Введение 4
1. Подбор числа и мощности трансформаторов КТП с учетом
возмещения реактивной мощности 9
2. Расчет токов короткого замыкания 20
3. Расчет тока трехфазного короткого замыкания 24
4. Выбор электрооборудования 35
5. Релейная защита и автоматика ГПП-1 45
6. Проектирование системы защиты 56
Заключение 60
Список использованных источников 61
Схемы электроснабжения делят на внешнее электроснабжение (линии электропередач (ЛЭП) от основной системы до (ПП1) главной понизительной подстанции, а также центрального распределительного пункта (ЦРП) и внутреннего электроснабжения (распределительная линия от Г1П1 или ЦРП до цеховой трансформаторной подстанции (ТП)).
Схемы внутреннего или внешнего электроснабжения производят с такими условиями при которых учитываются особенности и режимы работы всех потребителей, и также производится расчет для будущего увеличения (расширения) производства. Также стоит учитывать на будущее ремонт и обслуживание электрооборудования и в дальнейшем его модернизацию.
В данной работе питание Г1П1-1 осуществляется по воздушной линии от П/С Левобережная и П/С Васильевская. Силовой трансформатор защищен на стороне 110 кВ от токов короткого замыкания и токов перегрузки масленым выключателем. Подключаются электроприемники через кабельные линии. Защита электроприемников от токов короткого замыкания и токов перегрузки активируются автоматическими выключателями.
Существуют несколько видов исполнения схем подстанций:
- Тупиковая подстанция подключена к одному источнику по одной или двум параллельным линиям. Мощность, текущая от источника питания к тупиковой подстанции, снабжает только одного потребителя этой подстанции.
- Промежуточная ответвительная подстанция имеет соединение без коммутационных аппаратов к проходящим линиям. Вид такого подключения подстанций не предполагает больших затрат, такая схема присоединений с отпайками не удобна в эксплуатации, так как при ремонте одного участка придется отключать всю линию.
- Промежуточные проходные подстанции более дорогие, поскольку включаются в рассечку одной или двух линий. Такие подстанции требуют большего количества коммутационных аппаратов.
- Узловая подстанция имеет подключение к центральному питанию не минимум чем тремя линиями.
ПП1-1 является тупиковой подстанцией.
Существующая структурная схема подстанции не отвечает нынешним требованиям безопасности. Для предотвращения аварийных режимов работы предлагается заменить существующие ячейки на более современные СЭЩ-70. Также необходимость замены разъединителей на ограничители перенапряжения требуют современные требования ПТЭ. Для более безаварийной и безопасной работы ГПП-1 предлагается в соответствии с современными требованиями надежности заменить масленые выключатели 110кВ на элегазовые выключатели ВГТ-110, и смонтировать устройство АВР на стороне 110 кВ между трансформаторами запитанными с подстанции «Васильевская» и «Левобережная». Это позволит при аварийной работе разгрузить силовые трансформаторы.
По стороне 110 кВ трансформаторы подстанции имеют следующие защиты:
-дифференциальная защита, выполнена реле типа РНТ-562 -максимально токовая защита, выполнена реле типа ЭТ-532/20, РВ-124 -перегрузка трансформатора с действием на сигнал, выполнена реле типа ЭТ- 532/10
-включение обдува трансформатора, выполнено реле типа ЭТ-532/6 -перегрев масла трансформатора -газовая защита: ступень 1, ступень2
В ячейках 6кВ присутствует защита: максимально токовая, токовая отсечка, земляная защита, перегрузка, сигнал замыкания на землю, пуск МТЗ вводов по напряжению.
Данные защиты имеют аналоговое исполнение, большую моральную и физическую изношенность.
Предлагается заменит их на устройство СИРИУС.
Эксплуатационные возможности Сириус-Т
- Дифференциальная двухступенчатая токовая защита трансформатора (токовая отсечка и защита с торможением от сквозного тока и отстройкой от бросков тока намагничивания);
-Защита от перегрузки по каждой стороне напряжения с подачей сигнала сигнализации;
-Состояние контроля трансформатора по данным входных, прерывистых сигналов;
-Обдув выполняется по двум условиям -показания тока нагрузки и сигналы от датчиков температуры;
-Возможность подключения внешних защит, например, газовой защиты трансформатора;
-Контроль на "затягивание" команды на отключение;
-Контроль наличия питания терминала и его работоспособности;
-Наличие регистратора событий;
-Быстрая настройка нескольких функций с помощью тумблеров на лицевой панели аппарата вместо бывших накладок;
-Наличие двух независимых интерфейсов связи RS232C и токовой петли RS485 для связи с компьютером;
-Встроенные часы-календарь;
-Посредством данного устройства, имеющее каналы связи, можно передавать данные аварийных отключений на компьютер, мониторинг и корректировка установок, контроля текущего состояния устройства.
Эксплуатационные возможности устройства Сириус-ТН
-Контроль ТН по U2, автомату ТН, U-линейному;
-Контроль напряжения 3U0;
-Реле наличия напряжения;
-Реле отсутствия напряжения;
-Реле ВМ-блокировки для МТЗ;
-Три ступени защиты минимального напряжения ЗМН;
-Ступень от повышения напряжения;
-Совмещенная автоматическая частотная разгрузка АЧР-1 и АЧР-2;
-Частотное автоматическое повторное включение ЧАПВ;
-Ступень защиты от повышения частоты;
-Логика формирования сигнала пуска АВР;
-Внешние входы сигнализации, организация шинок ВШ.
Эксплуатационные возможности Сириус-2-Л
- защита, автоматика и управление предписанных ПУЭ и ПТЭ;
-программа скрытого расположения (установка/снятие защит и автоматики, подбор нужных характеристик и т.д.);
- введение и хранение установок защит и автоматизации;
- мониторинг и индикация положения выключателя, а также контроль цепей управления;
- установление места неисправности линии (для воздушных линий);
- предоставление информации по аварии, настройка и изменение установок по каналам связи;
- бесконечный быстрый контроль работы самодиагностики в протяжении всего времени работы;
- запрет всех выходных каналов при неисправном состоянии устройства для предотвращения ложной работы;
- сигнализирование прерывистых сигналов управления и блокировок, подачу сигналов управления, внештатной и оповестительной сигнализации;
- гальваническое разветвление всех входов и выходов, а, так же питание, для снабжения высокой помехозащищенности;
- большое сопротивление и надежность изолированности входов и выходов по отношению корпуса и между собой для увеличения устойчивости аппарата к перенапряжениям, которые могут возникать во вторичных цепях КРУ.
Функциональные защитные установки: Сириус-2-Л:
-Трехступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) от межфазных повреждений с мониторингом двух, трехфазных токов. -Самостоятельный ввод увеличения любых степеней МТЗ при разном включении коммутатора.- Защита от обрыва фазы питающего фидера (ЗОФ).- Защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) - Охрана от однофазных замыканий на землю .- Подача команды включения МТЗ для работы закономерной защиты шин.
Выполнение функций Сириус-2-Л
- Коммутация выключателя по внешним командам. Предохранения «от скачков» выключателя.
- Допустимость включения внешних обеспечений защит, в виде, дуговых, или от однофазных замыканий на землю.
-Создание сигнала УРОВ при в момент отказа своего коммутатора.
-Одно- или двукратное АПВ.
- Выполнение поверхностных сигналов АЧР и ЧАПВ.
Представленная выпускная квалификационная работа считается законченным документом, отображающим реконструкцию подстанции ГПП-1 завода «СибурТольятти».
При работе над ВКР были разработаны рекомендации по реконструкции подстанции ГПП-1. Реализация рекомендаций позволит повысить надежность, безопасность подстанции.
Выполнен расчет электрической нагрузки подстанции, просчитаны токи короткого замыкания на сторонах 110, 6, 0,4 кВ произведен подбор релейной защиты оборудования.
Также произведен расчет заземления, затронуты вопросы безопасности и экологической безопасности, произведено экономическое аргументирование.
Работа спроектирована в соответствии с действующими требованиями ПУЭ, ПТЭ, ПТБ, СНиП.
1. ГОСТ 28249 - 93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ: Издательство стандартов, 1994 - 63 с.
2. ГОСТР 55710 - 2013. Национальный Стандарт Российской Федерации. Освещение рабочих мест внутри зданий: Нормы и методы измерений: Москва Стандартинформ, 2014 - С. 9.
3. Правила устройства электроустановок [Текст]: Все действующие разделы ПУЭ - 6, ПУЭ - 7, - Новосибирск: Норматика, 2015 - 464 с.
4. Ананичева, С.С. Качество электроэнергии. Регулирование напряжения и частоты в энергосистемах: учебное пособие / С. С. Ананичева, А. А. Алекссев, А. Л. Мызин.; 3-е изд., испр. Екатеринбург: УрФУ. 2012. - 93 с.
5. Анчарова, Т.В. Электроснабжение и электрооборудование зданий и сооружений / Т.В. Анчарова, Е.Д. Стебунова, М.А. Рашевская. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2016. - 416 с.
6 .Гуревич, В. И. Устройства электропитания релейной защиты: проблемы и решения: учебно-практическое пособие / В. И. Гуревич. - Москва: Инфра - Инженерия, 2013. - 188 с.
7. Готман, В.И. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Расчет режимов короткого замыкания и продольной несимметрии в электроэнергетической системе: учебно-методическое пособие / В.И. Готман; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ), Институт дистанционного образования (ИДО). - Томск: Изд-во ТПУ,
2013. - 144 с.
8. Киреева, Э.А. Электроснабжение и электрооборудование цехов промышленных предприятий: учебное пособие / Э.А. Киреева. - 2-е изд., стер. - М. : КНОРУС, 2016. - 368 с. - (Бакалавриат).
9. Киреева, Э.А. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем: учебное пособие / Э.А. Киреева, С.А. Цырук: Академия - 2016. - 288 с.
10. Конюхова, Е.А. Электроснабжение объектов: Учебное пособие для среднего профессионального образования / Е.А. Конюхова. - М.: ИЦ Академия, 2013. - 320 с.
11. Коробов, Г.В. Электроснабжение. Курсовое проектирование / Г.В. Коробов. - СПб.: Лань, 2014. - 192 с.
12. Матюнина, Ю.В. Электроснабжение потребителей и режимы: учебное пособие для вузов / Ю.В. Матюнина, Б.И. Кудрин, Б.В. Жилин. - Гриф УМО. - Москва: МЭИ, 2013. - 412 с.
13. Назарычев, А.Н. Справочник инженера по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электрических станций и сетей. Централизованное и автономное электроснабжение объектов, цехов, промыслов, предприятий и промышленных комплексов / А.Н. Назарычев. - Вологда: Инфра - Инженерия, 2006. - 928 с.
14. Клочкова, Н.Н. Определение параметров системы электроснабжения: учеб. пособ. / Н.Н. Клочкова, С.Ф. Миронов. - Самара: Самар. гос. техн. Ун - т, 2013. - 91 с.
15. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования: Правила и инструкции: НЦ ЭНАС - 2013. - 144 с.
16. Сибикин, Ю.Д. Электроснабжение / Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. - Вологда: Инфра - Инженерия, 2013. - 328 с.
17. Трунова И.Г., Елькин А.Б. Т Производственное освещение: учеб. пособие по выполнению дипломных, курсовых и практических работ для студентов / И.Г. Трунова, А.Б. Елькин; НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - Нижний Новгород, 2013. -87 с.
18. Шабад, В.К. Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах: Учебное пособие / В.К. Шабад: Академия 2013. - 192 с.
19. Шакурский, В. К. Теоретические основы электротехники: учеб. пособие. В 2 ч. Ч. 2. Аналитические и численные методы анализа переходных процессов в линейных, нелинейных и параметрических электрических цепях / В.К. Шакурский; ТГУ; Ин-т энергетики и электротехники ; каф. "Электроснабжение и электротехника". - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2013. - 210 с.
20. Щербаков, Е.Ф. Электроснабжение. Курсовое проектирование: Учебное пособие / Е.Ф. Щербаков, Д.С. Александров, А.Л. Дубов. - СПб.: Лань,
2014. - 192 с.
21. Dasariraju, B. Power Sector Reforms and Development in Andhra Pradesh: supreme key for development t/ Dasariraju Bhaskar: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. - P. 525.