МРЭК АҚ 110кВ Старый город қосалқы станциясын қайта құрылымдау

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

С. Сейфуллин атындағы ҚАТУ

Жұмахан А. С.

" МРЭК" АҚ 110 кВ " Старый город" қосалқы станциясын қайта құрылымдау

ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА

мамандығы 5В071800 - Электр энергетикасы

Астана 2015

Кіріспе

Электрмен жабдықтау жүйесі деп электр энергиясын өндіру, жеткізу және тарату үшін арналған құрылғылар комплексін айтады.

Өндіріс пен адамдардың тұрмысында электрэнергияны тұтыну мен тарату техникалық процестің маңызды факторы. Өндірістік кәсіпорындардағы электр энергиясының негізгі тұтынушыларына электржетектері, электрқыздырғыш қондырғылары, электрмен жарықтандыру жатады.

Қосалқы станциялар энергожүйенің маңызды бөлігі болып табылады. Қосалқы станциялар электр энергиясын қабылдауға, түрлендіруге және оны әрі қарай таратуға арналған.

Электрмен жабдықтау жүйесінің өндіріс процесіне тигізетін әсері өте көп. Өндірістік процестің - өндіріс кәсіпорындар жұмысының қалыпты режимін қамтамасыз ететін электржетектерінің және өндірісті электрмен жабдықтау жүйесінің көрсеткіштерімен анықталатынын айтқан жеткілікті.

Электр энергия қабылдағыштарының жұмысы оның сапасына тәуелді. Электр энергиясының сапасы, мәселен кернеудің ауытқуы электржетектерінің қозғалу жылдамдығының өзгеруңн тудырады. Осы жағдай өндірістік механизмдердің өнімділігінің төмендеуіне немесе ұлғаюына әкеледі. Кернеудің ауытқуының үлкен шамасы өндіріліп шығарылатын өнімнің жарамсыздығына және өнімнің сапасының төмендеуіне әкеледі, тіпті өндірістің мүлдем тоқтауы мүмкін.

Энергияны беру сенімділігі жоғары болу керек, себебі электрмен жабдықтау жүйесінің апаттық жағдайлары халық шаруашылықты үлкен залалға әкеліп соғады. Сондықтан ол үшін экономикалық шарттарын ескере отырып тұтынушылардың электрмен жабдықтауы сенімді болуы қажет.

Тұтынушыларды электр энергиясымен тұрақты қамтамасыз ету қосалқы станция сенімділігімен байланысты. Сондықтан қосалқы станцияның электрлік қосылу сұлбасы тұтынушыларды электр энергиясымен тұрақты қамтамасыз ететіндей етіп жобалау керек. Қосалқы станцияның қосылу сұлбасы тұтынушыларды қалыпты және апаттан кейінгі режимдерде электр энергиясымен тұрақты қамтамасыз ету, әрі қарай даму мүмкіндігін ескеру, апаттан қорғау шарттарына сай келу, көршілес қосуларды ажыратпай-ақ жөндеу жұмыстарын жүргізуге мүмкіндік жасау керек.

1990 жылы Қазақстанның 104, 7 млрд. кВт ∙ сағат электр энергиясы қажеттілігіне оның өзіндік өнімділігі 87, 4 млрд. кВт ∙ сағатты ғана құрады. Қазақстанның барлық электрберіліс әуе желілерінің ұзындығы 454707 км.

Ұсынылып отырған дипломдық жобада кернеуі 110/35/6 кВ «Жетібай» қосалқы станциясының АТҚ-110 кВ қайта құрылымдауы қарастырылған.

Терминдер мен анықтамалар

Осы дипломдық жобада сәйкесінше анықтамалармен төмендегі терминдер қолданылады:

Электрқондырғы - электрлік энергияны тарату, беру, трансформациялау, өндіру және энергияның басқа түріне түрлендіруге арналған қосымша құрылғылар мен электрберіліс желілерінің, аппараттардың, машиналардың жиынтығы.

Электрлік станция - электрлік энергия өңделетін кәсіпорын.

Электртұтынушы - электрмен тұтынудың жалпы пунктіне электрлі тораптардың көмегімен жалғанған кәсіпорынның, корпустың, цехтың өндірістік қондырғыларының электрқабылдағыштар жиынтығы.

Энергетикалық жүйе - жылулық және электрлі энергияны таратудың, түрлендірудің, өңдеудің жалпы және үздіксіз процесімен біріктірілген, жылулық тораптар мен қабылдағыштардың, қосалқы станциялардың, электрберіліс желілерінің, электрлік станциялардың жиынтығы.

