Модернизация систем релейной защиты на подстанции 110/10 кВ
|
Аннотация 2
Введение 5
1 Характеристика объекта 7
2 Расчет электрических нагрузок и выбор силовых трансформаторов 9
3 Выбор основных схемных решений 15
4 Расчет токов коротких замыканий 16
4.1 Расчет токов трехфазного КЗ 18
4.2 Расчет несимметричных КЗ 19
5 Выбор основного оборудования подстанции «Восточная» 24
5.1 Выбор оборудования для стороны 110 кВ 24
5.2 Выбор и проверка оборудования на стороне НН 10 кВ 27
6 Релейная защита подстанции 34
6.1 Исходные данные для расчета уставок 34
6.2 Расчет уставок дифференциальной защиты трансформатора 35
6.3 Расчет уставок токовой отсечки (МТЗ ВН-1) 40
6.4 Расчет уставок максимальной токовой защиты 41
6.5 Расчет уставок защиты от перегрузок трансформатора 42
6.6 Защита присоединений 110 кВ 43
6.7 Защита присоединений 10 кВ 46
6.8 Интеграция с другими системами 48
7 Оперативный ток подстанции 49
8 Собственные нужды подстанции 50
9 Заземление подстанции 52
10 Молниезащита подстанции 56
Заключение 57
Список используемых источников 59
Введение 5
1 Характеристика объекта 7
2 Расчет электрических нагрузок и выбор силовых трансформаторов 9
3 Выбор основных схемных решений 15
4 Расчет токов коротких замыканий 16
4.1 Расчет токов трехфазного КЗ 18
4.2 Расчет несимметричных КЗ 19
5 Выбор основного оборудования подстанции «Восточная» 24
5.1 Выбор оборудования для стороны 110 кВ 24
5.2 Выбор и проверка оборудования на стороне НН 10 кВ 27
6 Релейная защита подстанции 34
6.1 Исходные данные для расчета уставок 34
6.2 Расчет уставок дифференциальной защиты трансформатора 35
6.3 Расчет уставок токовой отсечки (МТЗ ВН-1) 40
6.4 Расчет уставок максимальной токовой защиты 41
6.5 Расчет уставок защиты от перегрузок трансформатора 42
6.6 Защита присоединений 110 кВ 43
6.7 Защита присоединений 10 кВ 46
6.8 Интеграция с другими системами 48
7 Оперативный ток подстанции 49
8 Собственные нужды подстанции 50
9 Заземление подстанции 52
10 Молниезащита подстанции 56
Заключение 57
Список используемых источников 59
Сегодня невозможно представить жизнь без электроэнергии. Она тесно вошла в наш быт и во все сферы жизни населения. Перебои электроснабжения вызывают возмущение населения, простои производств и предприятий, а в крайних случаях могут приводить к человеческим жертвам.
На этапах от генерации энергии до ее получения потребителями, электроэнергия проходит далекий путь по воздушным и кабельным линиям электропередач, преобразуясь на подстанциях - «электроустановках, предназначенных для приема, преобразования и распределения электрической энергии» [3].
Возникновении аварии на одной из ступеней передачи энергии негативно сказывается на все энергосети. Для предотвращения аварийных отключений и простоев созданы системы релейной защиты и автоматики (РЗиА) - «комплекс устройств, предназначенных для быстрого, автоматического (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы» [25]. РЗиА работают по принципу постоянного мониторинга защищаемых участков, выявления нарушений на них и отключения именно тех элементов, на которых возникает авария.
Таким образом, релейная защита является объектом энергосистемы, без которого нормальное ее функционирование невозможно.
«Релейная защита должна обладать такими свойствами как селективность (избирательность), быстродействие, чувствительность, надежность» [23].
Целью выпускной квалификационной работы является определение оптимальных параметров работы систем релейной защиты и автоматики подстанции для надежного и бесперебойного питания потребителей.
Задачи ВКР следующие:
• Провести анализ текущего состояния электрооборудования подстанции;
• выполнить расчет токов коротких замыканий;
• выбрать электрооборудование подстанции, нуждающееся в замене;
• определить исполнение систем релейной защиты и автоматики на подстанции;
• рассмотреть исполнение систем оперативного тока, собственных нужд, молниезащиты и заземления подстанции.
В качестве объекта рассматривается подстанция 110/10 «Восточная», входящая в состав энергосистемы г. Балаково Саратовской области и отвечающая за питание потребителей многих жилых микрорайонов.
На этапах от генерации энергии до ее получения потребителями, электроэнергия проходит далекий путь по воздушным и кабельным линиям электропередач, преобразуясь на подстанциях - «электроустановках, предназначенных для приема, преобразования и распределения электрической энергии» [3].
Возникновении аварии на одной из ступеней передачи энергии негативно сказывается на все энергосети. Для предотвращения аварийных отключений и простоев созданы системы релейной защиты и автоматики (РЗиА) - «комплекс устройств, предназначенных для быстрого, автоматического (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы» [25]. РЗиА работают по принципу постоянного мониторинга защищаемых участков, выявления нарушений на них и отключения именно тех элементов, на которых возникает авария.
Таким образом, релейная защита является объектом энергосистемы, без которого нормальное ее функционирование невозможно.
«Релейная защита должна обладать такими свойствами как селективность (избирательность), быстродействие, чувствительность, надежность» [23].
Целью выпускной квалификационной работы является определение оптимальных параметров работы систем релейной защиты и автоматики подстанции для надежного и бесперебойного питания потребителей.
Задачи ВКР следующие:
• Провести анализ текущего состояния электрооборудования подстанции;
• выполнить расчет токов коротких замыканий;
• выбрать электрооборудование подстанции, нуждающееся в замене;
• определить исполнение систем релейной защиты и автоматики на подстанции;
• рассмотреть исполнение систем оперативного тока, собственных нужд, молниезащиты и заземления подстанции.
В качестве объекта рассматривается подстанция 110/10 «Восточная», входящая в состав энергосистемы г. Балаково Саратовской области и отвечающая за питание потребителей многих жилых микрорайонов.
В выпускной квалификационной работе как объект реконструкции рассмотрена подстанция «Восточная», расположенная в г. Балаково Саратовской области.
При анализе объекта выявлены основные проблемы: недостаток существующей мощности для подключения потребителей уже сегодня, а в перспективе - подключение мощного производства гидротурбинного оборудования ООО «ВолгаГидро», совместного предприятия ОАО «РусГидро» и с австрийской компании Voith Hydro.
В связи с этим, определены ожидаемые нагрузки и выбраны силовые трансформаторы подстанции. К установке приняты 2 трансформатора ТРДН- 40000/110/10/10 производства ООО «Тольяттинский трансформатор» [10].
Далее, рассмотрены существующие схемные решения по подстанции: схема по стороне 110 кВ остается без изменений - «110-4Н Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой с стороны линии» [17]. В связи с заменой трансформатора изменяется схема по стороне 10 кВ - «10(6)-2 Две, секционированные выключателями, системы шин» [17].
Произведен расчет токов КЗ, на основании которых выбрано электрооборудование для подстанции:
• Для стороны ВН: выключатели ВТБ-ЗЭТО-110 со встроенными трансформаторами тока ТВ-110, разъединители РГ-ЗЭТО-110.
• Для стороны НН: ячейки KPY-ZETO-10, комплектующиеся выключателями ВВ/ТБГ-10, трансформаторами тока ТОЛ-10, трансформаторами напряжения ЗНОЛ-10, трансформаторами тока нулевой последовательности ТЗЛМ-0,66.
Проведен расчет и выбор релейной защиты подстанции. Релейная защита подстанционного оборудования реализована на базе микропроцессорных терминалов серии ШЭ2607 и БЭ2502 производства Группы компаний «Экра». Эти терминалы обладают возможностью интеграции в системы комплексных АСУ ТП SCADA - система EKRASCADA. Это позволяет свести обслуживание подстанции к минимуму и упрощает процесс перехода к цифровым подстанциям.
Выбрана система постоянного оперативного тока и трансформаоры собственных нужд. Для подстанции применяются устройства обеспечения гарантированным оперативным постоянным током МикроСОПТ производства Группы компаний «Экра» и трансформаторы собственных нужд ТСЛ-63/10/0,4.
На заключительном этапе определены параметры систем молниезащиты и заземления подстанции.
В результате получено решение для подстанции «Восточная», которое включает в себя полное обновление электрооборудования и системы релейной защиты, выполняемой на новейших разработках научных центров, позволяющих надежно и четко отрабатывать в случае аварийных ситуаций, позволяя повысить надежность и бесперебойность питания потребителей.
При анализе объекта выявлены основные проблемы: недостаток существующей мощности для подключения потребителей уже сегодня, а в перспективе - подключение мощного производства гидротурбинного оборудования ООО «ВолгаГидро», совместного предприятия ОАО «РусГидро» и с австрийской компании Voith Hydro.
В связи с этим, определены ожидаемые нагрузки и выбраны силовые трансформаторы подстанции. К установке приняты 2 трансформатора ТРДН- 40000/110/10/10 производства ООО «Тольяттинский трансформатор» [10].
Далее, рассмотрены существующие схемные решения по подстанции: схема по стороне 110 кВ остается без изменений - «110-4Н Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой с стороны линии» [17]. В связи с заменой трансформатора изменяется схема по стороне 10 кВ - «10(6)-2 Две, секционированные выключателями, системы шин» [17].
Произведен расчет токов КЗ, на основании которых выбрано электрооборудование для подстанции:
• Для стороны ВН: выключатели ВТБ-ЗЭТО-110 со встроенными трансформаторами тока ТВ-110, разъединители РГ-ЗЭТО-110.
• Для стороны НН: ячейки KPY-ZETO-10, комплектующиеся выключателями ВВ/ТБГ-10, трансформаторами тока ТОЛ-10, трансформаторами напряжения ЗНОЛ-10, трансформаторами тока нулевой последовательности ТЗЛМ-0,66.
Проведен расчет и выбор релейной защиты подстанции. Релейная защита подстанционного оборудования реализована на базе микропроцессорных терминалов серии ШЭ2607 и БЭ2502 производства Группы компаний «Экра». Эти терминалы обладают возможностью интеграции в системы комплексных АСУ ТП SCADA - система EKRASCADA. Это позволяет свести обслуживание подстанции к минимуму и упрощает процесс перехода к цифровым подстанциям.
Выбрана система постоянного оперативного тока и трансформаоры собственных нужд. Для подстанции применяются устройства обеспечения гарантированным оперативным постоянным током МикроСОПТ производства Группы компаний «Экра» и трансформаторы собственных нужд ТСЛ-63/10/0,4.
На заключительном этапе определены параметры систем молниезащиты и заземления подстанции.
В результате получено решение для подстанции «Восточная», которое включает в себя полное обновление электрооборудования и системы релейной защиты, выполняемой на новейших разработках научных центров, позволяющих надежно и четко отрабатывать в случае аварийных ситуаций, позволяя повысить надежность и бесперебойность питания потребителей.
Подобные работы
- Реконструкция электрической части понизительной подстанции 110/10 кВ "Агириш”
Бакалаврская работа, электротехника. Язык работы: Русский. Цена: 4600 р. Год сдачи: 2019 - Реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ «Белоусово»
Бакалаврская работа, электроэнергетика. Язык работы: Русский. Цена: 4260 р. Год сдачи: 2021 - Повышение надежности подстанции Карманово 110/10 кВ
Дипломные работы, ВКР, электроэнергетика. Язык работы: Русский. Цена: 4215 р. Год сдачи: 2016 - Реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ «Большая Елховка»
Бакалаврская работа, электроэнергетика. Язык работы: Русский. Цена: 4355 р. Год сдачи: 2018 - Реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ «Новоуренгойская»
Бакалаврская работа, электротехника. Язык работы: Русский. Цена: 4800 р. Год сдачи: 2021 - Реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ N 15 «Эликманская»
Бакалаврская работа, электроэнергетика. Язык работы: Русский. Цена: 4270 р. Год сдачи: 2019 - Модернизация релейной защиты и автоматики в закрытом распределительном устройстве 6 кВ ГПП химического предприятия
Магистерская диссертация, электротехника. Язык работы: Русский. Цена: 5500 р. Год сдачи: 2018 - Модернизация релейной защиты подстанции 110/10 кВ города Тюмень для
повышения надежности электроустановок потребителей
Дипломные работы, ВКР, электроэнергетика. Язык работы: Русский. Цена: 4850 р. Год сдачи: 2018 - Реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ «Сазанлей»
Бакалаврская работа, электроэнергетика. Язык работы: Русский. Цена: 4270 р. Год сдачи: 2018