Реконструкция электрической части подстанции 3510 кВ 48П Петрозаводская птицефабрика (стр. 2 из 10)
Устойчивая работа энергосистемы обеспечивается наличием в ней резервов электрических мощностей. Резерв мощности необходим для того, чтобы покрывать возникающую дополнительную потребность в электроэнергии и не допускать перегрузки энергетических агрегатов.
Обычно в энергосистемах создают два вида резервов: мобильный - для покрытия текущих колебаний нагрузок, которые происходят в течение суток и общий для покрытия изменения сезонной части нагрузок или замещения оборудования, выводимого в ремонт.
1 Анализ существующего оборудования
1.1 Краткое описание и назначение объекта
Подстанция номер 48П «Петрозаводская птицефабрика» расположена в Республике Карелия, в городе Петрозаводске и находится на балансе и в эксплуатации филиала Южно-Карельских электрических сетей открытого акционерного общества «Карелэнерго».
На подстанции установлены два трансформатора типа ТМН-6300/35/10. Электроснабжение подстанции осуществляется по двум воздушным линиям напряжением 35 кВ со стороны подстанции номер 2 «Древлянка» и со стороны подстанции номер 69 "Станкозавод". Открытое распределительное устройство 35 кВ выполнено по схеме «Мостик с выключателем в перемычке и выключателями в цепях трансформаторов».
Закрытое распределительное устройство 10 кВ выполнено на десять линейных присоединений, а именно:
- на Петрозаводскую птицефабрику, модульную котельную, кооператив «Кукко», камне- и деревоперерабатывающие предприятия – шесть ячеек;
- резерв – четыре ячейки.
Подстанция предназначена для электроснабжения Петрозаводской птицефабрики, модульной котельной муниципального унитарного предприятия «Тепловые сети», кооператива «Кукко» и так далее города Петрозаводска на напряжении 10 кВ.
С ростом нагрузок сельскохозяйственных потребителей (Петрозаводская птицефабрика, кооператив «Кукко») и развитием камне- и деревоперерабатывающих предприятий, а также в связи с тем, что на Петрозаводской птицефабрике намечается строительство новых и восстановление старых цехов, настоящий проект предусматривает замену физически и морально устаревшего оборудования (масляных выключателей на элегазовые и вакуумные), а также замену трансформаторов марки ТМН-6300/35 на трансформаторы большей мощности для надежного и бесперебойного электроснабжения потребителей.
В зоне электроснабжения расположены потребители I (Петрозаводская птицефабрика), II (модульная котельная муниципального унитарного предприятия «Тепловые сети») и III категорий по надежности электроснабжения.
2 выбор силового оборудования
2.1 Выбор силовых трансформаторов
В соответствии с планами перспективного развития Петрозаводской птицефабрики намечается строительство новых цехов. Указанный потребитель относится к I категории по надежности электроснабжения.
Подсчет нагрузок произведен согласно графиков летнего и зимнего максимумов, произведенных за расчетный период.
Нагрузки прочих потребителей определены по заявкам организаций, с учетом существующих нагрузок и планов развития.
За расчетный период принято 5 лет от года предполагаемой модернизации.
Результаты подсчета нагрузок на расчетный период приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Расчетные нагрузки для подстанции 48П «Петрозаводская птицефабрика» на планируемый период
| Наименование потребителей | Расчетная нагрузка на шинах 0,4 кВ ТП-10/0,4 кВ, кВА | Коэффициент одновременности, К0[3] | Расчетная нагрузка на шинах 10 кВ подстанции 35/10 кВ, кВА |
| Петрозаводская птицефабрика | 5000 | 0,7 | 3500 |
| Новые цеха | 3000 | 0,8 | 2400 |
| Модульная котельная | 900 | 0,8 | 720 |
| Камне- и деревоперерабатывающие предприятия | 4000 | 0,8 | 3200 |
| Кооператив «Кукко» | 1500 | 0,8 | 1200 |
| Прочие | 4580 | 0,65 | 2980 |
| Итого | 14000 |
Силовые трансформаторы выбираются по справочнику, исходя из мощности потребителей и классов требуемых напряжений. Для определения полной мощности потребителя (S) необходимо знать их активную (P) и реактивную (Q) мощности. Согласно исходных данных полная мощность потребителей, питающихся от сети 10 кВ равна 14 МВА.
2.1.1 Расчет мощности трансформаторов Т-1 и Т-2 с учетом коэффициента перегрузки
Мощность трансформаторов определяется по формуле:
(2.1)где SТ – мощность трансформатора, кВА;
S – полная мощность потребителей, кВА, принимается S = 14000 кВА;
КП – коэффициент перегрузки трансформатора (К = 1,4)
Из справочника выбирается два трансформатора типа ТД-10000/35/10 с автоматическим регулированием напряжения под нагрузкой [3].
Характеристики трансформатора приводятся в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Характеристики трансформатора ТД-10000/35/10
| Тип трансформатора | Uном, кВ | ΔP, кВт | Uк | Iхх | ||
| ВН | НН | ΔPх | ΔPк | % | % | |
| ТД-10000/35/10 | 38,5 | 10,5 | 14,5 | 65 | 7,5 | 0,8 |
2.2 Выбор схемы собственных нужд подстанции
Приемники собственных нужд подстанций по степени ответственности делятся на 3 группы:
1 группа – приемники, отключение которых приводит к нарушению нормального режима эксплуатации, к частичному или полному отключению или к авариям с повреждением основного оборудования. Для питания электроприемников первой категории необходимо иметь два источника питания с автоматическим включением резерва.
2 группа – приемники, отключение которых допустимо на 20-40 минут для подстанций с дежурным персоналом или до приезда обслуживающего персонала, если дежурного на подстанции нет. Восстановление питания у приемников этой группы осуществляется вручную.
3 группа – приемники, отключение которых допустимо на более длительное время.
По режиму включения в работу электроприемники собственных нужд подстанций разделяются (рисунок 2.1):
- постоянно включенные в сеть (в том числе цепи управления и релейной защиты);
- включенные периодически (в зависимости от температуры наружного воздуха);
- включенные во время ремонтов.
1. Обогрев приводов выключателей трансформатора и секционного выключателя 35 кВ.
2. Освещение открытого распределительного устройства 35 кВ.
3. Освещение, обогрев закрытого распределительного устройства 10 кВ.
4. Освещение, обогрев монтерского пункта.
5. Подзарядно-зарядный агрегат.
6. Подогрев шкафов электромагнитных приводов, шкафов зажимов.
7. Обдув Т-1.
8. Обдув Т-2.
Рисунок 2.1 – Схема собственных нужд подстанции номер 48П «Петрозаводская птицефабрика»
2.2.1 Выбор комплектной трансформаторной подстанции собственных нужд
Выбор комплектной трансформаторной подстанции заключается в выборе трансформатора на собственные нужды.
Трансформатор собственных нужд выбирается исходя из нагрузки потребителей собственных нужд.
Нагрузки потребителей собственных нужд подстанции номер 48П «Петрозаводская птицефабрика» приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Нагрузки потребителей собственных нужд подстанции
| Вид потребителей | Установленная мощность | Cos φ | tgφ | Нагрузка | ||
| Единицы | ||||||
| кВт × количество | Всего, кВт | P, кВт | Q, кВr | |||
| Подогрев шкафов зажимов, шкафов электромагнитных приводов. | 0,6 × 3 | 1,8 | 1 | 0 | 1,8 | - |
| Отопление и освещение ЗРУ-10 кВ. | - | 14 | 1 | 0 | 14 | - |
| Отопление и освещение монтерского пункта | - | 3 | 1 | 0 | 3 | - |
| Подзарядно-зарядный агрегат ВАЗП. | 2 × 15 | 30 | 1 | 0 | 30 | - |
| Охлаждение трансформатора ТД-10000 | 1,5 х 2 | 3 | 0,85 | 0,62 | 2,6 | 1,9 |
| ИТОГО: | 51,4 | 1,9 |
2.2.1.1 Расчет полной мощности потребителей собственных нужд
Полная мощность потребителей собственных нужд определяется по формуле:
(2.2)где S – полная мощность потребителей собственных нужд, кВА;
КС - коэффициент спроса, принимается равным 0,8 [3];
P - активная нагрузка потребителей собственных нужд, кВт;
Q - реактивная нагрузка потребителей собственных нужд, кВr.
По каталогу выбирается комплектная трансформаторная подстанция с трансформатором мощностью 63 кВА.
Оборудование трансформаторной подстанции типа КТП-63-81:
- трансформатор типа ТМ-63/10;
- разъединитель типа РЛНД-10/20;
- предохранители типа ПКТ-10.
На подстанции устанавливаются две трансформаторные подстанции выбранного типа.
2.3 Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания производится с целью (рисунок 2.2):
- выбора электрического оборудования;
- выбора и расчета устройств релейной защиты и некоторых видов автоматики.