Введение

Электрическая энергия является наиболее удобным и дешевым видом энергии. Широкое распространение электрической энергии обусловлено относительной легкостью ее получения, преобразования и возможностью ее передачи на большие расстояния. Огромную роль в системах электроснабжения играют электрические подстанции - электроустановки, предназначенные для преобразования и распределения электроэнергии. Электрическая подстанция — часть системы передачи и распределения электрической энергии, в которой происходит повышение или понижение значения электрического напряжения с использованием трансформаторов. Различают два вида электрической подстанции: распределительная и трансформаторная. Распределительная подстанция работает на одном напряжении и служит узлом для потребителей и других подстанций. На трансформаторной подстанции используются трансформаторы для повышения или понижения напряжения. Чаще всего встречаются совмещенные подстанции. Они являются важным звеном в системе электроснабжения. При проектировании подстанции стараются использовать типовые решения, схемы и элементы, что приводит к унификации оборудования подстанции и как следствие к удешевлению обслуживания и проектировочной стоимости. Но, на практике при проектировании подстанции приходится учитывать особенности месторасположения и другие исходные условия.

Развитие народного хозяйства страны обеспечивается развитием энергетики. Рост выработки электрической энергии, в свою очередь, требует рациональной организации передачи электрической энергии и её распределения. Большая роль в распределении электроэнергии принадлежит городским электрическим сетям.

Увеличение потребности электроэнергии вызывается повышением энерговооруженности нашей промышленности: электрическая энергия все шире проникает в различные отрасли производства. Вместе с тем неуклонное возрастание благосостояния населения, его материального и культурного уровня вызывает усиленное внедрение в быт многообразных электроприемников.

В силу этого значительно повышаются требования к работникам городских электрических сетей, в обязанности которых входит обеспечение надежного и экономичного электроснабжения потребителей, и является основной задачей филиала ОАО «ЛОЭСК» «Волховские городские электрические сети».

Объектом исследования является трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ № 179 (далее – ТП-179), находящаяся на улице Мира города Волхова Ленинградской области.

Целью дипломной работы является разработка проекта реконструкции трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ № 179, находящейся на улице Мира города Волхова Ленинградской области и предназначенной для электропитания потребителей жилого частного сектора.

Находящееся коммутационное оборудование на трансформаторной подстанции морально и физически сильно устарело и требует замены на более современное и надёжное. Планируемая реконструкция позволит повысить надежность работы трансформаторной подстанции, обеспечить более высокую безопасность при работе обслуживающего персонала.

1 Описательная часть

1.1 Характеристика филиала ОАО «ЛОЭСК» «Волховские городские

электрические сети»

ОАО «ЛОЭСК» образовано 30 августа 2004 года по постановлению Правительства Ленинградской области в целях обеспечения надежного и бесперебойного электроснабжения городов и крупных поселков области.

По состоянию на 1 января 2014 года, в компанию входит 17 филиалов, обеспечивающих электроснабжение более 23 городов и крупных поселков Ленинградской области, с объемом транспорта электроэнергии через сети компании более 2 млрд. кВт∙ч.

Филиал ОАО «ЛОЭСК» «Волховские городские электрические сети» (далее – Филиал) осуществляет эксплуатацию электрических сетей города Волхова.

Численность персонала филиала ОАО «ЛОЭСК» «Волховские городские электрические сети» на 1 января 2014 года составляет 65 человек.

Основным предметом деятельности филиала ОАО «ЛОЭСК» «Волховские городские электрические сети» являются:

- передача и распределение электрической энергии,

- проектирование, строительство и эксплуатация электрических сетей,

- установка и эксплуатация оборудования и сооружений для передачи электрической энергии,

- производство общестроительных работ по прокладке линий электропередач, включая взаимосвязанные вспомогательные работы,

- установка, содержание, ремонт и обслуживание (эксплуатация) электрических сетей города,

- электрификация зданий и других объектов,

- ведение оперативно-диспетчерского управления системы электроснабжения города.

В обслуживании Филиала находятся 128 трансформаторных подстанций 10/04 кВ, протяженность воздушных линий электропередач 10 кВ составляет 25 км, кабельных линий электропередач 10 кВ - 66 км, воздушных линий электропередач 0,4 кВ - 216 км, кабельных линий 0,4 кВ - 111 км, воздушных линий уличного освещения - 135,2 км.

Источниками питания электрических сетей города Волхова являются Волховская гидроэлектростанция (ГЭС), подстанция 110/10 кВ № 378, подстанция 110/10 кВ № 393, подстанция 110/10 кВ № 545 «Валим».

Для распределения электрической энергии на напряжении 10 кВ и 0,4 кВ используются, в основном, кабельные линии электропередач, частично — воздушные линии электропередач.