Электрэнергетикалық жүйе - электрэнергия қабылдағыштарынан және электрлі тораптар желісінен, жоғарылататын және төмендететін қосалқы станциялардан, тарату құрылғыларынан, генераторлардан тұратын энергетикалық жүйенің бөлігі.

Электрлі торап - белгілі территорияда жұмыс істейтін, электрберіліс желілерімен жалғанған, тарату құрылғыларынан және қосалқы станциялардан тұратын, электрэнергияны тартау мен беру үшін арналған электрқондырғылардың жиынтығы.

Қысқа тұйықталу - әртүрлі фазаға қатысты ток өткізгіш бөліктер арасындағы қалыпты режиммен қарастырылмаған тұйықталу.

Қалыпсыз режим - электр торабы параметрлерінің рұқсат етілген мәндерінен ауытқуы.

Жерге тұйықталу - қалыпты режиммен қарастырылмаған ток жүретін бөліктердің жерге тұйықталуы.

Токты қорғаныс - әсер етуші шамасы ток болып келетін қорғаныс.

Белгілер мен қысқартулар

Осы дипломдық жобада төмендегі қысқартулар қолданылады:

ЭҚКЕ - электр қондырғыларын құру ережелері;

ЭҚ - электр қабылдағыш;

ҚС - қосалқы станция;

ЭБЖ - электр беріліс желісі;

ЖК - жоғары кернеу жағы;

ТК - төменгі кернеу жағы;

ТП - таратқыш пункт;

ӘЖ - әуе желісі;

ҚТ - қысқа тұйықталу;

РАҚ - резервті автоматты қосуы;

АТҚ - ашық тартау құрылғысы;

КТҚ - комплектті тарату құрылғысы;

АҚҚ - автоматтық қайта қосылу;

МТҚ - максималды токты қорғаныс;

ЖТҚ - жабық тарату құрылғысы;

ЖТҚЕ - элегаз оқшауламалы жинақы тарату құрылғысы;

КАР - кернеу астында реттеу;

ТВИ - төменвольтты импультер;

ӨМТ - өзіндік мұқтаждық трансформаторы;

ЖҚ - жерлендіруші құрылғы;

АКШ - асқын кернеуді шектеуіш;

СВА - секциондық вакуумды ажыратқыш;

ОБҚ - объектімен байланыс құрылғысы;

ТҚС - трансформаторлы қосалқы станция;

ТҚ - таратқыш қондырғы.

1 Қосалқы станциясының электрмен жабдықтайтын объектілерінің сипаттамасы

1. 1 Қысқаша технологиялық және энергетикалық сипаттама

Қайта құрылымдалынатын 110/10 кВ "Старый город" қосалқы станциясы (ҚС) Атырау облысы, Атырау қаласында орналасқан. "Старый город" қосалқы станциясы қоректі екі жағынан алады: "АТЭЦ" АТҚ-сы арқылы алатын болса, ал екінші жағынан "Гурьев-220 " қосалқы станциясы арқылы алады.

"Жетібай" қосалқы станциясының 6 кВ кернеулі шиналары өзіндік керекті қорегі ретінде пайдаланылады.

Кесте1. 1

“Макинск” қосалқы станциясының әуе желілеріне қосылған ҚС-лардың жүктемелері

1. 2 Объектілерді электрмен жабдықтау сұлбалары

"Старый город" қосалқы станциясы таратушы тораптарды қоректендіру көзі болып табылады. Ол электр энергия тұтынушыларынан оптималды ара қашықтықта, яғни таратушы тораптардың жүктемелерінің ортасында орналасқан. Құрамына байланысты таратушы тораптар радиалды, магистральды және аралас болып бөлінеді. Оларда біржақты немесе екі жақты қорек көзі болуы мүмкін. Радиалды сұлбада - қоректендіру көзінің шиналарынан әрбір тарату құрылғысына немесе трансформаторлы қосалқы станциясына сәйкес желілер шығады. Үшінші категориялар үшін олар жалғыз, ал аса маңызды тұтынушылар үшін - бір-бірінен тәуелсіз екі қорек көздері арқылы қосарланып жасалады.

Радиалды сұлбалар - бірсатылы. Егер, бірнеше тарату құрылғысы тізбектей қосылған болса, онда сұлба көпсатылы болады. Радиалды сұлбалардың пайдалануы қарапайым және сенімді.

Қосылу түйіндердің санын азайту және капиталды шығындарды төмендету үшін магистральды сұлбалар қолданады. Мұнда тарату пункті мен трансформаторлы қосалқы станциясы бірінен соң бірі бір немесе екі параллель желіге қосылады. Бір жақты қорек көзі бар магистральды сұлбалар тек үшінші категориялы тұтынушылар үшін қолданылады. Магистральды сұлбалардың сенімділігі және пайдалану қолайлығы радиалды сұлбалардан төмен. Электрмен жабдықтау сенімділігін жоғарылату үшін екі жақты қорек көзі бар магистральды сұлбаларды қолданады. Қалыпты режим кезінде магистральды тарату құрылғыларының немесе қорек көздерінің біреуінде орнатылған секциялық коммутациялық аппаратты ажыратылған жағдайда ұстау керек.

Екі магистральды сұлбалардың сенімділігі жоғары. Оларды екі трансформаторлы қосалқы станцияларын немесе екі шиналы секциясы бар тарату құрылғыларын қоректендіру үшін пайдаланады. Бұл сұлбада трансформаторлар мен шина секциялары жұмысты бір-бірінен бөлек істейді. Магистральдің біреуі зақымдалған кезде тұтынушылардың жартысын ғана, оларды екінші магистральге қосуға қажет уақытқа ғана қорек көзінен ажыратылады. Егер магистральдер әрбіреуі жеке қорек көзіне қосылса, онда бұл сұлбаның сенімділігі өте жоғары болады. Бұл сұлбаларды бірінші категориялы тұтынушыларды қоректендіру үшін қолданады.

Кернеуі 110 кВ және одан жоғары тораптар трансформаторлардың нейтралінің жерге қосылу режиміне тәуелді нейтралі жерге қосылған және доға сөндіргіш реакторлар арқылы нейтральдары оқшауланған болады.

"Старый город" қосалқы станциясында магистральды сұлбасын пайдаланамыз. "Старый город" қосалқы станциясынан шығатын бір желі бір трансформаторлар қосалқы станциясын қоректендіреді де, келесісіне кетеді де бірнеше трансформаторлы қосалқы станцияларын қамтамасыз етеді.

1. 3 Ауданның табиғи - климаттық жағдайы

Атырау қаласында климаты қатты континенталды, жазда құрғақ, ыстық, ал қыста ылғал қармен сипатталатын салқындық. Жазы жауын-шашынсыз, құрғақ, ыстық ұзаққа созылады. Қыс мезгілінде қар аз жауып суық болады.

Қаңтар айындағы орташа температура -6 $℃$ -ден бастап -12 $℃$ -ге дейін, ал шілде айындағы орташа температура +24 $℃$ -ден бастап +26 $℃$ -ге дейін. Ең төменгі температура -38 $℃$ , ең жоғарғы температура +45 $℃$ . Жауын-шашын болар-болмас деңгейде жылына орташа 150 мм, 200 мм шамасында болады. Жел бағыты қаңтар айында оңтүстік-шығыс бағытта болса, алмаусым айында батыс бағытта болады.

2 "Старый город" қосалқы станциясының қайта құрылымдауын негіздеу

1966 жылы орнатылған трансформаторлы қосалқы станциясы 50 жылға жуық уақыт бойына қызмет көрсету мерзімінен асып кетті. Барлық құрылымдар қоршаған ортаның әсеріне байланысты пайдалану процесінде тексерілді. Осы әсерлерге бетон мен металлдың тотығуы, қозғалмалы қосылымдардағы элементтердің фрикционды ұсталымы жатады. Сондықтан, ұзақ мерзімді пайдалану үрдісінде болған құралымдардың сенімділігі төмендеді. Мұндай қондырғылардың осындай жағдайы тұрғылықты пунктілерді электрмен жабдықтауға ғана емес, сонымен бірге қызмет көрсетуші персоналдың өміріне қауіп тудырады.

Қосалқы станциясын әрі қарай апатсыз қолдану үшін жөндеу жұмыстары көлемі туралы немесе оларды қайта құрылымдау туралы сапалы және есептеулерге негізделген шешім қабылдау керек.

АТҚ - 110 кВ май толтырылған ажыратқыштармен орындалғандықтан, олар қазіргі заманғы ережеге сай болмағандықтан қайта құралымдауды қажет етеді. АТҚ - 110 кВ элегазды бакты ажыратқыштарын орнатамыз.

