Материалы для диплома / «Реконструкция электрической части ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Южная

Аннотация

В квалификационной работе представлен проект реконструкции ОРУ 220 кВ ПС 220/110/10 кВ «Южная» - Филиал ПАО «ФСК ЕЭС» – Магистральные электрические сети (МЭС) Волги. Приведены основные потребители ПС 220/110/10 кВ «Южная» и их технические параметры. Рассчитана величина нагрузок электроприемников и используемая мощность от энергосистемы. Рассчитаны токи КЗ.

Работа включает в себя следующие вопросы по замене оборудования: Замена высоковольтного оборудования на стороне 220 кВ; Замена силовых трансформаторов на более мощные; Установка современной микропроцессорной защиты.

Работа состоит из пояснительной записки на 50 листах, содержащая 17 таблиц, 9 рисунков, графическая часть представлена на шести листах формата А1.

4

Содержание

5

Введение

Для России проблема электроснабжения городов и промышленных центров имеет особую значимость, поскольку большая часть ее территории находится в суровых климатических зонах, и требования к надежности систем электроснабжения должны быть очень жесткими.

Работа посвящена модернизации понизительной подстанции (ПС) Филиала ПАО «ФСК ЕЭС» – Магистральные электрические сети (МЭС) Волги ПС 220/110/10 кВ «Южная», которая осуществляет электроснабжение потребителей Южного энергорайона энергосистемы Самарской области, а также части энергорайонов Саратовской и Оренбургской областей. Выбранная тема работы является актуальной, т.к. при подключении новых потребителей до 2020 года в соответствии с техническими условиями на технологическое присоединение энергопринимающих устройств ОАО

«Оренбургнефть» к ПС 220 кВ «Южная» при проведении ремонтной компании в летний период происходит перегрузка автотрансформатора АТ1Т – 63000/220/110/10 кВ ПС 220 кВ «Южная» на 89 %, что является не допустимым.

Целью реконструкции является повышение надежности электроснабжение потребителей Южного энергорайона энергосистемы Самарской области и обеспечение электрической энергией и мощностью новых потребителей, путем замены электрооборудования установленного на ОРУ-220 кВ ПС 220/110/10 кВ «Южная».

Согласно поставленной цели, в квалификационной работе решаются следующие задачи:

-Замена трансформаторов марки АТ-1Т-63000/220/110/10 кВ;

-Замена высоковольтного оборудования на стороне 220 кВ на более современное;

6

- Расчёт токов КЗ для максимального и минимального режимов работы, а также выбор и установка современных микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики.

7

1 Общая характеристика объекта проектирования

1.1 Описание электрической части ОРУ 220 кВ подстанции «Южная»

ПС 220 кВ Южная осуществляет электроснабжение потребителей Южного энергорайона энергосистемы Самарской области, а также части энергорайонов Саратовской и Оренбургской областей. В административном отношении площадка подстанции расположена по адресу Самарская область, Большечерниговский р-н, с. Большечерниговка, ул. Дорожная, 8.

ПС 220 кВ «Южная» является действующей, год ввода в

эксплуатацию 1972.

Имеет следующие основные характеристики:

-Установленная мощность автотрансформаторов АД-2Т МВА АД-1Т 125 МВА;

-номинальные напряжения 220/110/10 кВ.

Основными потребителями ПС 220 кВ «Южная» являются региональные подразделения ОАО «Роснефть», ОАО «Российские железные дороги», а также потребители предприятия агропромышленного комплекса.

На ПС 220 кВ «Южная» установлены два АТ 220/110 кВ: АД-1Т мощностью 63 МВА (год ввода 1972 г.) и АД-2Т мощностью 125 МВА (год ввода 1995 г.). АД-1Т присоединен через выключатель ответвлением от ВЛ 220 кВ Кинель-Уральская с отпайкой. АД-2Т присоединен к ОРУ 220 кВ, которое выполнено по схеме «две рабочие и обходная системы шин с выключателем в цепи автотрансформатора», с заходами на него ВЛ 220 кВ Красноармейская-Южная и ВЛ 220 кВ Степная-Южная.

ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ «Южная» состоит из двух частей:

- 1-я часть выполнена по типовой схеме 220-3Н «Блок

»;

8

К 1-й части ОРУ 220 кВ присоединяется:

- ВЛ 220 кВ Кинельская – Уральская с отпайкой на ПС Южная

(Кинель – Уральская); - АД-1Т;

Ко 2-й части ОРУ 220 кВ присоединяется:

-две ВЛ 220 кВ и линия к автотрансформатору – АД-2Т. ВЛ 220 кВ:

-ВЛ 220 кВ Степная - Южная;

-ВЛ 220 кВ Красноармейская - Южная;

Линия к автотрансформатору: - АД-2Т;

ОРУ 110 кВ выполнено по типовой схеме 110-13Н «две рабочие и

обходная система шин».

Количество и мощность силовых автотрансформаторов:

грозотросами.

В нормальном режиме выключатель 110 кВ одного из автотрансформаторов отключен, потому что короткие замыкания на ВЛ 220 кВ «Кинель-Уральская», в период одновременного включенного состояния выключателей 220 кВ АД-1Т, АД-2Т ПС 220 кВ «Южная» не будут ликвидироваться действием релейной защиты и будет осуществляться подпитка места короткого замыкания со стороны ПС 220 кВ «Южная». В связи с этим одновременное включение выключателей 110 кВ и 220 кВ АД1Т, АД-2Т недопустимо, что в свою очередь, приводит к полному погашению потребителей ПС 220 кВ Южная при аварийном отключении АД-1Т(2Т).

9

В послеаварийных режимах отсутствует возможность перевода нагрузки на другие источники питания, необходим ввод графиков временного отключения электроснабжения потребителей. Кроме того, в настоящее время отсутствуют линейные защиты со стороны ПС 220 кВ Южная на отпайке от ВЛ 220 кВ Кинель –Уральская, а также полноценные защиты АД-1Т, что не позволяет обеспечить ликвидацию коротких замыканий ВЛ 220 кВ Кинель –Уральская.

Рисунок 1.1 – Действующая схема ОРУ-220 кВ ПС 220 кВ «Южная»

Для решения данной проблемы необходимо провести реконструкцию ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ «Южная» за счет сооружения заходов ВЛ 220 кВ

«Кинель – Уральская» с отпайкой (9,2 км) на ПС 220 кВ «Южная»,

10

присоединение отпайки ВЛ 220 кВ «Кинель-Уральская» и автотрансформатора АД-1Т к ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ «Южная».

ВОРУ 220 кВ установлены воздушные выключатели ВВН-220 кВ, выносные трансформаторы тока ТФНД-220, разъединители РЛНД-220/600, с ручными приводами на главных и заземляющих ножах, трансформаторы напряжения НКФ-220, разрядники вентильные РВС-220. Оборудование ОРУ 220 кВ морально и физически устарело и требует полной замены.

Всоответствии со «Схемой и программой развития энергосистемы Самарской области на 2014-2020 г.» и с техническими условиями на технологическое присоединение энергопринимающих устройств до 2020 года планируется присоединение ВЛ 110 кВ к ОРУ-110 кВ ПС 220 кВ «Южная» потребителей ОАО «Оренбургнефть», что требует увеличения пропускной способности ПС 220 кВ «Южная».

При проведении расчетов режимов работы электрической сети 110 кВ

ивыше, прилегающей к ПС 220 кВ «Южная» в соответствии со «Схемой и программой развития энергосистемы Самарской области на 2014-2020 г.», для летнего и зимнего максимума нагрузки 2020 года.

Графические схемы потокораспределения представлены на рисунках

1.2 и 1.3.

Анализ результатов расчетов режимов работы электрической сети с учетом существующей схемы электрических соединений ПС 220 кВ «Южная» показал, что: - на схеме летнего максимума рабочего дня 2020

годов с учетом аварийного отключения АД2Т ПС 220 кВ Южная при плановом выводе в ремонт ВЛ 110 кВ Колдыбань (ПС 220 кВ Головная – ПС 110 кВ Колдыбань) (при переводе питания 1,2 СШ 110 кВ на АД-1Т) происходит перегрузка АТ-1Т на 89 % (Iрасч=272 А, при нормальной круглосуточной нагрузке для ТНВ=+30˚С – 144 А). В послеаварийных режимах отсутствует возможность перевода нагрузки на другие источники питания, необходим ввод графиков временного отключения электроснабжения потребителей.

11

В качестве мероприятия по устранению перегрузки существующего АД-1Т ПС 220 кВ Южная рассматривается реконструкция ПС 220 кВ Южная в рамках реализации технологического присоединения к электрическим сетям ПАО «ФСК ЕЭС» энергетических установок ОАО «Оренбургнефть» предусматривающая замену АД-1Т.

Анализ результатов расчетов режимов работы электрической сети на схеме летнего максимума 2020 года с учетом установки АД-1Т с номинальной мощностью 125 МВА показал, что при аварийном отключении АД-2Т ПС 220 кВ Южная, перегрузка АД-1Т отсутствует. С учетом аварийного отключения АД2Т ПС 220 кВ «Южная» при плановом выводе в ремонт ВЛ 110 кВ Колдыбань токовая загрузка АТ-1Т составляет 82% (Iрасч=234 А, при нормальной круглосуточной нагрузке для ТНВ=+30˚С –

286 А).

Таким образом, необходимо:

-выполнить замену АД-1Т типа АТДЦН-63000/220/110/10 кВ на АТДЦН-125000/220/110/10 кВ;

-реконструкцию ОРУ 220 кВ и присоединение отпайки ВЛ 220 кВ Кинель-Уральская, АД-1Т к ОРУ-220 кВ ПС 220 кВ Южная и оснастить линейными защитами со стороны ПС 220 кВ Южная отпайки на ПС 220 кВ Южная от транзитной ВЛ 220 кВ Кинель-Уральская.

12