Выбор заземляющего аппарата в нейтрали трансформатора……..168
Выбор оборудования на стороне 10 кВ……………………………….168
Выбор выключателей……………………………………………………168
Выбор шин…………………………………………………………………169
Выбор изоляторов………………………………………………………...170
Расчет компенсирующих устройств…………………………………..170
Выбор трансформаторов напряжения 10 кВ…………………………170
Расчет заземляющих устройств……………………………………….171
Расчет молниезащиты……………………………………………………175
Приложение Б……………………………………………………………..177
Б.1 Номограммы экономических интервалов для выбора оптимальной мощности трансформаторов и технико-экономические параметры электроустановок………………………………………………177
Б.2 Силовые трансформаторы…………………………………………181
Б.3 Провода, кабели, шины……………………………………………..186
Б.4 Выключатели…………………………………………………………195
Б.4.1 ВБСК-Р. Выключатели вакуумные……………………………...198
Назначение…………………………………………………………………198
Б.4.2 Габаритно-установочные размеры………………………………200
Б.5 Трансформаторы тока……………………………………………….203
Б.6 Трансформаторы напряжения……………………………………...214
Б.7 Разъединители………………………………………………………...216
Б.8 Ограничители перенапряжения……………………………………225
Приложение В……………………………………………………………..228
В.1 Выключатели…………………………………………………………228
В.1.1 Колонковый выключатель ВГТ-110…………………………….230
Назначение…………………………………………………………………230
В.2 Разъединители………………………………………………………...231
В.3 Трансформаторы напряжения……………………………………..233
В.4 Трансформаторы тока………………………………………………235
В.4.1 Силовой трансформатор………………………………………….238
Список литературы……………………………………………………….239
Список использованных источников…………………………………..241
КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ ПО 2-Й ЧАСТИ КУРСА «ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬЧАСТЬ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ»
1.1 Введение
Самой крупной объединенной энергетической системой (ОЭС) Российской Федерации является ОЭС Сибири. В составе ОЭС Сибири в настоящее время работают десять районных энергетических систем: Алтайская, Бурятская, Иркутская, Кузбасская, Красноярская, Новосибирская, Омская, Томская, Читинская и Хакасская. Энергосистема Алтайского края и Республики Алтай (далее–Алтайская энергосистема) охватывает территорию Алтайского края и Республики Алтай, которая входит в операционную зону Филиала ОАО «СО ЕЭС» ОДУ Сибири (далее–ОЭС Сибири). Для регулирования перетоков активной и реактивной мощностей Алтайская энергосистема связана с другими энергосистемами ОЭС Сибири и ОЭС Казахстана по линиям:
•с Кузбасской энергосистемой (Кузбасское РДУ, одна ВЛ 500 кВ, две ВЛ 220 кВ, одна ВЛ 110 кВ);
•с Новосибирской энергосистемой (Новосибирское РДУ, одна ВЛ 500 кВ, две ВЛ 220 кВ, три ВЛ 110 кВ);
•с Красноярской энергосистемой (Красноярское РДУ, одна ВЛ 500 кВ в габаритах 1150 кВ);
•с ОЭС Казахстана (три ВЛ 500 кВ одна из них в габаритах 1150 кВ, пять ВЛ 110 кВ).
Суммарная установленная мощность электростанций энергосистемы составляет 1584,6 МВт.
Крупные потребители, находящиеся на территории Алтайской энергосистемы, указаны в таблице 1.1.
Таблица 1.1–Крупные потребители мощности на территории Алтайской энергосистемы
| Наименование потребителя | Максимальное потребление активной мощности за год, МВт |
| Более 100 МВт | |
| ОАО «Алтайэнергосбыт» | 998 |
| в т.ч. на территории Республики Алтай | 105 |
| ОАО «Алтайкрайэнерго» | 274,7 |
| ОАО «Барнаульская горэлектросеть» | 286,3 |
| Более 50 МВт | |
| ОАО «Алтай-Кокс» | 64,2 |
| Более 10 МВт | |
| ООО «Заринская горэлектросеть» | 17,2 |
| ЗАО МАРЭМ+ (ОАО ХК «Барнаултрансмаш») | 17,5 |
| ООО "ЭСКК" (Рубцовский филиал ОАО "Алтайвагон") | 26,2 |
Алтайская энергосистема (ОАО «Алтайэнерго») в настоящее время является дефицитной по мощности, минус 603,82 МВт.
| Прогноз производства и потребления электроэнергии Алтайской энергосистемы на 7-летний период (млн. кВт.ч) представлен в таблице 1.2.