3. "Жетібай" ҚС жүктемелерінің графиктерін құрастыру

Жеке тұтынушылардың электр жүктемесі, сәйкесінше, қосалқы станциясының жұмыс режимін анықтайтын олардың жалпы жүктемесі үздіксіз өзгеріп отырады. Осы фактілерді жүктемелер графигімен, яғни электрқондырғының қуатының уақыт бойына өзгеру диаграммасымен көрсету қабылданған.

Жүктемелер графигін электр қондырғыларының жұмысын талдау үшін, электрмен тұттыну жорамалын құру үшін, электр қондырғыларының жөндеу жұмыстарын жоспарлау үшін, сондай-ақ пайдалану процесінде жұмыстың қалыпты режиміне енгізу үшін қолданады.

Жүктеменің фактылы, нақты графигі сәйкес параметрдің уақыт бойына өзгеруін тіркейтін тіркеуіш приборлар, құрылғылар көмегімен тұрғызылады.

кестедегі берілгендерді қолдана отырып қысқы және жаз мезгіліндегі тәуліктік графиктерін тұрғызамыз.

Актив жүктеме графигімен шектелген аудан - шама жағынан қарастырылып отырған мерзімде электр қондырғымен өндірілетін немесе тұтынылатын энергияға тең [ 5 ] :

$W_{T} = \sum_{}^{}{P_{i} \bullet T_{i\ }, }$ МВт∙сағ,

мұндағы, $P_{i}$ - графиктің і-ші сатысындағы қуат, МВт;

$T_{i\ }$ - сатының ұзақтығы, сағ.

Қондырғының қарастырылып отырған периодтағы ( тәулік, жыл ) орта жүктемесі мынаған тең:

$Р_{орт} = \ \frac{W_{T}}{T}$ , МВт,

мұндағы, Т - қарастырылатын период ұзақтығы, сағ. ;

$W_{T}$ - қарастырылып отырған периодтағы электр энергиясы, МВт∙сағ.

Қондырғының жұмыс графигінің тегіс еместік дәрежесін толтыру коэффициентімен бағалайды.

$$К_{тол} = \ \frac{W_{T}}{P_{\max}\ T} = \ \frac{P_{орт}}{P_{\max}}. \ \ \ \ \ \ \ \ \ \$$

Жүктеме графигінің толтыру коэффициенті - қарастырылып отырған период ішінде тұтынылған электр энергиясының қондырғы жүктемесінің барлық уақытта максимал болғанда дәл осы мерзімде тұтынылатын электр энергиясы мөлшерінен неше есеге аз екенін көрсетеді.

Жүктеме графигін сипаттау үшін максимал жүктемені пайдаланудың шартты ұзақтығымен қолдануға болады [ 1, 5 ] .

$$T_{\max} = \ \frac{W_{T}}{P_{\max}} = \ \frac{P_{opm}T}{P_{\max}} = \ K_{тол}Т\,$$

Бұл шама - электр қондырғының қарастырылып отырған периодта өзгеріссіз максималды жүктемемен неше сағат жұмыс істеу керектігін көрсетеді.

Тәжірибе жүзінде орнатылған қуатты пайдалану коэффициентін де қолданады:

$$К_{пайд\ } = \ \frac{W_{T}}{T \bullet P_{\max}}$$

Тұтынушылардың жүктемелерінің жалпы графигі электр энергиясын тарату кезіндегі желілер мен трансформаторлардағы қуат шығынын ескеру арқылы тұрғызылады.

Олар: тұрақты шығындар, өзіндік қызмет көрсетуге кететін шығындар, айнымалы шығындар [ 3, 5 ] :

$\text{∆}\text{P}_{\text{max айн}}\text{=0, 1}\frac{P_{(t) }^{2}}{\sum_{}^{}P_{\max}}\text{=0, 1}\frac{{5, 09}^{2}}{9, 8} = 2, 8\ МВт$

$\mathrm{\Delta}P_{тур} = 0, 01\sum_{}^{}{P_{\max} = 0, 01 \bullet 9, 8 = 0, 098\ МВт}$

$\mathrm{\Delta}P_{ок} = 0, 05 \bullet 9, 8 = 0, 049\ МВт$

$W = \sum_{}^{}{P_{i} \bullet t_{i} = 56615, 45\ \ МВт \bullet сағ}$

$P_{орт} = \frac{\sum_{}^{}{P_{i} \bullet t_{i}}}{T} = \frac{56615, 45}{8760} = 6, 46$

${\ P}_{\max} = 9, 8\ МВт$

$К_{тол} = \frac{W}{P_{\max} \bullet T} = \frac{56615, 45\ }{9, 8 \bullet 8760} = 0, 66$

