Заказ 3059 ВКР Сентябрь 2018 ВКР РЭС Шымкента

Результаты выбора приведены в таблице 2.18.

Таблица 2.18
Выбор выключателей высокого напряжения на стороне 10 кВ
ВБКЭ-10-20/630УХЛ (вводные выключатели) кВ кВ А А кА кА кА кА кА2с кА2с Iк=0,96 кА Iпр.скв.=20 кА ВБКЭ-10-20/630УХЛ (секционный выключатель) кВ кВ А А кА кА кА кА кА2с кА2с Iк=0,96 кА Iпр.скв.=20 кА
Выбор трансформаторов тока, обеспечивающий питание устройств релейной защиты, автоматики, а также измерительных приборов, подключённых к ним, на стороне 10 кВ, производится аналогично выбору на стороне 110 кВ по [3,5,10].
При выборе производится сравнение расчётных параметров сети и паспортных данных выбираемых электрических аппаратов, которые должны быть больше либо равны соответствующим расчётным параметрам и величинам сети.
Выбор трансформаторов тока на первичное напряжение 10 кВ приведён в таблице 2.19.

Таблица 2.19
Выбор трансформаторов тока на первичное напряжение 10 кВ
Трансформатор тока ТПЛ-10 кВ кВ А А Bк=32,8 кА2с кА2с iу=2,78 кА кА
Также на отходящих линиях для питания потребителей 10 кВ устанавливаются шинные трансформаторы тока типа ТШЛ-10 [3,5].
Проверка ТТ по нагрузке вторичных цепей выполняется

Окончательно выбирается трансформатор тока типа ТПЛ-10.
Выбор трансформаторов напряжения и измерительных приборов, подключённых к ним, на стороне 10 кВ производится аналогично соответствующему выбору на стороне 110 кВ по [3,5,10]. Выбирается трансформатор напряжения НТМИ-10 по справочным материалам [5].
Проверка выбранного трансформатора напряжения по нагрузке вторичных цепей выполняется:

Sном=120ВА> S2 =25,6ВА
Выводы по главе 2

В результате выполнения второй главы работы осуществлено:
- проектирование ДЭП СВН, в результате чего: выбраны мощности и типов генераторов, блочных трансформаторов, автотрансформаторов связи и трансформаторов собственных нужд; произведён выбор числа линий электропередачи и сечений проводников, расчёт волновых параметров линии электропередачи и потоков реактивной мощности по концам электропередачи в максимальном и минимальном режимах; осуществлена проверка генераторов в максимальном и минимальном режимах по допустимой загрузке реактивной мощностью; составлены балансы реактивных мощностей в максимальном и минимальном режимах для подстанции связи с энергосистемой; выбраны компенсирующие устройства на подстанции; выбраны схемы электрических соединений ДЭП СВН;
- выбор и обоснование конфигурации проектируемой районной электрической сети;
- выбор и обоснование номинального напряжения РЭС;
- расчёт баланса активной и реактивной мощности в районной электрической сети;
- выбор типа, мощности и места установки компенсирующих устройств;
- выбор количества и мощности силовых трансформаторов понизительных подстанций районной электрической сети;
- выбор сечения проводников воздушных линий электропередачи напряжением 110 кВ, питающих ПС районной сети;
- выбор и описание схем электрических соединений;
- расчет режимов районной электрической сети (максимального, минимального и послеаварийного);
- расчет токов КЗ на ПС-4;
- выбор электрических аппаратов напряжением 110 кВ и 10 кВ на ПС-4.
ГЛАВА 3 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОНОМИКА ПРОЕКТА

3.1 Обеспечение безопасности жизнедеятельности
и экологической безопасности

Все виды работ на электрооборудовании должен производить специально обученный рабочий персонал, который имеет допуск к работе в цепях соответствующих устройств [14-16].
При выполнении работ на электрооборудовании принимают все меры предосторожности против ошибочного отключения (или включения) оборудования [14-16].
Выполнение всех видов работ без проверенных схем, заданных объемов и последовательности работ (программа либо перечень работ), категорически запрещается [14-16].
При эксплуатации электрооборудования, применяемых на подстанциях спроектированной районной электрической сети, необходимо неуклонно придерживаться требований электробезопасности [14-16], которые, в общем, состоят в выполнении следующих мероприятий:
- постоянно следить за надежностью заземления шкафов, пультов и ящиков управления, а также клеммных коробок, шинок, труб, лотков электропроводки, металлических конструкций, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением;
- двери и крышки шкафов управления, пультов, ящиков управления и клеммных коробок должны быть постоянно закрыты и заперты с помощью предусмотренных для этой цели механизмов;
- обслуживание и эксплуатацию следует производить в соответствии с действующими нормами [1,14-16];
- персонал обязан иметь, знать и выполнять должностные инструкции по безопасным методам работы, а также пройти соответствующую подготовку и иметь допуск к работе с данным оборудованием;
- обязательно использование улучшенной (двойной) изоляции проводов, находящихся под напряжением;
- необходимо предусмотреть ограждение и создание условий недоступности к электрооборудованию и токоведущим частям;
- обязательна установка защитной аппаратуры;
- необходимо выполнить заземление элементов электроустановки и установка предупредительных надписей.
Наиболее универсальным и одним из действенных мероприятий, улучшающим технику безопасности обслуживающего персонала, является автоматизация процесса производства, распределения и передачи электроэнергии потребителям.
Для этой цели служат устройства автоматики, применяемые совместно с устройствами релейной защиты, в частности:
- автоматическое включение резерва (АВР);
- автоматическое повторное включение (АПВ);
- автоматическая частотная разгрузка (АЧР).
Требования к технике безопасности, применяемые к данным устройствам автоматики, схожи с требованиями к устройствам релейной защиты.
По этой причине их объединяют в устройства релейной защиты и автоматики (РЗиА) и рассматривают как единое целое [15,16].
При эксплуатации оборудования необходимо выполнять требования, относящиеся к любому оборудованию, а также некоторые специфические требования.
К общим требованиям относятся [14-16]:
- ежемесячные осмотры устройств, а также механизмов, на которые они воздействуют (например, приводы электрических аппаратов).
При этом особо тщательно проверяют: затяжку всех основных болтовых соединений, целостность корпусов, крепление и работу исполнительных механизмов;
- параллельно с проверкой устройств проверяют исправность механизмов выключателей (электромагниты включения, стопорные и блокирующие устройства и т.д.).
Во время работы оборудования ни в коем случае нельзя производить работы во вторичных цепях, в частности, нельзя очищать оборудование от пыли и грязи, регулировать затяжку болтовых соединений, а также производить регулировочные операции.
Категорически запрещается без указаний производить проверку срабатывания релейной защиты, касаться и регулировать тяги электрических аппаратов, что может привести к механическим травмам [14].
Допускается производить осмотр устройств РЗиА без отключения питания, а также регулировку уставок срабатывания некоторых типов реле и механизмов.
Однако все перечисленные работы следует неукоснительно выполнять согласно действующих инструкций и только по наряду либо распоряжению.
Мероприятия, обеспечивающие безопасность работ, можно условно разделить на две группы [14,17].
Организационные мероприятия включают в себя [14,17]:
правильный подбор персонала, который обслуживает электроустановки. При этом строго запрещается использовать труд молодых людей моложе 18 лет, а также необученных людей и лиц, не прошедших медицинское освидетельствование;
обучение правилам безопасности при проведении работ в действующих типах электроустановок (монтажные, ремонтные работы, а также работы по обслуживании электроустановок;
назначение лиц, ответственных за электрохозяйство предприятия, служб, подразделений и т.д.;
контроль над правильностью устройства электропроводок и установкой электрооборудования в соответствии с требованиями [1];
проведение периодических осмотров, испытаний и измерений электрооборудования с утверждённой нормами периодичностью, в случае несоответствия данным предъявляемым требованиям – своевременного ремонта (текущего и капитального) оборудования;
контроль над надежностью защитных приспособлений от поражения электрическим током.
К техническим мероприятиям относят [14,17]:
применение различных устройств защиты электроустановок и сетей от перегрузок и токов коротких замыканий в них;
защиту людей и животных от прикосновения к токоведущим частям оборудования с помощью его ограждения и размещения в отдельных зданиях;
применение защитного отключения, заземления и зануления;
применение электрооборудования с малым значением напряжения (менее 42 В);
выравнивание потенциалов электрооборудования;
изоляция электроустановок и электродвигателей от корпусов рабочих машин;
применение изолирующих поверхностей (диэлектрических настилов, ковриков, изолирующих подставок и т.д.).
Также все работы должны производиться с применением испытанного и поверенного инструмента с изолированными рукоятками с дополнительным применением резиновых ковриков, подставок.
Абсолютно все металлические корпуса, а также кожухи приборов и переносной аппаратуры, обязаны быть заземлены.
При этом заземление непосредственно выполняется специальными проводами и подсоединяется с помощью заземляющего проводника к заземляющему устройству электроустановки.
Вторичные обмотки трансформаторов тока (ТТ) обязаны иметь постоянное заземление и быть постоянно замкнуты на реле либо на измерительные приборы.
Испытание оборудования производится только после того, как из зоны работы удалены все лица, которые не участвуют в работе (по наряду или распоряжению).
Напряжение для питания схемы управления при этом подается оперативным дежурным (либо с его разрешения релейным персоналом) только на время опробования, затем электрические аппараты отключаются до непосредственного включения оборудования [20].
При проектировании ВЛ должны выполняться требования нормативных документов, регламентирующих уровень воздействия ВЛ на окружающую среду, жизнедеятельность и здоровье населения, применяя соответствующее конструктивные и проектные решения, а при необходимости – специальные мероприятия, обеспечивающие снижение воздействий ВЛ до безопасных значений, требуемых действующими нормами [12].
При работе подстанций, рассматриваемых в работе, источниками шумов являются вентиляторы охлаждения трансформаторов [13].
Для предотвращения распространения шумов, генерируемых трансформаторами, при проектировании подстанций предусматриваются шумозащитные заграждения, которые в обязательном порядке устанавливаются на ПС, расположенных в жилых зонах и уровень шума от которых превышает допустимые нормы на границе ПС.




3.2 Расчёт технико-экономических показателей районной электрической сети

Задачей технико - экономического расчёта РЭС является определение капиталовложений в строительство РЭС, а также расчёт годовых эксплуатационных расходов РЭС [13].
В результате технико - экономического расчёта определяется величина приведенных затрат [13]:
(3.1)
где Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, принимаемый равным 0,12;
К - капитальные затраты на сооружение электрической сети;
И - годовые эксплуатационные расходы.
В капиталовложения на сооружение сети входят стоимость линий Кл и подстанций Кп, которые определяются по укрупнённым показателям стоимости электрических сетей [2].
Суммарные капиталовложения в РЭС определяются их суммой [13]:
(3.2)
Стоимость линий определяется: длиной, номинальным напряжением, материалом и типом опор, сечением проводов и районом по гололёду [13].
Стоимость трансформаторов определяется: типом, мощностью и напряжением [13].
Стоимость элементов, составляющих распределительные устройства (РУ), определяется схемой РУ.
Результаты расчёта капиталовложений в линии электропередач и подстанций РЭС сводятся в таблицу 3.1 (линии электропередачи) и таблицу 3.2 (трансформаторные подстанции).


Таблица 3.1
Расчёт капиталовложений в линии электропередач
Определяемый показатель Участок сети А-1 А-2 А-5 А-6 А-3 А-4 1-2 5-6 4-3 Марка провода
АС-70/11 АС-120/27 АС-150/24 АС-150/24 АС-150/24 АС-150/24 АС-70/11 АС-120/27 АС-120/27 Длина участка
(с учётом двуцепных линий), км 10 10 15 30 15 25 22,5 15 10 Стоимость 1 км линии, тыс. руб./км 125,5 215,5 243,6 243,6 243,6 243,6 125,5 215,5 215,5 Стоимость линии, тыс. руб.
1255 2155 3654 7308 3654 6090 2823,8 3232,5 2155 Суммарные капиталовложения
в линии, тыс. руб. 32327,3
Таблица 3.2
Расчёт капиталовложений в подстанции РЭС
Определяемый показатель ПС 1 2 3 4 5 6 Тип силовых трансформаторов 2xТДН-16000/
110-У1 2xТДН-40000/
110-У1 2xТДН-32000/110-У1 2xТДН-32000/
110-У1 2xТДН-25000/
110-У1 2xТДН-40000/
110-У1 Стоимость
трансформаторов,
тыс. руб. 2x4000 2x8000 2x6000 2x6000 2x5000 2x8000 Стоимость ячейки с выключателями, тыс. руб. 3x1000 3x1000 3x1000 3x1000 3x1000 3x1000 Стоимость КУ, тыс. руб. 2x102 2x252 2x252 2x204 2x160 2x252 Стоимость подстанции, тыс. руб. 11204 19504 15504 15408 13320 19504 Суммарные капиталовложения
в ПС, тыс. руб. 94444 Суммарные капиталовложения в РЭС:

В состав годовых эксплуатационных расходов входят соответствующие расходы в линиях Ил и подстанциях Ип [13].
Эти составляющие находят по выражению [13]:
(3.3)
где Иа - издержки на амортизацию;
Иэ - издержки на эксплуатацию;
ИΔW - затраты на возмещение потерь электроэнергии.
Издержки на амортизацию Иа определяются по норме отчисления на амортизацию от капитальных затрат [13]:
(3.4)
где ар - коэффициент амортизации, %, принимаемый по [5].
Эксплуатационные издержки Иэ определяются [13]:
(3.5)
где эр - отчисления на ремонты и обслуживание элементов электрической сети, %, принимаемый по [5].
Затраты на возмещение потерь электроэнергии ИΔW рассчитываются согласно [13]:
(3.6)
где ΔW - расчётные потери электроэнергии в сети, вызванные вводом объекта;
Ц - тариф на электроэнергию.
Результаты расчёта годовых эксплуатационных расходов линий и подстанций сводятся в таблицу 3.3 (линии электропередачи) и таблицу 3.4 (трансформаторные подстанции).


Таблица 3.3
Расчёт годовых эксплуатационных расходов линий
Определяемый
показатель Участок сети А-1 А-2 А-5 А-6 А-3 А-4 1-2 5-6 4-3 Издержки на амортизацию, тыс. руб.,
(ар = 6,7 %) 82,1 144,4 244,8 489,6 244,8 408,0 189,2 216,6 144,4 Издержки на эксплуатацию, тыс. руб.,
(эр = 0,8 %) 10,1 17,2 29,2 58,5 29,2 48,7 22,6 25,9 17,2 Потери электроэнергии в линии,
МВт·ч, 0,52 0,94 1,05 1,04 1,12 1,02 0,11 0,73 0,76 Затраты на возмещение потерь электроэнергии,
тыс. руб. 1,47 2,66 2,97 2,94 3,17 2,89 0,31 2,07 2,15 Годовые эксплуатационные расходы,
тыс. руб. 93,67 164,26 276,97 550,44 277,17 459,59 212,11 244,57 163,75 Всего годовых эксплуатационных расходов,
тыс. руб. 2442,5
Таблица 3.4
Расчёт годовых эксплуатационных расходов подстанций РЭС
Определяемый
показатель ПС 1 2 3 4 5 6 Издержки на амортизацию, тыс. руб., (ар = 6,7 %) 750,7 1239,8 1038,8 1032,4 892,4 1306,8 Издержки на эксплуатацию, тыс. руб., (эр = 5,9 %) 661,0 1091,7 914,7 909,1 785,9 1150,7 Потери электроэнергии в трансформаторах, МВт·ч 0,5 1,2 0,9 0,9 0,7 1,2 Продолжение таблицы 3.4
Определяемый
показатель ПС 1 2 3 4 5 6 в том числе: холостого хода, МВт·ч 0,1 0,4 0,3 0,3 0,2 0,4 нагрузочные,
МВт·ч 0,4 0,8 0,6 0,6 0,5 0,8 Затраты на возмещение потерь электроэнергии, тыс. руб. 1,42 3,40 2,55 2,55 1,98 3,40 Годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб. 1413,1 2334,9 1956,1 1944,1 1680,3 2460,9 Всего годовых эксплуатационных расходов, тыс. руб. 11789,4

Суммарные годовые эксплуатационные расходы по РЭС:

Величина приведенных затрат по РЭС составляет:

Себестоимость передачи ЭЭ по данной сети, исходя из затрат

(3.7)
где W – значение годовой потребляемой электроэнергии всеми потребителями РЭС, определяющаяся так:
(3.8)

По выражению (3.7) величина себестоимости передачи ЭЭ по РЭС


Выводы по главе 3

В результате выполнения третьей главы работы выполнено:
- разработаны мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности и экологической безопасности в районной электрической сети;
- проведён технико - экономический расчёт районной электрической сети (РЭС), основная задача которого – определение капиталовложений в строительство РЭС, а также расчёт годовых эксплуатационных расходов РЭС.
В результате проведённого технико - экономического расчёта установлено, что суммарные годовые эксплуатационные расходы по РЭС составляют , величина приведенных затрат по РЭС –
Себестоимость передачи ЭЭ по данной сети, исходя из затрат, составляет












ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения работы разработан проект электрической сети Аль-Фарабийского района г. Шымкента республики Казахстан, состоящей из шести трансформаторных подстанций с первичным напряжением 110 кВ, обеспечивающих питанием потребителей указанного района на номинальном напряжении 10 кВ.
Для проектирования районной сети осуществлены следующие расчёты: выбор конфигурации электрической сети и номинального напряжения электрической сети, произведён расчёт баланса активной и реактивной мощности в электрической сети, выбраны компенсирующие устройства, осуществлён выбор силовых трансформаторов понизительных подстанций, сечения проводников и схем электрических подстанций, выполнен технико-экономический расчёт РЭС, а также расчет режимов районной электрической сети в максимальном и послеаварийном режимах работы.
Детально рассмотрено проектирование подстанции №4 РЭС, для чего проведён расчет токов КЗ на стороне ВН и выбор электрических аппаратов, токоведущих частей и измерительных приборов на сторонах 110 кВ и 10 кВ.
Питание районной электрической сети осуществляется воздушной линией электропередач от трансформаторной подстанции ТП-220/110 кВ, на которой установлены два трансформатора типа АТДЦТН-250000/220/110.
В свою очередь, указанная ТП-220/110 кВ получает питание от энергосистемы, основные параметры и показатели которой выбраны и рассчитаны в работе
Описаны мероприятия по технике безопасности.
Спроектированная система электроснабжения районной электрической сети отвечает нормам основных нормативных документов по экономичности, надёжности, электробезопасности и качеству электроэнергии.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Правила устройства электроустановок. – 7-е изд., перераб. и доп.–М.: Главгосэнергонадзор России, 2013. – 692 с.
Проектирование линий электропередачи сверхвысокого напряжения / Г.Н. Александров, В.В. Ершевич, С. В. Крылов и др.: под ред. Г.Н. Александрова и Л.Л. Петерсона. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинград. отделение, 1983. - 368 с.
Кулешов А.И., Прахин Б.Я. Расчёт и анализ установившихся режимов электроэнергетических систем на персональных компьютерах: Учеб. пособие / Иван. гос. энерг. ун-т – Иваново, 2001. – 171 с.
Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для ВУЗов. – 4е издание, переаб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.
Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д.Л. Файбисовича. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: ЭНАС, 2012.
Идельчик В. И. Электрические системы и сети. М.: Энергоатомиздат, 1989 – 175 с.
Электрические системы. Электрические сети / Под ред. В. А. Веникова и В. А. Строева. М.: Высш. шк., 1998.
Электрические системы и сети: Учебник/Г.Е. Поспелов, В.Т. Федин, П.В. Лычёв - Мн.: УП «Технопринт», 2004.
Водянников В.Т. Экономическая оценка проектных решений в энергетике АПК. – М.: Колос, 2008 – 263с.
Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. - 4-е изд., перераб. и доп. - М: Энергоатомиздат, 2017. - 174 с.: ил.
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. - 4-е изд., перераб. и доп. - М: Энергоатомиздат, 2016. - 392 с.: ил.
Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ - М.: Норматика, 2016.
Долин П. А. Справочник по технике безопасности. – 5-е изд., перераб. и. доп. – М.: Энергоиздат, 1982. – 800 с., ил.
Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. - М., 2013.
Федеральный закон РФ «Об основах охраны труда в Российской Федерации» от 17 июля 1999 г. №181.
Курдюмов В.И., Зотов Б.И. Проектирование и расчет средств обеспечения безопасности. – М.: Колос, 2005 г.
Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ (ред. от 29.07.2017) «Об энергосбережении, повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»
Энергетическая стратегия России на период до 2020 года // РД РАО «ЕЭС России». – М.: Министерство энергетики, 2001.
И. В. Жежеленко, Ю. Л. Саенко. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. – М.: Энергоатомиздат, 2005. – 261 с.
Передача и распределение электрической энергии / Герасименко А.А., Федин В.Т. - Изд. 2-е, - Ростов Н/Д: Феникс, 2008.
Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др.- М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576с.
Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т. 1. - Электроснабжение / Под общ. ред. А.А. Федорова - М: Энергоатомиздат, 1986. - 568 с.: ил.


















2


23


3



1 вар-т

2 вар-т

1

А

5

6

2

3

4

1

А

5

6

2

3

4

3 вар-т

4 вар-т

1

А

5

6

2

3

4

1

А

5

6

2

3

4

5 вар-т

6 вар-т

1

А

5

6

2

3

4

1

А

5

6

2

3

4

r x




b/2


r x


Qc/2


Qc/2

1


2'

SА-1=PА-1+jQА-1

U1

U'2

(Sхх(=(Рхх(+j(Qхх(

Zт(=r т(+jx т(