Тема: Разработка проекта реконструкции трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ узла Петрозаводск, станции Томицы для питания нетяговых потребителей

**Admin** · 04.07.2012, 12:19

Разработка проекта реконструкции трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ узла Петрозаводск, станции Томицы для питания нетяговых потребителей

Дипломный проект

Скачать

Цитата:

Целью дипломной работы является разработка проекта реконструкции трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ узла Петрозаводск, станции Томицы для питания нетяговых потребителей .
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, более высокую безопасность при работе обслуживающего персонала.
Для успешного решения задач, в области дальнейшего развития железнодорожного транспорта, немаловажную роль играет бесперебойность снабжения электроэнергией различных потребителей и в особенности тех, работа которых непосредственно связана с обеспечением необходимой пропускной способности железных дорог, а также с безопасностью движения поездов.
Рационально воплощённая система трансформаторных подстанций для питания нетяговых потребителей станции Томицы должна удовлетворять ряду требований: экономичности и надёжности, безотказности и удобства эксплуатации, обеспечение надлежащих уровней напряжения и д.р.
В практике встречаются случаи реконструкции существующих трансформаторных подстанций в связи со строительством новых сооружений, при переводе линии питания с постоянного на переменный ток и др. В этом случае сооружаются новые трансформаторные подстанции (ТП), реконструируются существующие ТП, а также трансформаторные подстанции для питания нетяговых потребителей, как правило, с заменой трансформаторов на более мощные, строятся новые участки воздушных и кабельных линий. Реконструированная схема трансформаторных подстанций для питания нетяговых потребителей должна полностью отвечать требованиям надёжности, условиям допустимых токовых нагрузок и уровней напряжения.
В проекте анализируются существующие схемотехнические решения на трансформаторных подстанциях, даются предложения по изменению схем силовых цепей и применению современной коммутационной аппаратуры, а также этапы реконструкции трансформаторной подстанции. Для выбора наиболее рациональных вариантов реконструкции трансформаторной подстанции проведено технико-экономическое сравнение вариантов по минимуму годовых приведённых затрат.
По вопросу охраны труда одной из важнейших задач является обеспечение требуемого уровня электробезопасности при эксплуатации трансформаторной подстанции.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СХЕМОТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ НА ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЯХ

1.1 Нагрузки нетяговых потребителей
Вдоль железной дороги обычно расположено большое количество железнодорожных потребителей электроэнергии – линейных и районных, называемых также нетяговыми. К районным потребителям относятся нагрузки небольших городов, посёлков и мелких промышленных предприятий.
Железнодорожные линейные потребители могут быть стационарными и передвижными. К стационарным относятся силовые и осветительные устройства локомотиво – и вагоноремонтных заводов, основных и оборотных депо, цепи освещения территорий пассажирских и служебных зданий железнодорожных станций, а также автоблокировку, связь, устройства освещения разъездов, служебных и бытовых зданий на перегонах, мостов и т.п. К передвижным потребителям относят используемые при ремонтных путевых работах на железной дороге электрический инструмент и механизмы, перемещаемые в зависимости от места ремонта. Электроснабжение нетяговых потребителей, расположенных на крупных железнодорожных станциях, обычно обеспечивается от находившихся там же районных подстанций энергосистемы, тяговых подстанций или от тепловых железнодорожных электростанций.
В связи с общей технической реконструкцией железнодорожного транспорта и продолжающейся полной электрификацией производственных процессов получили особое широкое распространение линии электропередачи для питания стационарных и передвижных линейных потребителей.
1.2. Классификация электрических сетей
По назначению различают сети питающие и распределительные. Питающие сети связывают отдельные электростанции и районные подстанции, они содержат линии электропередачи и подстанции напряжением 110 кВ и выше. Распределительные сети предназначены для питания трансформаторных подстанций, отдельных электроприёмников (двигателей, светильников) или их групп.
По конфигурации и схеме присоединения потребителей различают разомкнутые и замкнутые сети. К разомкнутым относят сети, получающие питание с одной стороны. Характерной особенностью замкнутых сетей является то, что питание любого потребителя может быть осуществлено с двух сторон линии, к которой он присоединён. По требованиям к надёжности электроснабжения – Правила устройства электроустановок (ПУЭ) делят электроприёмники на три категории. Первая категория – электроприёмники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, привести к значительному ущербу, к повреждению основного оборудования. Также электроприёмники должны получать питание от двух независимых источников, для них перерыв в электроснабжении допускается лишь на время автоматического включения резервного питания. В качестве независимых источников питания могут использоваться разные секции шин районных и тяговых подстанций. По указанным причинам на подстанциях, питающих потребителей первой категории, в том числе и тяговые, следует устанавливать не менее двух трансформаторов и подавать электроэнергию на эти подстанции по двум вводам.
В цеховых распределительных сетях, сетях железнодорожных узлов и посёлков применяют главным образом напряжение 6 или 10 кВ, 220 и 380 В. Преимущества напряжения 10 кВ обычно на столько велики, что 6 кВ используют только при расширении существующих установок. Во всех вновь строящихся сетях, питающих электроприёмники, рекомендуется применять номинальное напряжение 380/220 В, что позволяет использовать трансформаторы для совместного питания силовых и осветительных установок.
1.3. Схемы питания и типы тяговых подстанций
Электрическая тяга относится к потребителям первой категории. Поэтому основным требованием к тяговым подстанциям и трансформаторным подстанциям является обеспечение надёжной работы оборудования и бесперебойного электроснабжения электроподвижного состава. Из этого требования исходят при проектировании тяговых и трансформаторных подстанций и им руководствуются во время монтажа и эксплуатации. Надёжность работы тяговых и трансформаторных подстанций и бесперебойность электроснабжения тяговых потребителей обеспечиваются правильным выбором схемы питания от электроснабжающей системы, типа и мощности преобразовательных агрегатов, схемы и аппаратуры распределительных устройств, системы резервирования, системы защиты от возможных нарушений нормального режима, системы управления. Тяговые подстанции постоянного тока различают: по первичному напряжению – 6 или 10 кВ, 35 кВ, 110 или 220 кВ; по роли и назначению в электрической схеме питающей энергосистемы – тупиковые, промежуточные, которые подразделяются на транзитные и отпаечные, и опорные.
Тяговые подстанции обеспечивают электроэнергией не только электрическую тягу, но и железнодорожные нетяговые потребители (локомотивное и вагонное депо, мастерские, погрузочные площадки, освещение железнодорожных объектов, связь и др.). Одновременно большинство тяговых подстанций на дорогах России питает прилегающие промышленные, коммунальные и сельскохозяйственные нагрузки, осуществляя тем самым функции районных подстанций. Нетяговые потребители получают питание или от шин первичного напряжения тяговых подстанций или от шин пониженного напряжения. Выбор напряжения или числа линии для питания нетяговых потребителей зависит от местных условий и категории потребителей.
1.4. Понижающие подстанции
Понижающие подстанции предназначены для преобразования энергии высшего напряжения в энергию низшего напряжения, её распределения по потребителям. Электроустановки, предназначенные для приёма и распределение электроэнергии без трансформации, называются распределительными пунктами. В практике промышленного и железнодорожного электроснабжения для ответственных потребителей первой категории чаще всего применяют понижающие подстанции с двумя трансформаторами и двумя и более питающими линиями (вводами). Из двух установленных трансформаторов один может быть резервным. При одной питающей линии нет необходимости в резерве трансформаторов, так как трансформаторы работаю более надёжно, чем линия.
Подстанция с первичным напряжением 10 кВ и вторичным напряжением 380/220 В широко применяют на железнодорожных узлах и на заводах для электроснабжения потребителей небольшой мощности. У них, как правило, система шин первичного и вторичного напряжений одинарная.
1.5. Трансформаторные подстанции (6 – 10) / 0,4 кВ
Для питания потребителей небольшой мощности железнодорожных станций и узлов применяют закрытые трансформаторные подстанции (ЗТП) с одним и двумя трансформаторами. На железнодорожном узле Петрозаводск пассажирский, станции Томицы также применяется такая подстанция. Компоновка ЗТП зависит от способа приёма и распределения энергии по воздушным или кабельным линиям. При кабельных линиях, как правило, трансформаторные подстанции одноэтажные. Рассматривая ЗТП на железнодорожном узле Петрозаводск, станции Томицы можно сказать, что в основном, высота здания подстанции принята исходя из высоты трансформатора и размещения необходимых аппаратов и токоведущих частей. Основные размеры здания указаны на плакате № 2.
В кирпичных стенах здания предусмотрены приточные (внизу) и вытяжные (вверху) вентиляционные отверстия для охлаждения трансформатора. Здание разделено на три помещения: помещение с камерами 6 или 10 кВ; помещение трансформатора с предохранителями; помещение распределительного щита 380/220 В. Обслуживание щита 380/220 В и камер 6 и 10 кВ производится с наружи. Для безопасного обслуживания РУ-6 или 10 кВ предусмотрена блокировка дверей камер и укомплектование каждой камеры подножной изолирующей подставкой. Оперативное переключение в камере производят только с изолирующей подставки. При обслуживании с наружи РУ-6 или 10 кВ и распределительного щита 380/220 В (рис 1.1).