$T_{\max} = К_{тол} \bullet T = 0, 66 \bullet 8760 = 5781, 6\ сағат$

немесе жүктеменің максималды сағат саны:

$T_{\max} = \frac{W}{P_{\max}} = \frac{56615, 45\ \ }{9, 8} = 6, 46$

$\sum_{}^{}P_{\max} = 9, 8\ МВт$

$tg\varphi = \frac{\sum_{}^{}Q}{\sum_{}^{}P_{\max}} = \frac{6, 693}{9, 8} = 0, 688$

$S_{жүк\ \max} = P_{\max} \bullet \sqrt{1 + {0, 688}^{2}} = 13, 35\ МВА$

«Старый город» қосалқы станциясының жылдың екі мезгілі үшін есептелген тұтыну жүктемелері 4. 1, 4. 2, 4. 3, кестелерінде келтірілген, ал сәйкесінше тәуліктік графиктер мен жылдық ұзақтық графигі жобаның сызба бөлігінің 2-парағына және А қосымшасының А. 1, А. 2, А. 3 суретте шығарылған.

Кесте 4. 1

Қыс мезгіліндегі жүктемелер шамалары

Кесте 4. 2

Жаз мезгіліндегі жүктемелер шамалары

3. 1 Жүктемелер ұзақтығы бойынша жылдық график

Бұл график әр түрлі жүктемелермен бір жыл аралығында қондырғы жұмысының ұзақтығын көрсетеді. Ордината осі бойынша сәйкес масштабта жүктемені, ал абцисса осі бойынша - 0-ден 8760 дейін жыл сағаттарын тұрғызады. Жүктемелерді графикте олардың $Р_{\max}$ -нан $Р_{\min}$ дейін кему ретімен орналатырылады.

Қыс пен жаз маусымдық жыл уақыттарының ұзақтығы сәйкесінше 200 және 165 күнді құрайды деп қабылданған.

Жүктемелер ұзақтығы бойынша графигі қондырғының техника-экономикалық көрсеткіштерін, электр энергия шығындарын есептегенде, бір жыл аралығындағы жабдықтардың пайдлануын бағалағанда және т. б. қолданады.

Ұзақтығы бойынша жылдық график жиынтық жүктеме графиктерінің проекциясы болып келеді.

Кесте 4. 3

Жылдық ұзақтық графигін тұрғызуға арналған мәндер

4. Қондырғының техника-экономикалық көрсеткіштері

Aктивті жүктеме грaфигі қиcығымен шeктeлгeн, aудaн қарастырылып жылда тұтынушыларға қосалқы станция шиналарынан жіберілген энергияға тең.

$$W_{п} = \sum_{i = 1}^{n}{P_{i} \bullet T_{i}}$$

мұндағы $P_{i}$ -графиктің i-cатысындағы қуаты, $T_{i}$ -сатының ұзақтығы.

Қыс мезгілі үшін:

$W_{п}$ =171, 43 $\bullet$ 200=34286 МВт $\bullet$ сағат;

Жаз мезгілі үшін:

$W_{п}$ =135, 33 $\bullet$ 165=22329, 45 МВт $\bullet$ сағат;

Толық қуаты:

$W_{т}$ =56615, 45 МВт $\bullet$ сағат;

Қарастырылып отқан период үшін қондырғының орташа жүктемесі тең:

$Р_{орт} = \frac{W_{т}}{Т}$

Мұндағы: Т - қарастырылатын мерзімнің ұзақтығы, $\ W_{т}$ - қарастырылатын мерзім электр энергиясы

$Р_{орт} = \frac{W_{т}}{Т} = \frac{56615, 45}{8760} = 6, 46\ МВт$

Қондырғының жұмыс істеу графигінің біркелкі еместігін толтыру коэффициентімен бағаланады:

... жалғасы

Павлодар қаласының электр желісінің картасхемасы

Қарастырылатын аудан сипаттамасы

Электрлік станция мен қосалқы станция жайлы жалпы сипаттама

Электр энергия шығындары

Мойнақ су электр санциясының басты сұлбасы өңдеу

Электір жүктемелерін есептеу

110 10 10 кВ 2х63 МВА қосалқы стансаның релелік қорғанысы және фазабұрылысы бар трансформатор

Ауданның және электрмен жабдықтау жүйесінің қысқаша сипаттамасы

Қосалқы станцияларда орнатылған күштік трансформаторлардың сипаттамалары

400 МВт қуатты жылу электр станциясын жобалау

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс