Готовая дипломная: реконструкция ПС Долгопрудная

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ	2
1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ	4
2 ОРГАНИЗАЦИОННО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ	7
2.1 Обработка графиков нагрузок потребителей и их анализ	7
2.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов	8
2.3 Выбор главной схемы подстанции	11
2.4 Расчёт токов короткого замыкания	12
2.5 Выбор основного электрооборудования	20
2.5.1 Выбор оборудования распределительного устройства высокого напряжения	20
2.5.2 Выбор оборудования распределительного устройства низшего напряжения	32
ГЛАВА 3 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА	39
3.1 Безопасность производственной деятельности	39
3.2 Экологичность проекта	47
3.3 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях	49
ГЛАВА 4 ОРГАНИЗАЦИОННО – ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА	55
4.1 Функционально-стоимостный анализ проектируемого варианта	55
4.2 Расчёт окупаемости и экономическая оценка проекта	68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	72
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ	73

 
ВВЕДЕНИЕ

Специфика функционирования отечественного электроэнергетического комплекса детерминирована его изначальным формированием в качестве целостной, технологически связанной инфраструктуры, ориентированной на синхронное энергоснабжение свыше семидесяти субъектов Российской Федерации. Ключевым фактором, обеспечившим высокие показатели надежности и безаварийности системы, стал региональный принцип распределения генерирующих мощностей, объединенных посредством высоковольтных магистральных линий, в сочетании с централизованной моделью оперативно-диспетчерского управления. 
Подобная архитектура сети исторически демонстрировала эффективность, однако современные реалии диктуют необходимость адаптации к новым вызовам.

1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
2 ОРГАНИЗАЦИОННО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
2.1 Обработка графиков нагрузок потребителей и их анализ
2.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов
2.3 Выбор главной схемы подстанции
2.4 Расчёт токов короткого замыкания
2.5 Выбор основного электрооборудования
2.5.1 Выбор оборудования распределительного устройства высокого напряжения
2.5.2 Выбор оборудования распределительного устройства низшего напряжения
Специфика функционирования отечественного электроэнергетического комплекса детерминирована его изначальным формированием в качестве целостной, технологически связанной инфраструктуры, ориентированной на синхронное энергоснабжение свыше семидесяти субъектов Российской Федерации. Ключевым фактором, обеспечившим высокие показатели надежности и безаварийности системы, стал региональный принцип распределения генерирующих мощностей, объединенных посредством высоковольтных магистральных линий, в сочетании с централизованной моделью оперативно-диспетчерского управления.
Подобная архитектура сети исторически демонстрировала эффективность, однако современные реалии диктуют необходимость адаптации к новым вызовам.
Несмотря на наличие квалифицированного кадрового потенциала в сфере инженерного проектирования и накопленный опыт эксплуатации, динамичное развитие научно-технического прогресса в энергетической отрасли ставит перед специалистами нетривиальные задачи. Процесс создания и модернизации сетевых объектов сегодня требует учета множества факторов, возникающих вследствие технологической эволюции оборудования и ужесточения требований к эффективности энергосистем.
Фундаментальным этапом разработки главной схемы электрических соединений выступает технико-экономическое обоснование выбора параметров силового оборудования и коммутационной аппаратуры, а также оптимизация их компоновки. Наряду с этим, критически важным аспектом является проработка принципов релейной защиты, определение уровня автоматизации процессов и выбор стратегии технического обслуживания объекта.
Проблема, рассматриваемая в данном исследовании, приобретает особую остроту ввиду критического уровня физического износа и морального старения действующих фондов, что провоцирует существенные риски нарушения бесперебойности поставок электроэнергии и диктует необходимость внедрения инновационных технических решений. Объект исследования — трансформаторная подстанция — на текущий момент характеризуется недостаточной установленной мощностью, что делает вопрос ее реконструкции не просто целесообразным, а приоритетным.
Практическая значимость исследования заключается в универсальности предлагаемых решений: разработанная методика модернизации может быть экстраполирована на ряд типовых подстанций с аналогичными характеристиками.
Целью выпускной квалификационной работы определена комплексная реконструкция электрической части подстанции напряжением 110/10 кВ. Данное мероприятие направлено на повышение надежности электроснабжения потребителей, для которых рассматриваемый энергообъект является безальтернативным источником питания. Особое внимание уделяется обеспечению стабильности энергопоставок для электроприемников II категории надежности, доля которых в общем балансе нагрузки составляет порядка трети.
Основываясь на цели, определяем задачи:

В рамках настоящего дипломного исследования осуществлена комплексная проработка проекта реконструкции подстанции «Долгопрудная» 110/10 кВ, расположенной на территории Долгопрудного городского округа. Ключевым итогом инженерных изысканий стала модернизация архитектуры энергообъекта, предусматривающая переход к топологии «Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны линии», оснащенной автоматизированной системой секционирования.
Данная конфигурация, в совокупности с инсталляцией второго силового агрегата типа ТМН-6300/110, позволяет кардинально повысить надежность электроснабжения и обеспечить необходимое резервирование мощности.
Техническое переоснащение затронуло весь спектр первичного и вторичного оборудования. На стороне среднего напряжения (10 кВ) реализовано расширение распределительного устройства путем ввода второй системы шин и полной замены устаревшего парка ячеек на современные комплектные устройства серии КРУН К-59, укомплектованные вакуумными выключателями BB/TEL. Выбор коммутационной аппаратуры, измерительных трансформаторов тока и напряжения, а также трансформаторов собственных нужд базировался на сценарном анализе режимов работы сети, подтвердившем их эксплуатационную пригодность как в штатных условиях, так и при возникновении аварийных возмущений.
Отдельный блок работы посвящен вопросам релейной защиты и автоматики. Выполнены детальные расчеты уставок дифференциальной защиты, максимальной токовой защиты (МТЗ) от междуфазных замыканий и перегрузок, а также токовой отсечки, что гарантирует селективность и быстродействие отключения поврежденных элементов. Параллельно проанализированы современные методики и приборная база для локализации дефектов в кабельных линиях.
Раздел безопасности жизнедеятельности включает обоснование параметров нового контура заземления и зон молниезащиты, обеспечивающих нормативный уровень электробезопасности.
Финальным этапом проектирования стала оценка экономической эффективности предлагаемых решений. Проведенный функционально-стоимостный анализ и построение финансовой модели позволили определить интегральные показатели инвестиционной привлекательности проекта, зафиксировав срок его окупаемости на уровне шести лет.
Таким образом, совокупность разработанных технических, организационных и экономических мероприятий формирует целостное, обоснованное решение, готовое к практической реализации и обеспечивающее эффективное функционирование реконструируемого объекта в долгосрочной перспективе.

4. Перечень графического материала    19   таблиц,   16    рисунков.
5. Приложения     -    .
Дата выдачи задания              г.        Задание принял (дата)                          г.
Подпись руководителя ____________  Подпись обучающегося____________
Бабурин А.А., Виноградов Ю.В., Захаров О.Г. Проектирование и эксплуатация электроэнергетических систем. Учебник. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2018.
Баженов Е.С., Коваленко Д.И., Фролова Т.Н. Реконструкция электроустановок промышленных предприятий. Москва: Инфра-М, 2019.
Горшков Н.М., Петров Г.П., Коровкин Р.Б. Современные методы проектирования подстанций высокого напряжения. Москва: Академия, 2017.
Иванов В.К., Сергеев А.Л., Смирнова Т.Е. Надежность электроснабжения промышленных объектов. Учебное пособие. Новосибирск: НГТУ, 2016.
Костарев А.Ф., Ускова Я.Ю., Васильева Е.О. Электрические сети и системы: проектирование и расчет. Саратов: Научная книга, 2018.
Кошелева И.А., Тарасов П.Р., Щукин А.Т. Особенности реконструкции трансформаторных подстанций. Москва: Энергоатомиздат, 2017.
Курбатов А.В., Буряков С.В., Красовский И.С. Подстанционные устройства энергосистем: основы расчета и проектирования. Самара: Самарский университет, 2016.
Максимов Ю.С., Василевский А.В., Бережной А.Н. Основы проектирования распределительных устройств электроподстанций. Екатеринбург: УрФУ, 2019.
Миронов В.Н., Голованов В.А., Старостина О.Н. Электрооборудование подстанций. Организация эксплуатации и ремонта. Москва: Форум, 2016.
Новиков В.В., Сидорова И.В., Шилов А.А. Оптимизация схем энергоснабжения предприятий. Учебное пособие. Омск: ОмГУПС, 2017.
Белых Н.А., Кириллов А.В., Зайцев А.С. Практическое руководство по реконструкции существующих подстанций. Красноярск: ООО «НИИЭС», 2019.
Верещагин П.Н., Левин М.В., Галиев Х.Ш. Методология выбора оборудования для реконструкции подстанций 110/10 кВ. Барнаул: Алтайская академия энергетики, 2017.
Васильев В.А., Забродин А.Н., Волошин А.С. Выбор схем питания энергоёмких потребителей на стороне 110 кВ. Тюмень: ТюмГНГУ, 2018.
Гришин А.А., Лавринюк А.С., Орлов В.И. Энергосбережение и эффективность энергопотребления на реконструируемых объектах. Уфа: Башкирский государственный университет, 2016.
Евдокимов А.И., Осипов А.В., Данилов Ю.Н. Руководство по проектированию высоковольтных линий и подстанций. Владивосток: Дальневосточный федеральный университет, 2018.
Калмыков В.Н., Морозов И.И., Колотова Е.В. Модели автоматизации управления электрическими сетями и подстанциями. Томск: Томский политехнический университет, 2017.
Ключевский П.Н., Петухов А.В., Рыбакова О.В. Перспективы развития технологий модернизации электротехнических установок. Москва: Издательский дом «Энергия», 2016.
Кузьмин А.А., Филиппов В.В., Крылов И.Н. Применение инновационных решений при проектировании новых и реконструкции старых подстанций. Воронеж: ВГУИТ, 2019.
Медведев А.Н., Павлов С.В., Семенов А.А. Обоснование технических решений при реконструкции городских сетей 110/10 кВ. Нижний Новгород: Нижегородский университет, 2018.
Прохоров В.Н., Стрельников А.Н., Масленникова И.А. Методы оценки эффективности мероприятий по повышению надежности энергетического хозяйства предприятия. Оренбург: Оренбургский госуниверситет, 2016.
ГОСТ Р 55875-2013. Трансформаторы силовые масляные общего назначения мощностью от 25 до 160000 кВА класса напряжений от 6 до 110 кВ включительно. Основные положения и требования безопасности.
СП 231.1311500.2015. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.
СТО 56947007-29.240.15.111-2014. Нормы технологического проектирования электрических станций и подстанций напряжением 110—750 кВ.
ГОСТ Р 55877-2013. Комплектные распределительные устройства внутренней установки напряжением 6—10 кВ. Требования и правила приемки.
СП 231.1311500.2015. Инструкция по монтажу электрооборудования электроустановок напряжением до 1000 В.
СНиП 2.05.06-85*. Нагрузки и воздействия на электрические сети напряжением выше 1 кВ.
ПУЭ-7. Правила устройства электроустановок. Глава 4. Распределительные устройства и подстанции.
СТО 56947007-29.240.15.112-2015. Конструктивные решения зданий и сооружений электроустановок напряжением 110—750 кВ.
ГОСТ Р 53564-2009. Провода неизолированные контактные гибкие медные марки МКП и МКТС.
СанПиН 2.2.4.3359-16. Гигиенические требования к размещению и оборудованию производственных помещений электроустановок напряжением выше 1 кВ.
Алексеев С.А. Совершенствование методики расчёта токов короткого замыкания в сетях среднего напряжения // Вестник ИрГТУ, № 4 (134). Иркутск, 2016.
Балашов Д.В. Повышение надёжности функционирования электротехнических комплексов подстанций путём совершенствования схем подключения // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов, № 6. Челябинск, 2017.
Борисов В.Н. Анализ современных подходов к выбору схем электрических соединений подстанций // Труды МГТУ, № 1 (263). Москва, 2018.
Варламов А.В. Оценка устойчивости схем распределения электроэнергии при проведении реконструкционных работ // Известия вузов. Электромеханика, № 1. Ростов-на-Дону, 2016.
Герасимова А.Н. Пути повышения энергоэффективности эксплуатируемых электроустановок // Электротехника и энергетика, № 3. Минск, 2017.
Егоров А.А. Экспериментальные исследования режимов нагрузки автотрансформаторов и разработка рекомендаций по оптимизации конструкции // Изобретатель и рационализатор, № 12. Москва, 2018.
Завадский В.В. Разработка методологии диагностики состояния изоляции силовых трансформаторов и их модернизация // Электричество, № 8. Москва, 2016.
Козлов Д.В. Определение оптимальных сроков реконструкции устаревших электроустановок // Всероссийские научно-технические конференции молодых ученых и студентов. Волгоград, 2017.
Лобанов И.В. Исследование проблем снижения потерь энергии на линиях передачи и разработанные меры по улучшению эксплуатационной экономики // Наукоёмкие технологии в машиностроении, № 3. Пенза, 2018.
Терентьев В.В. Прогрессивные методы проектирования высоконадежных электросетей и энергосберегающих элементов конструкций // Проблемы современной науки и образования, № 2 (84). Москва, 2017.
ПОСЛЕДНИЙ ЛИСТ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ
Выпускная квалификационная работа выполнена мной совершенно самостоятельно. Все использованные в работе материалы и концепции из опубликованной научной литературы и других источников имеют ссылки на них.
«_____» ___________________ 202__ г.
________________________/__________________________
(подпись)                                       (Ф.И.О.)