Таблица 1.2–Прогноз производства и потребления электроэнергии
| ||||||||
| Электроэнергия | Год | |||||||
| Факт | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | |
| Потребление электроэнергии | 10841,2 | 10885 | 10965 | 11009 | 11038 | 11067 | 11096 | 11153 |
| % по отношению к предыдущему году | -2,3 | 0,4 | 0,7 | 0,4 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,5 |
| Выработка электроэнергии | 6405,5 | 5665 | 5327 | 5170 | 5277 | 5420 | 5474 | 5546 |
| Сальдо | 4435,7 | 5220 | 5638 | 5839 | 5761 | 5647 | 5623 | 5607 |
С целью снижения дефицита мощности энергосистемы планируются вводы, демонтажи, реконструкция (модернизация) генерирующего оборудования на 7-летний период. Все данные сведены в таблицу 1.3.
Таблица 1.3–Вводы, демонтажи, реконструкция генерирующего оборудования на
7-летний период
| Эл/ст | ст. № | Установл. мощность исходная, МВт | Установлен-ная мощность/установленной мощности, МВт | Год | Тип Меропри-ятия | Источник информации |
| Барнаульская ТЭЦ-2 | 9 | 55 | 55/0 | 2014 (де-кабрь) | Модерни-зация | Проект схемы и программы развития ЕЭС России на период 2014-2020 гг, договор о предоставле-нии мощности |
| Кош-Агачская СЭС-1 | - | - | 5/+5 | 2015 | Новое строитель-ство | Проект схемы и программы развития ЕЭС России на период 2014-2020 гг |
| Итого изменение установленной мощности за весь период | 10 (5+5) |
| ||||
Для улучшения эксплуатационных характеристик существующих линий электропередач, узловых и распределительных подстанций, планируются вводы, демонтаж, реконструкция (модернизация) электросетевых объектов на 7-летний период (таблица 1.4).
Таблица 1.4–Вводы, демонтаж, реконструкция(модернизация) электросетевых
объектов
| Электросетевой объект | Параметры объекта, км, МВА, мвар | Год | Тип мероприятия | Источник информации |
| ПС 220 кВ Южная (Замена АТ 120 МВА на 200 МВА) | 200 | 2016 | Комплексная реконструкция | Проект схемы и программы развития ЕЭС на 2014-2020 г. |
| Установка БСК и УШР на ПС 220 кВ Светлая | БСК 2х78, УШР 2х50 | 2014 | Комплексная реконструкция | Проект схемы и программы развития ЕЭС на 2014-2020 г. |
| Строительство второй ВЛ 220 кВ Барнаульская – Бийская | 175 | 2018 | Новое строительство | Проект схемы и программы развития ЕЭС на 2014-2020 г. |
| Двухцепной ВЛ 220 кВ Бийская – Айская | 2х100 | 2018 | Новое строительство | Проект схемы и программы развития ЕЭС на 2014-2020 г. |
| ПС 220 кВ Айская | 2х63 | 2018 | Новое строительство | Проект схемы и программы развития ЕЭС на 2014-2020 г. |
Продолжается ввод новых потребителей электрической энергии, это строительство туристической базы «Бирюзовая Катунь», жилых комплексов в Барнауле, Рубцовске, Бийске, Камне-на-Оби, Белокурихе и Заринске.
Качественная эксплуатация существующих объектов энергосистемы, обслуживание действующих электроустановок потребителей электрической энергии потребует определенного количества новых специалистов, инженеров-электриков способных обеспечить выполнение намеченных планов.
1.2 Общая характеристика оборудования электростанций и подстанций
На современном этапе, в Российской Федерации электрическая энергия вырабатывается различными типами электрических станций трехфазным переменным током частотой 50 Гц. Применение трехфазного тока обусловлено экономичностью электрических сетей и электроустановок, возможностью применения простого и надежного асинхронного электропривода, который составляет 80% всей нагрузки промышленных предприятий.
Одновременно с трёхфазным переменным током применяется и постоянный ток, в зависимости от обеспечения различного рода электротехнологических процессов (цветная металлургия, химическая промышленность, электрифицированный транспорт, электролизные установки).
Электрические установки (ЭУ) и электрические сети (ЭС) подразделяются по уровню напряжения:
•низкого напряжения, до 1000 В;
•среднего напряжения от 3 до 35 кВ;
•высокого напряжения от110 до 750 кВ;
•Сверхвысокого более 1000 кВ.
Номинальным напряжением электроустановок по производству, распределению и потреблению электрической энергии, называется такое напряжение, при котором они предназначены для нормальной работы. В соответствии с ГОСТ 721-77 и ГОСТ2112-81стандартные номинальные напряжения приведены в таблицах 1.5 и 1.6.
Таблица 1.5–Стандартные номинальные напряжения
| Номинальное напряжение | ||
| Вид тока | источников и преобразователей | систем электроснабжения, сетей и приемников |
| Постоянный | 6; 12; 28,5; 48; 62; 115; 230, 460 | 6; 12; 27; 48; 60; 110, 220; 440 |
| Переменный | 6;12;28,5;42; | 6;12;27;40;60; |
| Однофазный Трехфазный | 62; 115; 230 42, 62; 230, 400; 690 | 110; 220 40; 60; 220; 380; 660 |
Таблица 1.6–Номинальные напряжения
| Номинальные междуфазные напряжения | Наибольшее рабочее напряжение электрообору-дования | |||||
| Сети и прием-ники | Генераторы и синхрон-ные компенса-торы | Трансформаторы и автотрансформаторы без РПН | Трансформаторы и автотрансформаторы с РПН | |||
| Первичные обмотки | Вторичные обмотки | Первичные обмотки | Вторичные обмотки | |||
| 6 | 6,3 | 6 или 6,3 | 6,3 или 6,6 | 6 или 6,3 | 6,3 или 6,6 | 7,2 |
| 10 | 10,5 | 10 или 10,5 | 10,5 или 11,0 | 10 или 10,5 | 10,5 или 11,0 | 12,0 |
| 20 | 21,0 | 20 - | - 22,0 | 20 или 21,0 | - 22,0 | 24,0 |
| 35 | - | 35 - | 38,5 - | 35 или 36,75 | - 38,5 | 40,5 |
| 110 | - | - - | 121 - | 110 или 115 | 115 или 121 | 126 |
| 220 | - | - - | 242 - | 220 или 230 | 230 или 242 | 252 |
| 330 | - | 330 - | 347 - | 330 - | 330 - | 363 |
| 500 | - | 500 - | 525 - | 500 - | 500 - | 525 |
| 750 | - | 750 - | 787 - | 750 - | 750 - | 787 |
| 1150 | - | - - | - - | 1150 - | - - | 1200 |
Рабочие напряжения генераторов приняты на 5% выше номинальных напряжений сетей, для компенсации потерь напряжения в этих сетях.
В настоящее время напряжения 3 и 6 кВ не вводится в нормы проектирования электроустановок, но ранее созданные ЭУ этих напряжений продолжают эксплуатироваться.
Для сетей до 1000В применяется четырёх проводная система с заземлённой нейтралью, за исключением внутренних электрических сетей зданий и сооружений. В соответствии с ПУЭ (7е издание 2003 г.) в таких сетях питание однофазных потребителей осуществляется по трёхпроводной системе (фаза, нуль, защитный проводник), а питание трёхфазных потребителей по пятипроводной системе (три фазы, нуль, защитный проводник).
Для ЭУ и ЭС 3-6-10-20-35 кВ применяется трёхпроводная система с изолированной нейтралью.
ЭУ и ЭС напряжением 110 кВ и выше работают с заземлённой нейтралью.
При выборе мощности трансформаторов необходимо руководствоваться шкалой стандартных номинальных мощностей (кВ-А) трансформаторов и автотрансформаторов которые приведены в таблице 1.7.
Таблица 1.7–Стандартные номинальные мощности трансформаторов и автотрансформаторов.
| 10 | 16 | 25 | 40 | 63 |
| 100 | 160 | 250 | 400 | 630 |
| 1000 | 1600 | 2500 | 4000 | 6300 |
| 10 000 | 16 000 | 25 000 | 40 000 | 63 000 |
| 80 000 | 100 000 | 125 000 | 160 000 | 200 000 |
| 250 000 | 370 000 | 400 000 | 500 000 | 630 000 |
| 800 000 | 1 000 000 |
Как следует из приведенной шкалы, отношение (шаг) рядом стоящих номинальных мощностей принято равным 1,6 для трансформаторов и автотрансформаторов мощностью до 63 000 кВ А и 1,3 для более мощных аппаратов. Типы выпускаемых отечественной промышленностью трансформаторов и автотрансформаторов указаны в справочниках.