Задачи, решаемые при реконструкции главной схемы трансформаторной подстанции

 

В последние несколько лет в нашей стране возрос спрос на электроэнергию, который обусловлен развитием промышленности, расширением жилищно-коммунальной инфраструктуры и др. Для удовлетворения спроса на электроэнергию необходимо либо строительство новых трансформаторных подстанций, либо реконструкция существующих. Строительство новых трансформаторных подстанций требует более серьезных капитальных вложений, чем реконструкция существующих трансформаторных подстанций. Существует и другая причина, требующая осуществления реконструкции многих трансформаторных подстанций – это моральное и физическое устаревание, а в ряде случаев и катастрофический износ оборудования подстанций. Эксплуатация устаревшего оборудования повышает вероятность возникновения аварийных ситуаций на подстанции и, как следствие, нарушение снабжения электроэнергией ее потребителей. Устаревшее оборудование требует серьезных затрат на поддержание его в рабочем состоянии, и, кроме того, при эксплуатации устаревшего оборудования снижается коэффициент полезного действия подстанции. Поэтому реконструкция существующих трансформаторных подстанций, направленная: 1) на гарантированное снабжение электроэнергией потребителей; 2) на создание дополнительных возможностей для технологического подключения к шинам подстанции новых потребителей электрической энергии; 3) на снижение затрат на эксплуатацию оборудования; 4) на обеспечение требований и норм охраны окружающей среды и экологической безопасности и др., является в настоящее время одной из первостепенных задач для снабжающих и потребляющих электрическую энергию организаций.

При реконструкции главной схемы трансформаторной подстанции обычно решаются следующие основные задачи:

· выбор (проверка) числа и номинальной мощности трансформаторов, установленных на подстанции [см. Васильев А.А. и др. Электрическая часть станций и подстанций. М., Энергоатомиздат, 1990];

· выбор (проверка) главной схемы электрических соединений подстанции [см. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения. М., ФОРУМ-ИНФРА-М, 2006];

· расчет токов КЗ в характерных точках главной схемы электрических соединений подстанции [см. Ковалев В.В. Электромагнитные переходные процессы ЭЭС. Псков, ПсковГУ, 2013];

· выбор и проверка оборудования главной схемы электрических соединений подстанции на соответствие токам КЗ [см. Рожкова Л.Д. и др. Электрооборудование электрических станций и подстанций. М., Академия, 2007];

· выбор и проверка измерительных трансформаторов тока и напряжения [см. Рожкова Л.Д. и др. Электрооборудование электрических станций и подстанций. М., Академия, 2007];

· оценка надежности главной схемы подстанции до и после реконструкции [см. Ковалев В.В. Основы надежности систем электроснабжения. Псков, ПсковГУ].

 

 

Глава 2. Выбор (проверка) числа и номинальной мощности

Трансформаторов

 

2.1. Выбор (проверка) числа трансформаторов, установленных

На подстанции

 

Все потребители электрической энергии по надежности электроснабжения делятся на три категории:

1) к I категории относятся потребители, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. К особой группе внутри потребителей I категории относятся потребители, бесперебойная работа которых необходима для штатной остановки производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

2) во II категорию входят потребители, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям машин и персонала, нарушению нормальной жизнедеятельности населения.

3) к III категории относят все остальные потребители, не подходящие под определения I и II категорий.

Потребители I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы потребителей I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

Потребители II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для потребителей II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток допускается питание потребителей II категории от одного трансформатора.

Для потребителей III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Обычно на подстанции устанавливают один или два трансформатора. Количество трансформаторов на подстанции определяется категориями надежности потребителей подстанции. Из экономических соображений понизительные подстанции выполняются с числом трансформаторов . Однотрансформаторные подстанции применяют: 1) для питания потребителей III категории надежности, если перерыв электроснабжения не превышает 1 суток, и 2) для питания потребителей любых категорий надежности через замкнутые сети, подключенные к двум или более подстанциям. Два трансформатора устанавливают на подстанциях, питающих потребители I или II категории и не имеющих на вторичном напряжении связи с другими подстанциями. Чтобы оба трансформатора могли надежно резервировать друг друга, их запитывают от независимых источников по не зависящим друг от друга линиям. Ввиду того, что взаимное резервирование трансформаторов должно быть равнозначным, на подстанциях устанавливают трансформаторы одинаковой мощности.

Таким образом:

1) при наличии в составе потребителей подстанции потребителей I, II и III категории надежности на подстанции, как правило, устанавливают два трансформатора одинаковой мощности;

2) при наличии в составе потребителей подстанции потребителей только II и III категории надежности – один трансформатор при условии резервирования питания на стороне НН от соседней подстанции;

3) при наличии в составе потребителей подстанции потребителей только II и III категории надежности и отсутствии резервирования на стороне НН от соседней подстанции – два трансформатора одинаковой мощности.

 

2.2. Выбор (проверка) номинальной мощности трансформаторов

 

Силовые трансформаторы без ущерба для нормального срока службы способны работать в течение части суток с нагрузкой, превышающей их номинальную нагрузку, если в другую часть суток их нагрузка равна или меньше номинальной. Если при выборе и в процессе эксплуатации трансформаторов руководствоваться только их номинальной мощностью, они будут недоиспользованы. Основным фактором, определяющим требуемую номинальную мощность трансформатора на однотрансформаторной подстанции, является максимально допустимая для него систематическая нагрузка при его работе в нормальном режиме; для трансформаторов на двухтрансформаторной подстанции – максимально допустимая систематическая нагрузка и аварийная перегрузка при работе подстанции в нормальном и аварийном режимах. По ГОСТ 14209-97 требуемая номинальная мощность определяется исходя из допустимого дополнительного износа (теплового старения) изоляции трансформатора за время его перегрузки с учетом температуры окружающей среды, системы охлаждения трансформатора и формы суточного графика нагрузки.

Выбор (проверка) номинальной мощности трансформаторов обычно выполняется в два этапа: на первом этапе выбирают номинальную мощность трансформаторов по расчетной мощности подстанции с учетом работы трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; на втором этапе номинальную мощность трансформаторов проверяют на допустимую систематическую нагрузку и аварийную перегрузку по известному суточному графику нагрузки с учетом тех же режимов работы трансформаторов подстанции.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: