Введение 4
Раздел 1. Анализ проблем и постановка задач исследования 6
Раздел 2. Обзор существующих устройств делительной автоматики и релейной защиты 11
2.1 Максимальная токовая защита (МТЗ) 11
2.2 Токовая отсечка (ТО) 12
2.3 Токовая ступенчатая защита (ТСЗ) 12
2.4 Токовая ступенчатая защита нулевой последовательности (ТЗНП) 13
2.5 Максимальная токовая защита направленного действия 15
2.6 Дифференциальные токовые защиты 16
2.7 Дистанционная защита (ДЗ) 17
2.7 Делительная автоматика (ДА) 20
2.7.1 Делительная автоматика по снижению частоты 20
2.7.2 Делительная автоматика с функцией контроля снижения напряжения. 21
2.7.3 Делительная автоматика с функцией контроля перетоков реактивной
мощности 21
2.7.4 Защита по скорости изменения частоты 22
2.7.5 Защита от броска напряжения 22
Раздел 3. Концепция построения устройства релейной защиты и делительной
автоматики 24
3.2 Выбор устройств комбинированной защиты 25
Раздел 4. Исследование эффективности нового устройства релейной защиты и делительной автоматики 28
4.1 Токовая ступенчатая защита. Расчет уставок срабатывания защиты и
проверка чувствительности 28
4.1.1 Расчет параметров схемы замещения 30
4.2 Делительная автоматика по току обратной и нулевой последовательности 38
4.3 Делительная автоматика по напряжению (ДАН) 41
4.4 Делительная автоматика, действующая при снижении частоты (ДАЧ) ... 42
4.5 Делительная автоматика с контролем перетоков реактивной мощности . 42
Заключение 44
Список литературы 45
Приложение 1 47
В последние годы в энергосистеме России всё активнее используются электростанции малой мощности (ЭСММ), подключаемые на подстанциях распределительных сетей вблизи местной нагрузки, - малые распределённые электрические станции.
Малые распределённые электрические станции представляют собой электростанции мощностью единицы-десятки мегаватт, подключенные на уровне распределительной сети 6...110 кВ (в ряде случаев - 220 кВ) в непосредственной близости от потребителей электрической энергии. Процесс развития электроэнергетики крупных промышленных потребителей в настоящее время в основном осуществляется за счет ввода собственных источников электрической энергии, к ним прежде всего относятся, предприятия нефтегазовой отрасли. При этом наибольшее предпочтение отдаётся газотурбинным, газопоршневым и дизельным электростанциям.
Подключение электростанций к распределительной сети приводит к изменению основных характеристик энергосистемы, на основе которых была сформирована общепринятая концепция построения РЗ. На уровне распределительной сети становится возможным многостороннее питание места повреждения, появляются новые, ранее нехарактерные виды возмущений и аварий, изменяются характеристики электромагнитных и электромеханических переходных процессов.
На сегодняшний день задача проектирования релейной защиты при подключении к сети ЭСММ является весьма актуальной, поскольку пути решения, связанные с формальным переносом на распределительные сети и упрощением решений, применяемых в сетях более высокого класса напряжения, представляются неперспективными (распределительные сети имеют свои характерные особенности электрических режимов).
С учётом вышеизложенного при выполнении выпускной квалификационной работы проводился анализ эффективности функционирования существующей РЗ в прилежащей сети, уточнялись ограничения и области применения традиционно используемых типов защит.
На основе проведённых исследований сформулированы общие требования к функциональному составу, измерительным, пусковым и исполнительным органам многофункционального устройства делительной автоматики подключаемого в узле присоединения ЭСММ к сети.
Проведя анализ релейных защит и автоматики, был сделан вывод, что защита выделенного участка, непосредственно срабатывающая при возникновении короткого замыкания, должна быть комбинированной, так как установленная токовая ступенчатая защита направлена на защиту выделенного участка сети, а в зонах дальнего резервирования не обеспечивает должного срабатывания защиты. Так, при коротком замыкании на элементах высшего напряжения, они отключаются своей релейной зашитой, но место КЗ продолжает подпитываться от источника питания сети низшего напряжения, и тут токовая ступенчатая защита не актуальна. В этом случае используется делительная защита с повышенной чувствительностью, которая способна разделить сеть 35 кВ и прекратить подпитку места КЗ.
Расчет показал, что чувствительность устройства делительной автоматики с пусковым органом тока обратной и нулевой последовательности позволяет выявить КЗ на удаленных концах линий связи с энергосистемой. Падение напряжения, связанное в следствии аварии во внешней сети, регистрирует пусковой орган снижения напряжения. Делительная автоматика с контролем перетоков реактивной мощности так же выполняет требуемые функции защиты.
Финансовый менеджмент включает в себя стоимость и затраты на проектирование релейной защиты и автоматики.
В социальной ответственности был произведен анализ вредных и опасных факторов действующих на инженера. Рассмотрели безопасность в чрезвычайных ситуациях и экологическую безопасность.
