторов на ПС при нефтеперекачивающих станциях (НПС) следует производить с учётом обеспечения ими полной производительности и нормальных оперативных переключений технологических агрегатов (пуск резервного, а затем остановка рабочего) в режиме длительного отключения одного трансформатора.

2. Анализ схемы комплектной транссформаторной подстанции после реконструкции

2.1 Принципы схем электроснабжения

Рис.2.2 Вакуумный выключатель

Силовой выключатель в ячейках комплектуется пультом дистанционного управления производства с гибким кабелем длиной 10 м для оперирования выключателем на расстоянии.

Ячейка разделена на отсеки сборных шин, релейной защиты, высоковольтных аппаратов и кабельного присоединения, что повышает локализационную способность ячейки.

В ячейках применяются стационарные указатели наличия напряжения на кабелях и шинах со съемными блоками индикации. Это значительно повышает безопасность, снижает вероятность ошибочных действий обслуживающего персонала и позволяет выполнять фазировку на низком напряжении.

В ячейках используются трансформаторы тока с длинными выводами вторичной обмотки. Это исключает выполнение работ по поверке трансформаторов тока с доступом в высоковольтный отсек и обеспечивает возможность простой пломбировки цепей учета.

На задней стенке установлены клапаны сброса давления для предотвращения разрушения конструкции и выброса продуктов горения и элементов конструкции в коридор обслуживания при возникновении электрической дуги.

В ячейках используются поперечно расположенные по отношению к сборным шинам коммутационные аппараты. Это позволяет упростить привод и сделать его более надежным. Привод разъединителя не имеет переламывающихся тяг и устанавливается непосредственно на вал аппарата.

В ячейках используется закрытый отсек сборных шин, что значительно повышает надежность и исключает перекрытия на шинах.

В состав подстанции, комплектуемой ячейками "Аврора", включается шкаф оперативного тока (ШОТ), обеспечивающий питание устройств релейной защиты и возможность оперирования выключателями даже в случае полного исчезновения напряжения на вводах.

В ячейках применяется изолированная медная ошиновка, что снижает вероятность перекрытия между фазами, повышает дугозащищенность.

Привод выключателей нагрузки (разъединителей), используемых в ячейках, не требует обслуживания (смазки, регулировки) в течение всего срока эксплуатации, что снижает эксплуатационные затраты.

Выключатели нагрузки, применяемые в ячейках, благодаря особой конструкции привода, выполняют отключение и включение токов нагрузки с высокой скоростью, что обеспечивает малый износ контактов и значительный коммутационный ресурс. Корпусы ячеек изготовлены из оцинкованной стали и снаружи окрашены порошковой краской, не подвержены коррозии и не требуют окраски в течение всего срока эксплуатации.

Благодаря уменьшенным размерам ячеек сокращается площадь, занимаемая распределительным устройством. Срок службы ячеек "Аврора" не менее 30 лет. Оборудование ячеек (кроме ОПН) выдерживает испытательное напряжение (постоянного тока) высоковольтного кабеля 60 кВ (для 10 кВ) и 36 кВ (для 6 кВ), что позволяет проводить испытания кабелей без отключения.

Напряжение на сборные шины поступает от районной распределительной подстанции через ячейку № 10 ввод. Схема ячейки ввода типовая. В каждой фазе камеры вакуумный выключатель, соединенный последовательно с первичной обмоткой трансформатора тока, огражден пальцевыми (втычными) контактами, выполняющими функции разъединителей.

Отходящие фидеры поделены примерно поровну между 1-й и 2-й секциями шин. Все выводы фидеров кабельные. Чтобы можно было определить фидер, на котором произошло однофазное к. з., кабельные линии снабжены трансформаторами тока нулевой последовательности.

