реконструкция КТП 1500 кВА с заменой силовых трансформаторов 6/0.4-2x1500 кВА ЕНПЗ. Глава вторая: РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА МОДЕРНИЗАЦИИ ТП

2 РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА МОДЕРНИЗАЦИИ ТП
2.1 Реконструкция схемы электрических соединений ТП-6/0,4 кВ
Назначение реконструкции схемы электрических соединений трансформаторной подстанции - это обновление и оптимизация распределения электроэнергии, улучшение надежности работы электросетей, снижение потерь энергии и обеспечение безопасности эксплуатации оборудования. Если у вас есть конкретные вопросы или проблемы, с которыми вы столкнулись в процессе реконструкции,
Этапы реконструкции схемы электрических соединений трансформаторной подстанции обычно включают:
1. Предварительный анализ. Оценка текущего состояния подстанции, выявление проблемных зон и составление плана действий.
2. Проектирование. Разработка новой схемы электрических соединений с учетом современных технологий и нормативов.
3. Приобретение оборудования. Закупка необходимого оборудования для реализации новой схемы.
4. Строительство и монтаж. Установка нового оборудования, проведение монтажных работ и соединение всех элементов схемы.
5. Наладка и тестирование. Проверка правильности подключения, настройка оборудования и проведение тестовых испытаний.
6. Ввод в эксплуатацию. Запуск обновленной схемы электрических соединений и начало ее полноценной работы.
7. Обучение персонала. Обучение сотрудников по работе с новой схемой и оборудованием.
8. Плановое техническое обслуживание. Проведение регулярного обслуживания и контроль за исправностью обновленной системы.
Каждый этап имеет свою важность и необходимость для успешной реконструкции схемы электрических соединений трансформаторной подстанции.
Рассмотрим этап, близкий к теме настоящей выпускной квалификационной работе: проектирование.
При проектировании реконструкции схемы электрических соединений трансформаторной подстанции обычно выполняют следующие этапы:
1. Анализ существующей схемы: изучение текущей схемы электрических соединений для определения ее недостатков и потенциальных улучшений.
2. Определение целей и требований: уточнение целей реконструкции, учет основных технических и безопасностных требований.
3. Разработка новой схемы: создание схемы электрических соединений, учитывающей все выявленные проблемы и требования.
4. Выбор оборудования: определение необходимого оборудования (трансформаторы, выключатели, защитные устройства и т. д.) для реализации новой схемы.
5. Расчет параметров: расчет электрических параметров новой схемы (напряжения, токи, мощности) для обеспечения надежной работы.
6. Составление спецификаций: подготовка спецификаций и технических заданий на приобретение необходимого оборудования.
7. Планирование монтажа: планирование последовательности и методов монтажа новых элементов схемы.
8. Согласование с уполномоченными организациями: получение необходимых разрешений и согласований с контролирующими органами.
Проектирование играет ключевую роль в успешной реконструкции схемы электрических соединений трансформаторной подстанции, так как от качества разработанной схемы зависит эффективность и безопасность работы подстанции.
В настоящей работе будут выполняться первые пять этапов проектирования.
Обзор состояния проблемы и обоснование необходимости проведения реконструкции были рассмотрены в первой главе.
Цель проводимой реконструкции трансформаторной подстанции 6/0,4 кВ является замена силовых трансформаторов на аналогичные новые, так как существующие трансформаторы находятся в изношенном состоянии, что может привести к их выходу из строя и остановке производства нефтепродуктов на объекте. Шкафы линейных блоков, потребителей разрабатываемой подстанции, сохраняются в неизменном виде и соединяются с вновь устанавливаемыми трансформаторами посредством двух магистральных шинопроводов через распределительные устройства низкого напряжения.
На рисунке 2.1 приведен генеральный план планируемой реконструкции, включающий в себя: разбивочный план, план организации рельефа, сводный план инженерных сетей.
В таблице 2.1 приведены обозначения сооружений на плане рисунка 2.1.

Рисунок 2.1 – Генеральный план планируемой реконструкции

Таблица 2.1 – Обозначения сооружений на генеральном плане
Номер на плане
Наименование
А0
Оборудование наружного применения
А1
Насосная № 1
А2
Насосная № 2
А3
Насосная № 3
А4
Компрессорная
А5
Утилизация аминов
А6
Операторная с КТП 2х1500
А7
Получение серы
Б1
Площадка печи Н-100/1
Б2
Блок колонн Т-100/1, Т-100/2
5
Емкости хранения адгезива (2 шт.)
7
Площадка емкостей товарного битума
8
Производственно-бытовой корпус
10
Резервуар противопожарного запаса воды объемом V=250 м3 (2 шт.)
11
Площадка буферных емкостей с узлом учета
12
Сырьевая насосная
13
Склад-навес для реагентов
21
Резервуар раствора пены емкостью 50 м3
22
Резервуар запаса пенообразователя емкостью 10 м3
33
КТП (реконструкция)
34
Компрессорная технологического воздуха
46
Операторная

На рисунке 2.2 приведен план расположения оборудования.
В таблице 2.2 приведены обозначения оборудования на плане рисунка 2.2.
Таблица 2.2 – Обозначения оборудования на генеральном плане
Обозначение
Наименование
Количество
ВВ-1, 2
УВН КСО 3 СЭЩ
2 шт.
Т1, 2
Трансформатор сухой 6/0,4 кВ D/Y-11
2 шт.
РУНН-1, 2
Шкаф на базе НКУ-СЭЩ-М
2 шт.
ШТЗ-1, 2
Шкаф тепловой защиты трансформатора
2 шт.
ККУ-1, 2
Конденсаторная установка
2 шт.
УСВН
Узел стыков ВН
2 шт.
УСНН
Узел стыков НН
2 шт.
1ШЩ
Шкафной щит
1 шт.
2ШЩ
Шкафной щит
1 шт.
ППС
Приборы пожарной сигнализации
1 комплект


Рисунок 2.2 – План расположения оборудования реконструируемой подстанции
Приведем характеристики сооружения:
1. Категория сооружения по взрывопожарной и пожарной безопасности: В.
2. Степень огнестойкости: II.
3. Класс конструктивной пожарной опасности: С0.
4. Уровень ответственности: нормальный.
5. Класс функциональной пожарной опасности: Ф5.1.
Приведем климатические данные для сооружения:
1. Нормативное ветровое давление (II район СП 20.13330.2016): 0,30 кПа.
2. Нормативное значение веса снегового покрова (IV район СП 20.13330.2016): 2,0 кПа.
3. Расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (СП 131.13330.2012): минус 33 0С, наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98: минус 40 0С.
2.2 Расчёт электрических нагрузок ТП-6/0,4 кВ
Расчетная активная мощность потребителей КТП-2х1600, согласно схемы на рисунке 2.3, Ррас, составляет 1179,9 кВт. Коэффициент нагрузки cosφрас равен 0,637.
Характер нагрузки потребителей определяется большим числом электрических двигателей.
Определим расчетную реактивную мощность потребителей. Для чего сначала выразим коэффициент нагрузки через тангенс:
tgφрас=tgarccoscosφрас=tgarccos0,637=1,21. (2.1)
Тогда, расчетная реактивная мощность составит:
Qрас=Pрасtgφрас=1179,91,21=1427,1 квар. (2.2)
Зная активную и реактивную мощности, определим полную можщность потребителей КТП-2х1600:
Sрас=Pрас2+Qрас2=1179,92+1427,12=1851,7 кВ∙А. (2.3)
Сведем расчеты в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 – Нагрузки потребителей
№ п.п.
Потребитель
Расчетная мощность
активная, кВт
реактивная, квар
полная, кВ·А
1
КТП-2х1600
1179,9
1427,1
1851,7



Рисунок 2.3 –Схема электрическая принципиальная КТП
2.3 Расчёт и выбор компенсирующих устройств
После определения расчётной нагрузки на шинах 0,4 кВ, необходимо рассчитать мощность компенсирующих устройств узла нагрузки, с учетом требований энергоснабжающей организации.
Мощность компенсирующих устройств узла нагрузки рассчитывается для улучшения качества электрической энергии, оптимизации потребления электроэнергии и снижения потерь в электросетях. Компенсация реактивной мощности с помощью специальных устройств, таких как конденсаторы или катушки индуктивности, позволяет добиться следующих преимуществ:
1. Увеличение эффективности системы. Компенсация реактивной мощности позволяет уменьшить нагрузку на сеть и оборудование, что способствует повышению эффективности потребления электроэнергии.
2. Снижение потерь в сети. Реактивная мощность создает дополнительные потери в электросетях. Компенсация реактивной мощности позволяет уменьшить эти потери и повысить общую эффективность энергосистемы.
3. Улучшение качества электрической энергии. Правильная компенсация реактивной мощности помогает снизить пульсации напряжения, улучшить коэффициент мощности и обеспечить стабильную работу оборудования.
Таким образом, расчет мощности компенсирующих устройств узла нагрузки необходим для оптимизации работы электрооборудования, снижения эксплуатационных расходов и повышения надежности электроснабжения.
Значение коэффициента мощности для нагрузки 0,4 кВ принимаем равным tgφэ = 0,35.
Определим экономическую величину реактивной мощности в часы максимальных нагрузок системы. Для этого воспользуемся выражением (2.4):
Qэ=Pрасtgφэ=1179,9∙0,35=413 квар. (2.4)
При расчете компенсирующих устройств для узла нагрузки необходимо учитывать следующие требования: