Расчеты надежности вариантов электроснабжения энергообъектов ООО 'ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка'
Расчеты надежности вариантов
электроснабжения энергообъектов
ООО
«ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»
Введение
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 ЦРП-2, 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 ТЭЦ-2 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 ТЭЦ-2 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 ТЭЦ-2 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=ωТв,
где ω - параметр потока отказов, отказ/год;
ωп - 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):
ω=ω1+ω2;
Кв=Кв1+Кв2;
Кп=max(Кп1;Кп2),
При параллельном соединении элементов показатели надёжности определяются
по формулам:
- параметр потока отказов:
ω= ω1Кв2+ω2Кв1;
- 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:
εв=Ра.откл./Рмах,
где Ра.откл. - отключаемая часть нагрузки на время устранения
аварийных повреждений;
Рмах - наибольшая потребляемая мощность.
При полном перерыве электроснабжения εв 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).
- 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
|
ω, 1/год на присоединение
|
Тв, ч
|
μк, 1/год
|
Трк, ч
|
110
|
0,016
|
5
|
0,166
|
4
|
Таблица 2. Базовые показатели надёжности выключателей
Наименование объекта
электроэнергетики
|
Uном, кВ
|
ω,
1/год на присоединение
|
Тв, ч
|
μк, 1/год
|
Трк, ч
|
Волгоградская ТЭЦ-2
|
110
|
0,006
|
20
|
0,14
|
30
|
ПС 220 кВ Красноармейская
|
110
|
0,02
|
20
|
0,2
|
45
|
В соответствии с таблицами 1 и 2 в качестве базовых показателей
надёжности сборных шин 110 кВ приняты:
- параметр потока отказов ω, 1/год на присоединение;
- среднее время восстановления Тв, ч;
- частота капитальных ремонтов μк, 1/год;
- продолжительность капитального ремонта Трк, ч.
При определении показателей надёжности в первом варианте схемы
электроснабжения рассматривались следующие режимы:
- режим №2: отказ одной системы сборных шин Волгоградской ТЭЦ-2
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
|
ω,
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 108000 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 (2х20МВА);
- трансформаторов Т1 и Т2 на ПС 35 кВ ЦРП-1 (2х20МВА);
- 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 ЦРП-1 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 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 ЦРП-2, 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 108000лет;
- 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
56947007-29.240.30.010-2008.
2. Указания
по применению показателей надёжности элементов энергосистем и работы
энергоблоков с паротурбинными установками. РД 34.20.574.
. В.Я.
Хорольский, М.А. Таранов, Д.В. Петров. Технико-экономические расчёты
распределительных электрических сетей - Ростов-на-Дону: «Терра Принт», 2009. -
132 с.
. М.Н.
Розанов. Надёжность электроэнергетических систем. - 2-е изд., перераб. и доп. -
М.: Энергоатомиздат, 1984. - 200 с., ил. - (Надёжность и качество).
. М.Н.
Розанов. Надёжность систем энергетики и их оборудования. Справочное издание.
Том 2. Надёжность электроэнергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 2000. -
564 с.
. 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.
. Надёжность
и экономичность энергосистем. Т.1. - Новосибирск: Наука, 1970. - 280 с.