Контроль напряжения на секциях сборных шин РУ 10 кВ, а также питание приборов учета энергии и устройства контроля изоляции фаз системы 10 кВ осуществляются с помощью трансформаторов напряжения, для которых использованы камеры, включающие в себя трансформатор напряжения, подключенный к сборным шинам через предохранитель, и разъединитель с заземляющими ножами. Параллельно ТН подключен ограничитель перенапряжения.

Система сборных шин секционирована выключателем.

Каждая ячейка оборудована вакуумным выключателем серии BB/TEL.

Выключатели вакуумные серии ВВ/ТЕL предназначены для коммутации электрических цепей с изолированной нейтралью при нормальных и аварийных режимах работы в сетях переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 6 - 10 кВ.

Вакуумные выключатели серии ВВ/ТЕL - это коммутационные аппараты нового поколения, в основе принципа действия которых лежит гашение возникающей при размыкании контактов электрической дуги в глубоком вакууме, а фиксация контактов вакуумных дугогасительных камер (ВДК) в замкнутом положении осуществляется за счет остаточной индукции приводных электромагнитов ("магнитная защелка").

Отличительная особенность конструкции вакуумных выключателей серии ВВ/ТЕL по сравнению с традиционными коммутационными аппаратами заключается в использовании принципа соосности электромагнита привода и вакуумной дугогасительной камеры в каждом полюсе выключателя, которые механически соединены между собой общим валом (рис.2.3).

Рис.2.3 Выключатель вакуумный ВВ/ТЕL

Оригинальность конструкции выключателей ВВ/ТЕL позволила достичь следующих преимуществ по сравнению с другими коммутационными аппаратами:

ѕ высокий механический и коммутационный ресурс;

ѕ малые габариты и вес;

ѕ небольшое потребление энергии по цепям управления;

ѕ возможность управления по цепям постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока;

ѕ простота встраивания в различные типы КРУ и КСО и удобство организации необходимых блокировок;

ѕ отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы;

ѕ доступная цена.

Выключатель нагрузки (рис.2.4) и разъединитель имеют одинаковую конструкцию и отличаются только наличием дугогасящего устройства.

Рис.2.4 Выключатель нагрузки IML-1 и IML-1F

Выключатель нагрузки относится к трехпозиционным коммутационным аппаратам, снабженным автокомпрессионным дугогасительным устройством.

Принцип действия дугогасительного устройства основан на гашении дуги продольным по отношению к оси ствола дуги потоком воздуха, вследствие уменьшения объема внутренней полости корпуса подвижного контакта во время выполнения операции отключения. Дугогасящая система состоит из пары дугогасительных контактов, расположенных коаксиально внутри главных контактов: внутри неподвижного главного контакта установлен подпружиненный подвижный стержневой дугогасительный контакт, а внутри подвижного главного контакта установлен дугогасительный контакт розеточного типа.

Во время выполнения операции отключения вначале происходит размыкание главных контактов, при этом подвижный дугогасительный контакт движется вместе с подвижным главным контактом, удерживаемый розеточным дугогасительным контактом. При достижении расстояния, определяемого положением упора, подвижный дугогасительный контакт прекращает движение, выходит из соприкосновения с розеточным дугогасительным контактом и под действием пружины возвращается в исходное состояние.

Привод предназначен для выполнения коммутационных операций и придания при этом необходимой скорости перемещения подвижным контактам выключателя нагрузки (разъединителя).

Выключатели IML-1 и IML-1F комплектуются приводом, скорость переключения которого не зависит от скорости действия оператора. При выполнении какой-либо операции оператор перемещает съемную рукоятку привода. На протяжении большей части перемещения рукоятки происходит накопление механической энергии пружинной группой привода за счет её разжатия; при этом перемещения подвижных контактов не происходит. При определенном положений рукоятки срабатывает спусковой механизм пружинной группы, освобождая зафиксированный конец пружины. Пружина, сжимаясь, приводит в движение подвижные контакты, которые перемещаются со скоростью, зависящей только от накопленной пружиной энергии.