Проектирование блочно-комплектной подстанции 2КТПА 1600/10/0,4 кВА для питания компрессорной станции КС1

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические и нормативные основы проектирования комплектных трансформаторных подстанций в РФ

1.1. Классификация и технические характеристики современных БКТП для нужд нефтегазового сектора

1.2. Нормативно-правовое регулирование устройства электроустановок согласно ПУЭ и стандартам ГОСТ Р

Глава 2. Техническое проектирование энергоузла 2КТПА 1600/10/0,4 кВА для нужд КС1

2.1. Определение расчетной мощности и характеристика потребителей складского и лабораторного корпусов

2.2. Выбор схемных решений, основного электрооборудования и расчет токов повреждения

2.3. Анализ показателей качества электроэнергии и компенсация реактивной мощности на шинах подстанции

2.4. Расчет токов короткого замыкания и выбор систем релейной защиты и автоматики

2.5. Комплексный расчет электрических нагрузок и выбор силовых трансформаторов 1600 кВА

Глава 3. Экономическая оценка эффективности внедрения инвестиционного проекта

3.1. Методы расчета экономической эффективности и дисконтирования в электроэнергетических проектах

3.2. Анализ показателей окупаемости и рисков при реализации технического перевооружения подстанции

3.3. Расчёт экономической эффективности от капитальных вложений и операционных расходов.

Глава 4. Охрана труда и защита окружающей среды

4.1. Организация охраны труда и техники безопасности при обслуживании электроустановок

4.2. Проектирование систем заземления, молниезащиты и обеспечения безопасных условий труда персонала согласно ПТЭ

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Проектирование блочно-комплектной подстанции 2КТПА 1600/10/0,4 кВА для питания компрессорной станции КС1

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы выпускной квалификационной работы определяется стратегическими приоритетами развития топливно-энергетического комплекса Российской Федерации и необходимостью технического перевооружения объектов нефтегазового сектора с целью повышения надежности электроснабжения производственных и вспомогательных потребителей. Компрессорные станции магистральных газопроводов являются ключевыми элементами системы транспортировки природного газа, обеспечивая непрерывность технологических процессов и энергетическую безопасность регионов. В условиях интенсивной эксплуатации газотранспортной системы и роста объемов поставок газа на внутренний и внешний рынки возникает потребность в создании современных энергоузлов, способных обеспечить бесперебойное электроснабжение объектов инфраструктуры компрессорных станций с учетом требований категорийности потребителей и качества электрической энергии. Применение блочно-комплектных трансформаторных подстанций типа 2КТПА позволяет сократить сроки строительства, повысить заводскую готовность оборудования и обеспечить высокую степень автоматизации процессов управления и защиты электроустановок.

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе характеризуется значительным числом исследований, посвященных вопросам проектирования и эксплуатации комплектных трансформаторных подстанций для промышленных объектов. В работах ведущих специалистов НИУ «МЭИ», АО «Институт «Энергосетьпроект», ПАО «Россети» рассмотрены методы расчета электрических нагрузок, выбора основного оборудования, определения токов короткого замыкания и координации релейной защиты. Отраслевые нормативные документы ПАО «Газпром» устанавливают специфические требования к электроснабжению объектов газотранспортной системы, включая компрессорные станции, что обусловливает необходимость учета технологических особенностей при проектировании энергоузлов. Вместе с тем, в современных условиях требуется комплексный подход к проектированию подстанций с учетом внедрения цифровых технологий мониторинга и диагностики, применения энергоэффективного оборудования и оптимизации режимов работы систем компенсации реактивной мощности.

Объектом исследования выпускной квалификационной работы является блочно-комплектная трансформаторная подстанция 2КТПА номинальной мощностью 1600 кВА с классом напряжения высокой стороны 10 кВ и низкой стороны 0,4 кВ, предназначенная для электроснабжения объектов инфраструктуры компрессорной станции КС1. Предметом исследования выступают технические параметры и режимы работы электроустановок подстанции, методы расчета электрических нагрузок и токов короткого замыкания, принципы выбора силового оборудования и средств релейной защиты и автоматики в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок и отраслевых стандартов.

Целью выпускной квалификационной работы является разработка технического проекта блочно-комплектной подстанции 2КТПА 1600/10/0,4 кВА для обеспечения надежного и качественного электроснабжения объектов инфраструктуры компрессорной станции КС1 с обоснованием выбора основного электрооборудования, систем защиты и автоматики, а также экономической эффективности технического решения.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

• изучить классификацию, конструктивные особенности и технические характеристики современных блочно-комплектных трансформаторных подстанций, применяемых в нефтегазовом секторе;
• проанализировать нормативно-правовое регулирование проектирования и эксплуатации электроустановок в соответствии с ПУЭ, ПТЭ и стандартами ГОСТ Р;
• выполнить расчет электрических нагрузок объектов инфраструктуры компрессорной станции методом коэффициента спроса и определить расчетную мощность подстанции;
• произвести выбор схемных решений, силовых трансформаторов, коммутационной и защитной аппаратуры с проверкой по допустимым токам и термической стойкости;
• рассчитать токи трехфазного короткого замыкания в характерных точках электрической сети и обосновать выбор уставок релейной защиты и автоматики;
• оценить экономическую эффективность внедрения проекта подстанции и разработать мероприятия по охране труда и обеспечению безопасности при эксплуатации электроустановок.

Методологическая база исследования включает теоретические положения электротехники и электроснабжения промышленных предприятий, расчетные методы определения электрических нагрузок и токов короткого замыкания в соответствии с рекомендациями ПУЭ и ГОСТ 28249-93, нормативно-техническую базу Правил устройства электроустановок седьмого издания, Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, стандартов ГОСТ Р 58669-2019, СП 256.1325800.2016, а также отраслевых документов ПАО «Газпром» и ПАО «Россети».

Научная новизна работы заключается в комплексном обосновании технических решений по проектированию блочно-комплектной подстанции для специфических условий эксплуатации объектов газотранспортной инфраструктуры с учетом современных требований к качеству электроэнергии, надежности электроснабжения и энергоэффективности. Теоретическая значимость исследования состоит в систематизации методов расчета параметров электрических сетей и выбора оборудования подстанций для объектов нефтегазового комплекса. Практическая значимость работы определяется возможностью использования результатов проектирования при реализации технического перевооружения компрессорной станции КС1, а также применением разработанных технических решений в практике проектирования аналогичных энергоузлов.

Структура выпускной квалификационной работы включает введение, четыре главы основного содержания, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассматриваются теоретические и нормативные основы проектирования комплектных трансформаторных подстанций в Российской Федерации. Во второ

…