Система электроснабжения ферросплавного завода

 

 

Таблица 1.5 - ^{Исходные данные двухобмоточных трансформаторов к проекту}

№	Тип	Sн, МВА	Ucp, кВ	Uk, %	Хт, Ом
1	ТДЦ-125000/110	125	115	10,5	11,11
2	ТДЦ-125000/110	125	115	10,5	11,11
3	ТДЦ-125000/110	125	115	10,5	11,11
4	ТДЦ-80000/110	80	115	11	18,18
5	ТДЦ-125000/110	125	115	10,5	11,11
6	ТДЦ-125000/110	125	115	10,5	11,11
7	ТДЦ-80000/110	80	115	11	18,18
8	ТДЦ-80000/110	80	115	11	18,18
9	ТДЦ-80000/110	80	115	11	18,18
10	ТДЦ-80000/110	80	115	11	18,18
11	ТД-25000/110	25	115	10,5	55,55

 

1 Разработка  главной схемы электрических  соединений подстанции

 

1.1. Общие положения

Электрическая часть  подстанций имеет тесные функциональные связи с технической частью, конструктивные связи со строительной частью и в некоторой степени определяет технико-экономические характеристики всего объекта.

Выбор основных проектных  решений по составу агрегатов, площадки строительства, схемы выдачи мощности в энергосистему, схемы присоединения  подстанции к системе, охрана окружающей среды представляет собой комплексную задачу оптимизации и реализации алгоритма проектирования в целом.

Основное энергетическое оборудование подстанции всегда нужно  стремиться выбирать однотипным. В  данном проекте это относится  к реакторам, трансформаторам, выключателям.

При этом предпочтение отдается освоенным и перспективным типам  оборудования, рекомендуемым планирующими организациями вследствие значительного  эффекта от массового применения.

Технологическая и электрическая  части подстанции определяются ее ролью в энергосистеме.

Главная схема электрических  соединений определяет основные качества электрической части подстанции. От главной схемы зависят:

• надежность транзита мощности;
• капитальные вложения;
• эксплуатационные издержки (включая потери электроэнергии);
• возможность ремонта электроустановок;
• удобство техобслуживания и безопасность персонала;
• рациональность размещения оборудования, возможности дальнейшего развития подстанции;

• гибкость коммутации при восстановлении функционирования после аварии. 
Проектирование главной схемы подстанции осуществляется в ходе выполнения следующих процедур:

• выбора схем электрических соединений РУ всех напряжений;
• выбора электрооборудования;
• выбора схемы резервирования питания собственных нужд.

 

1.2 Выбор схемы РУ ВН и СН

 

1.2.1    Общие требования

Выбор схемы  РУ начинается с рассмотрения технически возможных и экономически целесообразных вариантов.

В соответствии с "Нормами технологического проектирования подстанций с высшим напряжением 35-750 кВ", главная схема электрических соединений выбирается с использованием типовых схем РУ. Нетиповые схемы могут быть применены только при наличии ТЭО.

При выборе электрических  схем РУ должны обеспечиваться следующие требования:

• повреждения выключателя или сборных шин не должны приводить к потере транзита мощности или двух цепей двухцепной линии;
• ремонт сборных шин или выключателя, как правило, не должен приводить к отключению одноцепной линии;
• отказ выключателя не должен приводить к потере мощности, превышающей мощность аварийного резерва системы;
• желательно,   чтобы   отказ   секционного   выключателя   не   приводил   к отключению всего РУ;
• количество   отключаемых   присоединений,   особенно   однородных,  при различных повреждениях, сопровождающихся отказом выключателя, а также отказом одного выключателя во время ремонта других должно быть наименьшим;
• при производстве режимных переключений, выводе в ремонт оборудования отключении поврежденного участка в аварийных режимах, необходимо наименьшее количество и наименьшая сложность операций с выключателями и разъединителями;
• возможность поэтапного развития РУ с переходом от одного типа к другому без значительных работ по реконструкции и перерывов в питании потребителей.

Проектирование (выбор) схемы РУ начинают с рассмотрения технически возможных и целесообразных вариантов. Далее, на основании анализа и сопоставления схем выбирают наиболее полно удовлетворяющую данным требованиям схему.

К основным требованиям, по которым оценивают возможность  применения данной схемы, относятся:

• надежность;
• простота и оперативная гибкость;
• возможность расширения.

 

 

 

1.2.2   Выбор  электрической схемы РУ 110 кВ

Для РУ 110 кВ с пятью  отходящими линиями и семью присоединениями, питающей подстанции, конкурирующими являются представленные схемы:

а) схема с одной системой секционированных сборных шин и обходным устройством (рис 1.1):

Рис. 1.1 - Схема РУ 110 кВ. Вариант 1

 

Данная схема примечательна  относительной простотой. Схема  обеспечивает возможность расширения. Половина линий и автотрансформаторов  присоединена к одной секции, другая половина - ко второй секции; при этом секционный выключатель включён и обеспечивает параллельную работу всех присоединений. При замене рабочего выключателя обходным производятся следующие действия: включают обходной выключатель; включают обходной разъединитель ремонтируемого присоединения; отключают выключатель, подлежащий ремонту, и соответствующие разъединители. Защита цепи на время ремонта осуществляется обходным  выключателем,  снабженным  соответствующим  комплектом  релейной защиты. К недостаткам данной схемы следует отнести:

—отказ одного выключателя при аварии приводит к отключению всех линий, присоединённых к данной секции. Ликвидация аварии затягивается, т.к. все операции по переходу с отключенной секции на обходную, производятся разъединителями;

—большое количество операций разъединителями при выводе в ревизию и ремонт выключателей усложняет эксплуатацию РУ.

Достоинством этой схемы  является возможность ремонта любой  секции шин без отключения потребителей и источников. Достоинством является и то, что при КЗ на одной секции шин потребители теряют питание только на время переключения на обходную секцию шин.

б) схема с двумя  рабочими и обходной системами шин (рис 1.2):

Рис. 1.2 - Схема РУ 110 кВ. Вариант 2

 

Широкое применение данной схемы в РУ 11О кВ обусловлено  её большой оперативной гибкостью  и надёжностью. Применение двух совмещённых ШСОВ, включаемых последовательно через обходную систему шин, позволяет исключить потерю двух секций в случае отказа одного из них и обеспечить возможность ремонта каждого из них. Схема обеспечивает возможность расширения. В нормальном режиме половина линий и автотрансформаторов присоединена к одной системе шин, другая половина - ко второй системе; при этом ШСОВ включён и обеспечивает параллельную работу всех присоединений.       При необходимости использовать ШСОВ по прямому назначению надо отключить его, разделив рабочие системы шин, затем отключить разъединитель в перемычке и воспользоваться ОВ.

К недостаткам данной схемы следует отнести:

—отказ одного выключателя  при аварии приводит к отключению всех линий,

присоединённых к данной системе шин . ликвидация аварии затягивается, т.к.

все операции по переходу с одной системы шин на другую производится

разъединителями;

 —большое количество  операций разъединителями при  выводе в ревизию и ремонт

выключателей усложняет  эксплуатацию РУ.

Достоинством этой схемы  является возможность ремонта любой  системы шин без отключения потребителей и источников. Достоинством является и то, что при КЗ на одной системе  шин потребители теряют питание  только на время переключения на другую систему шин.

 

Из приведённого анализа  схем видно, что вторая схема содержит меньшее количество выключателей, а  значит, ее стоимость дешевле. К тому же вторая схема имеет более высокую  надежность. Поэтому в качестве электрической  схемы РУ 110 кВ выбираем вторую схему - «с двумя рабочими и обходной системами шин».

 

 

3. Выбор электрической схемы РУ 220 кВ

По месту положения  в сети данная подстанция классифицируется как узловая. В этом случае как  конкурирующие, для РУ с двумя  отходящими линиями и четырьмя присоединениями, рассматриваются следующие схемы:

а) Схема четырехугольника

В кольцевых схемах выключатели  соединяются между собой, образуя  кольцо. Каждый элемент – линия, трансформатор – присоединяется между двумя соседними выключателями. 

В кольцевых схемах ревизия любого выключателя производится без перерыва работы какого-либо элемента.

В кольцевых схемах надежность работы выключателей выше, чем в  других схемах, так как имеется  возможность опробования любого выключателя в период работы схемы. Опробование выключателя путем его отключения не нарушает работу присоединенных элементов и не требует никаких переключений в схеме.

К достоинствам кольцевых  схем можно отнести:

1) экономичность, высокая надёжность;

2) схема позволяет производить опробование и ревизию любого выключателя без нарушения работы её элементов;

3) разъединители используются только для ремонтных работ.

К недостаткам данной схемы отнесём:

1)сложность   выбора  трансформаторов   тока,   выключателей,   разъединителей установленных в кольце;

2) при выводе в ремонт одного из выключателей и КЗ в соседнем присоединении приводит к отключению неповреждённого присоединения;

3) большое количество выключателей и их продолжительный ремонт приводит к разрыву кольца в течение длительного времени;

4) разрыв кольца приводит к перераспределению тока и перестройке РЗ

5) невозможность развития схемы.

 

Рис. 1.3- Схема РУ 220 кВ. Вариант 1

 

б) Схема с двумя  рабочими и обходной системами шин

Широкое применение данной схемы обусловлено её большой  оперативной гибкостью и надёжностью. Применение двух совмещённых ШСОВ, включаемых последовательно через обходную систему шин, позволяет исключить потерю двух секций в случае отказа одного из них и обеспечить возможность ремонта каждого из них. Схема обеспечивает возможность расширения. В нормальном режиме половина линий и автотрансформаторов присоединена к одной системе шин, другая половина -ко второй системе; при этом ШСОВ включён и обеспечивает параллельную работу всех присоединений. При необходимости использовать ШСОВ по прямому назначению надо отключить его, разделив рабочие системы шин, затем отключить разъединитель в перемычке и воспользоваться ОВ. К недостаткам данной схемы следует отнести:

1)отказ одного выключателя при аварии приводит к отключению всех линий, присоединённых к данной системе шин. Ликвидация аварии затягивается, т.к. все операции по переходу с одной системы шин на другую производится разъединителями;

2) большое количество операций разъединителями при выводе в ревизию и ремонт выключателей усложняет эксплуатацию РУ.

Рис. 1.4 - Схема РУ 220 кВ. Вариант 2

 

Эта схема экономична, поэтому мы отдаем предпочтение схеме с двумя системами сборных шин.

 

 

 

 

 

 

               1.3 Выбор схемы РУ НН

1.3.1 Общие положения

На низшем напряжении 6-10 кВ подстанций применяют схему  с двумя системами сборных  шин. На двухтрансформаторных подстанциях  шины всегда секционированы, при этом число секций равно двум или четырём. При двух секциях секции работают, как правило, раздельно и реже - параллельно. При четырёх секциях, когда используют трансформаторы с расщеплённой обмоткой или в цепи трансформаторов устанавливают сдвоенные групповые реакторы, секции работают только раздельно. Выбор той или иной схемы связан с вопросом ограничения токов КЗ. Для ограничения токов КЗ на подстанциях используют:

1. раздельную работу автотрансформаторов на стороне НН;

2. групповые реакторы различного исполнения - сдвоенные или одинарные, групповые в цепи автотрансформаторов или линейные групповые и реже линейные индивидуальные реакторы