Расчеты надежности вариантов электроснабжения энергообъектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»
Для расчёта надёжности схемы электроснабжения узлов нагрузки аналитическим методом применяется построение структурно-логических схем замещения (в отношении надёжности). В схемах замещения связи между элементами схемы электроснабжения представлены в виде последовательного или параллельного соединения. Можно описать отказ электроснабжения, как совокупность отказов элементов питающей цепи или… Читать ещё >
Расчеты надежности вариантов электроснабжения энергообъектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Расчеты надежности вариантов электроснабжения энергообъектов
ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»
Настоящая работа выполнена в соответствии с Техническим заданием на выполнение расчёта надёжности объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» в рамках разработки технико-экономического обоснования доли распределения электрических нагрузок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», питающихся от Волгоградской ТЭЦ-2 и ПС 220 кВ Красноармейская.
Необходимость в выполнении настоящей работы вызвана реконструкцией схемы электроснабжения ЦРП ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».
В соответствии с Техническим заданием расчёт надёжности выполняются для трёх вариантов распределения электрических нагрузок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».
При оценке надёжности рассматривались три варианта схемы электроснабжения следующих подстанций: ПС 35 кВ ЦРП-1, ПС 35 кВ ЦРП2, ПС 110 кВ ЦРП-4, ПС 110 кВ ЦРП-5, ПС 110 кВ ЦРП-6, ПС 110 кВ ЦРП-7.
При обосновании и выборе схем электроснабжения узлов нагрузки рассматриваются нормальный и послеаварийный режимы работы и ремонтные схемы.
При выполнении работы использовались следующие материалы:
· Техническое задание на выполнение расчёта надёжности объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» в рамках разработки технико-экономического обоснования доли распределения электрических нагрузок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», питающихся от Волгоградской ТЭЦ2 и ПС «Красноармейская», утверждённое заместителем генерального директора по технической части ООО «Энергия Юга» М. М. Цибульским.
· Техническое задание на выполнение расчёта надёжности объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» в рамках разработки технико-экономического обоснования доли распределения электрических нагрузок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», питающихся от Волгоградской ТЭЦ2 и ПС «Красноармейская», утверждённое главным инженером филиала «ЭНЕКС» (ОАО) «Волгоградэнергосетьпроект» В. В. Коротковым.
· Разработка технико-экономического обоснования доли распределения электрических нагрузок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», питающихся от Волгоградской ТЭЦ-2 и ПС «Красноармейская».
При оценке надёжности схем электроснабжения узлов нагрузки во внимание принимались параметры надёжности элементов электрической сети, входящие в состав схем электроснабжения.
В настоящей работе выполнен расчёт надёжности рекомендуемых к использованию схем электроснабжения, разработанных филиалом «ЭНЕКС» (ОАО) «Волгоградэнергосетьпроект» объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» питающихся от Волгоградской ТЭЦ2 и от ПС 220 кВ Красноармейская. В настоящей работе для вариантов электроснабжения № 1, № 5 и № 6 определены:
— частота отказов;
— математическое ожидание числа перерывов электроснабжения;
— средняя продолжительность вынужденных перерывов электроснабжения;
— частота плановых ремонтов;
— средняя продолжительность плановых ремонтов;
— аварийный резерв мощности;
— ремонтный резерв мощности.
Расчёт надёжности схем электроснабжения сводится к определению одного или нескольких количественных показателей на основе исходных характеристик надёжности оборудования.
Показателем надёжности принимается величина, характеризующая одну или несколько свойств, определяющих надёжность схемы электроснабжения.
В качестве показателей, количественно характеризующих надёжность участка сети и её элементов, использованы:
— параметр потока отказов, т. е. среднее количество отказов в единицу времени (обычно), отнесённому к одному элементу, отказ/год;
— среднее время восстановления (аварийного ремонта), год/отказ;
— параметр потока преднамеренных (плановых) отключений, простой/год;
— средняя продолжительность одного преднамеренного отключения, год/простой;
— коэффициент готовности (вероятность работоспособного состояния в промежутках между плановыми ремонтами), о.е.
Перечисленные показатели надёжности являются техническими характеристиками и позволяют сопоставлять между собой надёжность нескольких альтернативных вариантов построения сети, а также проверять соответствие уровня надёжности рассматриваемого варианта требованиям технического задания на проектирование объекта.
Из рассмотренных показателей параметр потока отказов, параметр преднамеренных отключений, среднее время плановых и аварийных отключений, являются базовыми и позволяют рассчитать другие показатели.
По классу решаемых задач и используемому математическому аппарату все методы можно условно подразделить на графоаналитические, логические и вероятностные.
Для расчёта надёжности схемы электроснабжения ЦРП ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» применён аналитический метод.
Для расчёта надёжности схемы электроснабжения узлов нагрузки аналитическим методом применяется построение структурно-логических схем замещения (в отношении надёжности). В схемах замещения связи между элементами схемы электроснабжения представлены в виде последовательного или параллельного соединения. Можно описать отказ электроснабжения, как совокупность отказов элементов питающей цепи или результат совпадения отказов элементов одной цепи с ремонтами элементов другой цепи.
В схеме замещения последовательно соединяются элементы, отказ любого из которых вызывает простой всей данной ветви (от источника до рассматриваемого узла нагрузки), а параллельно соединяются ветви, отключение любой из которых не приводит к отключению других. При проектировании для расчёта надёжности сети допускается составлять упрощённые структурные схемы надёжности.
Формулы для показателей надёжности последовательного и параллельного соединения дают возможность вычислить показатели надёжности эквивалентных элементов. Поэтапное эквивалентное преобразование схемы из последовательного и параллельно соединённых элементов позволяет оценить показатели надёжности схемы электроснабжения частоту и длительность отключений нагрузки энергопринимающих устройств.
Базовые показатели (показатели надёжности и плановых ремонтов) элементов энергообъектов приняты в соответствии с «Указаниями по применению показателей надёжности элементов энергосистем и работы энергоблоков с паротурбинными установками» (РД 34.20.574).
Для расчёта других показателей надёжности, кроме базовых, необходимо определить коэффициенты вынужденного и преднамеренного (планового) простоев:
Кв=щТв,
где щ — параметр потока отказов, отказ/год;
щп — средняя частота преднамеренных отключений, простой/год;
Тв — среднее время восстановления, од/отказ;
Тп — среднее время преднамеренных отключений, год/простой.
При последовательном соединении элементов показатели надёжности определяются по формулам (для двух элементов):
щ=щ1+щ2;
Кв=Кв1+Кв2;
Кп=max (Кп1;Кп2),
При параллельном соединении элементов показатели надёжности определяются по формулам:
— параметр потока отказов:
щ= щ1Кв2+щ2Кв1;
— коэффициент вынужденного простоя:
Кв= Кв1 Кв2+ Кв1 Кп2+ Кв2 Кп1;
В формуле коэффициента вынужденного простоя первое слагаемое характеризует наложение отказа одного элемента на отказ другого элемента, а второе и третье слагаемые — наложение отказа одного элемента на плановый ремонт другого. Данная формула является приближённой, но её точности хватает для проведения проектных расчётов.
При отсутствии ограничений пропускной способности в параллельных цепях, т. е. когда каждая цепь рассчитана на максимальную нагрузку Кп=0.
Кроме того для определения количественного показателя надёжности схемы внешнего электроснабжения того или иного варианта может потребоваться определение такого показателя как коэффициент ограничении мощности:
ев=Ра.откл./Рмах,
где Ра.откл. — отключаемая часть нагрузки на время устранения аварийных повреждений;
Рмах — наибольшая потребляемая мощность.
При полном перерыве электроснабжения ев принимается равной 1.
1. Описание существующей схемы электроснабжения нагрузок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»
В существующей схеме электроснабжения нагрузки центрами питания для энергопринимающих установок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» являются Волгоградская ТЭЦ-2 и ПС 220 кВ Красноармейская.
Распределительные устройства 110 кВ Волгоградской ТЭЦ-2 и ПС 220 кВ Красноармейская выполнены по схеме № 110−13Н — «схема с двумя системами сборных шин с обходной системой шин».
Критерии надёжности схемы № 110−13Н следующие:
— при отказе нормально включенного шиносоединительного выключателя возможно полное погашение распределительного устройства;
— при оперативных переключениях сборные шины имеют непосредственную электрическую связь на развилках из шинных разъединителей, и при возникновении отказов возможно полное погашение распределительного устройства.
— по статистике 20−30% отказов на сборных шинах приводит к полному погашению распределительного устройства. Большое количество присоединений приводит к снижению надежности схемы;
— по сравнению со схемой с одной секционированной системой сборных шин и с обходной системой шин на порядок увеличивает математическое ожидание недоотпуска электроэнергии потребителям при прочих равных условиях;
— как следствие является вынужденным решением, требующим в проектах дополнительного обоснования с режимных позиций, поскольку является самой ненадежной схемой с точки зрения потенциальной возможности полного погашения распределительного устройства.
Существующее электроснабжение ПС 35 кВ ЦРП-1 осуществляется:
— от ВЛ 35 кВ № 4 от ПС 110 кВ ЦРП-5; по ВЛ 35 кВ № 7 от ПС 110 кВ ЦРП-5; по КЛ 35 кВ № 11 от Волгоградской ТЭЦ-2.
Электроснабжение ПС 35 кВ ЦРП-2 осуществляется:
— от ВЛ 35 кВ № 13 (от Волгоградской ТЭЦ-2); от ВЛ 35 кВ № 3 (от ПС 110 кВ ЦРП-5); по КЛ 35 кВ № 3 (от Волгоградской ТЭЦ-2).
Электроснабжение ПС 110 кВ ЦРП-4 осуществляется:
— от ВЛ 110 кВ № 39 (от Волгоградской ТЭЦ-2); от ВЛ 110 кВ № 84 (от ПС 220 кВ Красноармейская).
Электроснабжение ПС 110 кВ ЦРП-5 осуществляется:
— от ВЛ 110 кВ № 46 (от ПС 220 кВ Красноармейская); от ВЛ 110 кВ № 83 (от ПС 220 кВ Красноармейская); от ВЛ 35 кВ № 13 (от Волгоградской ТЭЦ-2).
Электроснабжение ПС 110 кВ ЦРП-6 осуществляется:
— от ВЛ 110 кВ № 23 (от Волгоградской ТЭЦ-2); от ВЛ 110 кВ № 49 (от ПС 220 кВ Красноармейская).
Электроснабжение ПС 110 кВ ЦРП-7 осуществляется:
— от ВЛ 110 кВ № 26 (от Волгоградской ТЭЦ-2); от ВЛ 110 кВ № 29 (от Волгоградской ТЭЦ-2).
Необходимо отметить недостаточную надёжность питания ПС 110 кВ ЦРП-7 (питание части нагрузки подстанции осуществляется отпайкой от ВЛ 110 кВ № 26, к которой присоединена нагрузка ПС 110 кВ Углерод-1 и ПС 110 кВ Южная-1 через отделители).
ПС 35 кВ ЦРП-1 реконструировано в 2009 году; ПС 35 кВ ЦРП-2 — в 2011; ПС 110 кВ ЦРП-6 введено в работу в 2000 году, реконструкции не подвергалось; ПС 110 кВ ЦРП -7 введено в работу в 2006 году, реконструкции не подвергалось. Оборудование ПС 35 кВ ЦРП-1, ПС 35 кВ ЦРП-2, ПС 110 кВ ЦРП-6 и ПС 110 кВ ЦРП-7 не выработало свой ресурс и имеет достаточный уровень надёжности для питания энергопринимающих установок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».
Оборудование ПС 110 кВ ЦРП-4 и ПС 110 кВ ЦРП-5 (за исключением оборудования класса напряжения 35 кВ ПС 110 кВ ЦРП-5 реконструированного в 2011 году) первичное и вторичное оборудование выработало свой ресурс и не соответствует современным требованиям, физически и морально устарело Данный факт может привести к снижению надёжности схемы внутреннего электроснабжения нагрузки энергопринимающих установок, запитанных от ПС 110 кВ ЦРП-4 ПС 110 кВ ЦРП-5.
Перераспределение нагрузки энергопринимающих установок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» предполагает к рассмотрению три варианта изменения схемы внешнего электроснабжения ПС 110 кВ ЦРП-4, ПС 110 кВ ЦРП-5, ПС 110 кВ ЦРП-6, ПС 110 кВ ЦРП-7.
Вариант № 1 схемы электроснабжения:
— строительство КЛ 110 кВ от Волгоградской ТЭЦ-2 до ПС 110 кВ ЦРП-4 и ПС 110 кВ ЦРП-7 (исключается питание от ВЛ 110 кВ № 39, № 29, № 26);
— включение существующей цепи 35 кВ Волгоградская ТЭЦ-2 — ЦРП-5, построенной в габаритах 110 кВ, на напряжение 110 кВ;
— подвеска одной цепи 110 кВ по существующим опорам на участке двухцепной ВЛ 110 кВ от ПС 110 кВ ЦРП-5 до ПС 110 кВ ЦРП-7;
— подвеска одной цепи 110 кВ по существующим опорам двухцепной ВЛ 110 кВ от Волгоградской ТЭЦ-2 до ПС 110 кВ ЦРП-6.
Вариант № 5 схемы электроснабжения:
— строительство КЛ 110 кВ от Волгоградской ТЭЦ-2 до ПС 110 кВ ЦРП-4 и ПС 110 кВ ЦРП-7 (исключается питание от ВЛ 110 кВ № 39, № 29, № 26);
— включение существующей цепи 35 кВ Волгоградская ТЭЦ-2 — ЦРП-5 и ЦРП-6, построенной в габаритах 110 кВ, на напряжение 110 кВ;
— реконструкция ОРУ 110 кВ на ПС 110 кВ ЦРП-5 и ПС 110 кВ ЦРП-7.
Вариант № 6 схемы электроснабжения:
— вариант предусматривает максимальное по сравнению с вариантом № 1 и вариантом № 5 максимальное питание нагрузки энергопринимающих установок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» от Волгоградской ТЭЦ-2.
В 2014 году запланированы организационные и технические мероприятия по выходу Волгоградской ТЭЦ-2 с оптового рынка электрической энергии (ОРЭ) и передаче последней в аренду ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».
Одним из главных условий выхода Волгоградской ТЭЦ-2 с ОРЭ является изменение схемы внешнего электроснабжения завода ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», предполагающем преимущественное электроснабжение от Волгоградской ТЭЦ-2.
Однако, принимая во внимание нецелесообразность обеспечения 100% потребления от Волгоградской ТЭЦ-2 по условиям обеспечения надёжности энергоснабжения завода, было принято решение (протокол совещания у Первого вице-президента ОАО «ЛУКОЙЛ» В. И. Некрасова от 16.10.2103 №ВН-71П «О передаче ТЭЦ-2 ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка») провести оценку уровня потребления электроэнергии из внешних сетей, определение его минимального уровня при безусловном сохранении надёжности.
При рассмотрении схем внешнего электроснабжения с точки зрения надёжности при обосновании того или иного варианта схемы применяется укрупнённый подход к анализу и определению показателей надёжности.
2. Расчёт первого варианта схемы электроснабжения узлов нагрузки ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»
надежность электроснабжение шина выключатель
Упрощённая схема первого варианта электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 — Упрощённая схема Варианта № 1 электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».
Вариант № 1 схемы электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» предполагает радиальное питание ПС 35 кВ ЦРП-1, 2; ПС 110 кВ ЦРП-4, 5, 6, 7 от Волгоградской ТЭЦ-2 и ПС 220 кВ Красноармейская.
Вариант № 1 схемы электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» предполагает преимущественное питание узлов нагрузки от Волгоградской ТЭЦ-2 (примерно 65% всей нагрузки). От ПС 220 кВ Красноармейская выполняется питание трансформатора Т1 ПС 110 кВ ЦРП-5, трансформатора Т2 ПС 110 кВ ЦРП-7, трансформатора Т2 ПС 110 кВ ЦРП-4, трансформатора Т2 ПС 110 кВ ЦРП-6.
Принимая во внимание то, что в первом варианте электроснабжения питание нагрузки объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» осуществляется одновременно от распределительных устройств Волгоградской ТЭЦ-2 и ПС 220 кВ Красноармейская структурно-логическая схема электроснабжения представлена упрощённой схемой параллельного соединения элементов — схема замещения сборных систем шин 110 кВ Волгоградской ТЭЦ-2 и ПС 220 кВ Красноармейская.
Базовые показатели надёжности сборных шин и выключателей в соответствии с «Указаниями по применению показателей надёжности элементов энергосистем и работы энергоблоков с паротурбинными установками» (РД 34.20.574) приведены в таблице 1 и таблице 2 соответственно.
Таблица 1. Базовые показатели надёжности сборных шин
Uном, кВ | щ, 1/год на присоединение | Тв, ч | мк, 1/год | Трк, ч | |
0,016 | 0,166 | ||||
Таблица 2. Базовые показатели надёжности выключателей
Наименование объекта электроэнергетики | Uном, кВ | щ, 1/год на присоединение | Тв, ч | мк, 1/год | Трк, ч | |
Волгоградская ТЭЦ-2 | 0,006 | 0,14 | ||||
ПС 220 кВ Красноармейская | 0,02 | 0,2 | ||||
В соответствии с таблицами 1 и 2 в качестве базовых показателей надёжности сборных шин 110 кВ приняты:
— параметр потока отказов щ, 1/год на присоединение;
— среднее время восстановления Тв, ч;
— частота капитальных ремонтов мк, 1/год;
— продолжительность капитального ремонта Трк, ч.
При определении показателей надёжности в первом варианте схемы электроснабжения рассматривались следующие режимы:
— режим № 1: одновременное обесточение систем сборных шин 110 кВ Волгоградской ТЭЦ-2 и ПС 220 кВ Красноармейская. В соответствии с «Указаниями по применению показателей надёжности элементов энергосистем и работы энергоблоков с паротурбинными установками» (РД 34.20.574) при обесточении одновременно двух систем шин параметр потока отказов определяется умножением данных на коэффициент 0,6.
— режим № 2: отказ одной системы сборных шин Волгоградской ТЭЦ2 в схеме ремонта другой;
— режим 3: отказ одной системы сборных шин ПС 220 кВ Красноармейская в схеме ремонта другой;
— режим 4: отказ выключателя 110 кВ с последующей работой УРОВ на Волгоградской ТЭЦ-2 в схеме одной системы шин;
— режим 5: отказ выключателя 110 кВ с последующей работой УРОВ на ПС 220 кВ Красноармейская в схеме ремонта одной системы шин.
Для режима № 1 структурно-логическая схема замещения в первом варианте электроснабжения объектов Заявителя приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 — Структурно-логическая схема замещения для режима № 1 в Варианте № 1 электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».
На рисунке 2:
— соединение элементов № 1 — представляет системы сборных шин 110 кВ Волгоградской ТЭЦ-2 на 19 присоединений (в соответствии с рисунком 1);
— соединение элементов № 2 — представляет системы сборных шин 110 кВ ПС 220 кВ Красноармейская на 13 присоединений (в соответствии с рисунком 1).
Для режимов № 2 и № 3 структурно-логическая схема замещения в первом варианте электроснабжения объектов Заявителя приведена на рисунке 3.
Рисунок 3 — Структурно-логическая схема замещения для режимов № 2 и № 3 в первом варианте электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».
На рисунке 3:
— элементы схемы — оставшаяся в работе система шин Волгоградской ТЭЦ-2 (в режиме № 2 и режиме № 4), ПС 220 кВ Красноармейская (в режиме № 3 и режиме № 5);
— узел нагрузки — часть нагрузки Заявителя, запитанная от Волгоградской ТЭЦ-2 (в режиме № 2 и режиме № 4); ПС 220 кВ Красноармейская (в режиме № 3 и режиме № 5).
Результаты расчётов надёжности для режимов № 1-№ 5 в Варианте № 1 электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» сведены в таблицу 3.
Таблица 3. Показатели надёжности сборных шин
№ п.п. | № режима | щ, 1/год | Кв., ч | |
1. | Режим № 1 | 9,22*10−6 | 2,304*10−5 | |
2. | Режим № 2 | 0,016 | 0,08 | |
3. | Режим № 3 | 0,016 | 0,08 | |
4. | Режим № 4 | 0,06 | 1,2 | |
5. | Режим № 5 | 0,02 | 0,4 | |
На основании результатов расчётов параметров надёжности можно сделать следующие выводы:
а. При одновременном обесточении двух систем шин 110 кВ на Волгоградской ТЭЦ-2 и ПС 220 кВ Красноармейская (режим № 1) происходит полное погашение нагрузки ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка». Одновременное обесточение двух систем шин 110 кВ Волгоградской ТЭЦ-2 или ПС 220 кВ Красноармейская произойдёт не чаще 1 раза примерно в 108 000 лет. Период простоя в данном режиме соответствует времени необходимому на восстановление одной системы шин и составляет 5 часов.
б. Вследствие отказа одной системы шин в схеме ремонта другой на Волгоградской ТЭЦ-2 (режим № 2) происходит отключение:
— трансформатора Т1 на ПС 110 кВ ЦРП-4 (40 МВА);
— трансформатора Т1 на ПС 110 кВ ЦРП-7 (40 МВА);
— трансформатора Т1 на ПС 110 кВ ЦРП-6 (40 МВА);
— трансформаторов Т1 и Т2 на ПС 35 кВ ЦРП-2 (2×20МВА);
— трансформаторов Т1 и Т2 на ПС 35 кВ ЦРП-1 (2×20МВА);
— трансформатора Т2 на ПС 110 кВ ЦРП-5 (63 МВА)
Суммарная величина возможной отключённой трансформаторной мощности составляет 263 МВА.
Наложение отказа одной системы шин на плановый ремонт другой системы шин 110 кВ на Волгоградской ТЭЦ-2 произойдёт не чаще 1 раза в 62 года. Период простоя в данном режиме соответствует времени необходимому на восстановление одной системы шин и составляет 5 часов. С целью повышения надёжности электроснабжения нагрузки ПС 35 кВ ЦРП1 и ПС 35 кВ ЦРП-2 на ПС 110 кВ ЦРП-5 на секционном выключателе 35 кВ предлагается выполнить АВР.
в. Вследствие отказа одной системы шин в схеме ремонта другой на ПС 220 кВ Красноармейская (режим № 3) происходит отключение:
— трансформатора Т2 на ПС 110 кВ ЦРП-4 (40 МВА);
— трансформатора Т2 на ПС 110 кВ ЦРП-7 (40 МВА);
— трансформатора Т2 на ПС 110 кВ ЦРП-6 (40 МВА);
— трансформатора Т1 на ПС 110 кВ ЦРП-5 (63 МВА)
Суммарная величина возможной отключённой трансформаторной мощности составляет 183 МВА.
Наложение отказа одной системы шин на плановый ремонт другой системы шин 110 кВ на ПС 220 кВ Красноармейская произойдёт не чаще 1 раза в 62 года. Период простоя в данном режиме соответствует времени необходимому на восстановление одной системы шин и составляет 5 часов.
г. Вследствие отказа выключателя 110 кВ в схеме ремонта одной системы шин 110 кВ на Волгоградской ТЭЦ-2 (режим № 4) суммарная величина возможной отключённой трансформаторной мощности объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» составляет 263 МВА.
Наложение отказа выключателя 110 кВ на плановый ремонт одной из систем шин 110 кВ на Волгоградской ТЭЦ-2 произойдёт не чаще 1 раза в 16 лет. Период простоя в данном режиме соответствует времени необходимому на выявление отказа и на производство переключений по выводу из схемы отказавшего выключателя и составляет 0,5 часа. С целью повышения надёжности электроснабжения нагрузки ПС 35 кВ ЦРП-1 и ПС 35 кВ ЦРП-2 на ПС 110 кВ ЦРП-5 на секционном выключателе 35 кВ предлагается выполнить АВР.
д. Вследствие отказа выключателя 110 кВ в схеме ремонта одной системы шин 110 кВ на ПС 220 кВ Красноармейская (режим № 5) суммарная величина возможной отключённой трансформаторной мощности объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» составляет 183 МВА. Наложение отказа выключателя 110 кВ на плановый ремонт одной из систем шин 110 кВ на Волгоградской ТЭЦ-2 произойдёт не чаще 1 раза в 50 лет. Период простоя в данном режиме соответствует времени необходимому на выявление отказа и на производство переключений по выводу из схемы отказавшего выключателя и составляет 0,5 часа.
На основании вышеизложенного можно сделать заключение о том, что первый вариант электроснабжения узлов нагрузки в нормальной схеме работы сети обладает абсолютной надёжностью (полного погашения узлов нагрузки не происходит).
3. Расчёт Варианта № 5 схемы электроснабжения узлов нагрузки ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»
Упрощённая схема первого варианта электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» приведена на рисунке 4.
Рисунок 4 — Упрощённая схема Варианта № 5 электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».
Вариант № 5 схемы электроснабжения объектов Заявителя предполагает радиальное питание всей нагрузки от Волгоградской ТЭЦ-2.
Полученные на основании расчётов показатели надёжности для первого варианта электроснабжения нагрузки ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» справедливы и для Варианта № 5 схемы электроснабжения.
По отношению к Варианту № 1 электроснабжения нагрузок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» недостатками пятого варианта являются:
— вероятность полного погашения узлов нагрузки при наложении на Волгоградской ТЭЦ-2 отказа одной системы шин на плановый ремонт другой — 1 раз в 62 года;
— вероятность полного погашения узлов нагрузки при наложении на Волгоградской ТЭЦ-2 отказа выключателя 110 кВ на плановый ремонт одной из систем шин 110 кВ — 1 раз в 16 лет.
Вариант № 5 схемы электроснабжения по отношению к Варианту № 1 является менее предпочтительным с точки зрения обеспечения надёжности электроснабжения узлов нагрузки (полное погашение узлов нагрузки возможно 1 раз в 16 лет).
4. Расчёт Варианта № 6 схемы электроснабжения узлов нагрузки ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»
Упрощённая схема Варианта № 6 электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» приведена на рисунке 5.
Рисунок 5 — Упрощённая схема Варианта № 6 электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».
Вариант № 6 схемы электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» предполагает радиальное питание нагрузки от Волгоградской ТЭЦ-2 и ПС 220 кВ Красноармейская.
Вариант № 6 электроснабжения является менее надёжным по отношению к Варианту № 1 с возможным погашением узлов нагрузки суммарной трансформаторной мощностью 406 МВА при наложении отказа двух систем шин 110 кВ на Волгоградской ТЭЦ-2 на плановый ремонт выключателя 110 кВ на ПС 220 кВ Красноармейская ВЛ 110 кВ Красноармейская — ЦРП-5. Погашение узлов нагрузки суммарной трансформаторной мощностью возможно 1 раз в 1041 лет.
Заключение
Настоящая работа выполнена в соответствии с Техническим заданием на выполнение расчёта надёжности объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» в рамках разработки технико-экономического обоснования доли распределения электрических нагрузок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», питающихся от Волгоградской ТЭЦ-2 и ПС 220 кВ Красноармейская.
При оценке надёжности рассматривались Вариант № 1, Вариант № 5 и Вариант № 6 схемы электроснабжения следующих подстанций: ПС 35 кВ ЦРП-1, ПС 35 кВ ЦРП2, ПС 110 кВ ЦРП-4, ПС 110 кВ ЦРП-5, ПС 110 кВ ЦРП-6, ПС 110 кВ ЦРП-7.
Для расчёта надёжности схемы электроснабжения объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» применён аналитический метод.
На основании результатов расчётов выявлено следующее:
— в Варианте № 1 схемы электроснабжение полное погашение узлов нагрузки возможно не чаще 1 раза в 108 000лет;
— Вариант № 5 схемы электроснабжения является менее надёжным по отношению к первому, т.к. полное погашение всех узлов нагрузки возможно 1 раз в 16 лет;
— Вариант № 6 схемы электроснабжения является менее надёжным по отношению к первому, т.к. погашение узлов нагрузки суммарной трансформаторной мощности возможно 1 раз в 1041 лет.
С целью обеспечения наиболее надёжной схемы электроснабжения доли электрических нагрузок ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» к выполнению принимается Вариант № 1 электроснабжения ЦРП ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» от Волгоградской ТЭЦ-2 и ПС 220 кВ Красноармейская.
Список использованных нормативных документов и литературы
1. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35−750 кВ. Типовые решения. Стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56 947 00729.240.30.010_2008.
2. Указания по применению показателей надёжности элементов энергосистем и работы энергоблоков с паротурбинными установками. РД 34.20.574.
3. В. Я. Хорольский, М. А. Таранов, Д. В. Петров. Технико-экономические расчёты распределительных электрических сетей — Ростов-на-Дону: «Терра Принт», 2009. — 132 с.
4. М. Н. Розанов. Надёжность электроэнергетических систем. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 200 с., ил. — (Надёжность и качество).
5. М. Н. Розанов. Надёжность систем энергетики и их оборудования. Справочное издание. Том 2. Надёжность электроэнергетических систем. — М.: Энергоатомиздат, 2000. — 564 с.
6. Балаков Ю. Н., Мисриханов М. Ш., Шунтов А. В. Проектирование схем электроустановок: Учебное пособие для вузов. — 2-е издание. — М.: Издательский дом МЭИ, 2006. — 288 с., ил.
7. Надёжность и экономичность энергосистем. Т.1. — Новосибирск: Наука, 1970. — 280 с.