Ежегодно в филиале ОАО «ЛОЭСК» «Волховские городские электрические сети» увеличивается объем работ по технической эксплуатации, капитальному ремонту и реконструкции электрических сетей:

- осуществляется перевод воздушных линий 0,4 кВ и 10 кВ с деревянных опор на железобетонные или на деревянные со специальной пропиткой,

- производится замена не изолированного провода воздушных линий электропередач на самонесущий изолированный провод, что увеличивает надежность электроснабжения города,

- осуществляется замена устаревшего оборудования трансформаторных подстанций на более современное.

1.2Выбор схемы и типа трансформаторной подстанции

Трансформаторная подстанция (ТП) - электроустановка, предназначенная для преобразования   и   распределения   электрической  энергии.

Трансформаторные подстанции (ТП) принимают электроэнергию при высоком напряжении (10 кВ) от распределительных пунктов или понижающих подстанций, трансформируют и распределяют ее между отдельными потребителями при напряжении 380/220 В.

Трансформаторная подстанция состоит из распределительных устройств (РУ-10 кВ и РУ-0,4 кВ) и камер трансформаторов 10/0,4 кВ, в которых находятся сборные шины, выключатели нагрузки, разъединители, рубильники, автоматические выключатели, предохранители, силовые трансформаторы и другое вспомогательное оборудование.

Структурная схема трансформаторной подстанции

Рисунок 1

1.3 Классификация трансформаторных подстанций

Трансформаторные подстанции можно классифицировать по их месту и способу присоединения к сети высокого напряжения (ВН): тупиковые, ответвительные, проходные и узловые (рис. 2).

Тупиковые подстанции питаются по одной (рис. 2а) или двум радиальным линиям (рис. 2б).

Ответвительные подстанции присоединяются к одной (рис. 2в) или двум, (рис. 2г) проходящим ВЛ на ответвлениях.

Проходные подстанции присоединяются к сети путем захода одной линии с двусторонним питанием (рис. 2д).

Узловые подстанции присоединяются к сети не менее чем по трем питающим линиям (рис. 2е).

Ответвительные и проходные подстанции объединяют термином промежуточные, который определяет размещение подстанций между двумя центрами питания (ЦП) сети или узловыми подстанциями.

Проходные и узловые подстанции, через шины которых осуществляются перетоки мощности между отдельными точками сети, называются транзитными.

Структурные схемы присоединения трансформаторных подстанций

Рисунок 2

Распределительное устройство (РУ) - электрическая установка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии. РУ содержит коммутацион­ные, измерительные и защитные аппараты, соединительные щиты и вспомогательное оборудование.

1.4 Выбор типа трансформаторной подстанции

Для установки принимается проходная блочная комплектная одно трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ на базе модуля БКТПБ «Балтика» производственного объединения «Элтехника» (г. Санкт-Петербург) (рис. 3).

БКТПБ «Балтика»

Рисунок 3

Блочные комплектные трансформаторные и распределительные подстанции в бетонной оболочке (БКТПБ) предназначены для распределения и преобразования электроэнергии в городских и промышленных сетях с изолированной нейтралью на стороне 10 кВ и глухозаземленной нейтралью на стороне 0,4 кВ с трансформаторами мощностью до 1250 кВА.

1.5 Преимущества конструкции модуля БКТПБ «Балтика»

Преимуществами конструкции модуля БКТПБ «Балтика» являются:

- улучшенная теплоизоляция обеспечивается стенами толщиной 100 мм,

- прочность модуля достигается благодаря двойному армированию и монолитной конструкции,

- конструкция крыши с многослойной теплоизоляцией исключает образование конденсата,

- антивандальное исполнение металлических конструкций,

- стойкость к коррозии обеспечивается изготовлением всех металлических фасадных элементов из оцинкованной стали с последующей порошковой окраской,

- удобство выполнения монтажных работ на объекте гарантирует единая, не зависящая от типа модуля строповочная схема.

Для РУ-10 кВ используется схема с не секционированной системой сборных шин. В РУ-10 кВ принимаются для установки ячейки типа КСО–10-Э1 «Аврора».

В ячейках применяются трёхпозиционные выключатели нагрузки производства ОАО «ПО Элтехника», исключающие одновременное выполнение операций «включено» и «заземлено», что предотвращает заземление отходящей линии, находящейся под напряжением. Также данная конструкция делает физически невозможной подачу напряжения на заземленные части без предварительного снятия заземления с линии. Это исключает ошибочные действия персонала, повышает безопасность обслуживания и снижает вероятность повреждения оборудования.

План принятой к установке трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ с указанием основных размеров, а также принципиальная схема электроснабжения потребителей представлены на чертеже.