Модернизация РЗА и частичная замена оборудования ОРУ 220 кВ ПС «Ирбинская» 220 кВ
|
Реферат
ВВЕДЕНИЕ 7
1. Характеристика подстанции, анализ действующей релейной защиты и
автоматики, обоснование необходимости модернизации РЗА и частичной замены оборудования ОРУ 10
1.1 Общая характеристика подстанции 10
1.2 Анализ действующей схемы ОРУ 220 кВ 11
1.3 Анализ действующей релейной защиты и автоматики 13
1.4 Обоснование необходимости модернизации РЗА и частичной
замены оборудования ОРУ 220 кВ 18
2. Расчет токов короткого замыкания, выбор оборудования ОРУ 220 кВ 20
2.1 Расчет токов короткого замыкания 20
2.2 Выбор и проверка оборудования ОРУ 220 кВ 28
2.2.1 Выбор и проверка разъединителей 29
2.2.2 Выбор и проверка трансформаторов тока 30
2.2.3 Выбор и проверка высокочастотных заградителей 34
2.2.4 Выбор и проверка ограничителей перенапряжения 34
3. Выбор оборудования релейной защиты и автоматики, расчет уставок 38
3.1 Выбор терминалов микропроцессорной релейной защиты и
автоматики 38
3.2 Релейная защита силовых автотрансформаторов 40
3.2.1 Дифференциальная защита силовых автотрансформаторов 40
3.2.2 Максимальная токовая защита от внешних многофазных КЗ 48
3.2.3 Токовая защита от перегрузок 49
3.2.4 Газовая защита 50
3.3 Защита отходящих линий напряжением 6 кВ 50
3.4 Расчет уставок АВР 53
4. Охрана труда, безопасность жизнедеятельности и экологичность
проекта 55
4.1 Обеспечение охраны труда и безопасности жизнедеятельности 55
4.2 Обеспечение экологичности проекта 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 62
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Схема микропроцессорной релейной защиты силовых автотрансформаторов 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Схема микропроцессорной релейной защиты отходящих линий 6 кВ 66
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Схема микропроцессорного автоматического ввода резерва (АВР) на шинах 6 кВ 67
ВВЕДЕНИЕ 7
1. Характеристика подстанции, анализ действующей релейной защиты и
автоматики, обоснование необходимости модернизации РЗА и частичной замены оборудования ОРУ 10
1.1 Общая характеристика подстанции 10
1.2 Анализ действующей схемы ОРУ 220 кВ 11
1.3 Анализ действующей релейной защиты и автоматики 13
1.4 Обоснование необходимости модернизации РЗА и частичной
замены оборудования ОРУ 220 кВ 18
2. Расчет токов короткого замыкания, выбор оборудования ОРУ 220 кВ 20
2.1 Расчет токов короткого замыкания 20
2.2 Выбор и проверка оборудования ОРУ 220 кВ 28
2.2.1 Выбор и проверка разъединителей 29
2.2.2 Выбор и проверка трансформаторов тока 30
2.2.3 Выбор и проверка высокочастотных заградителей 34
2.2.4 Выбор и проверка ограничителей перенапряжения 34
3. Выбор оборудования релейной защиты и автоматики, расчет уставок 38
3.1 Выбор терминалов микропроцессорной релейной защиты и
автоматики 38
3.2 Релейная защита силовых автотрансформаторов 40
3.2.1 Дифференциальная защита силовых автотрансформаторов 40
3.2.2 Максимальная токовая защита от внешних многофазных КЗ 48
3.2.3 Токовая защита от перегрузок 49
3.2.4 Газовая защита 50
3.3 Защита отходящих линий напряжением 6 кВ 50
3.4 Расчет уставок АВР 53
4. Охрана труда, безопасность жизнедеятельности и экологичность
проекта 55
4.1 Обеспечение охраны труда и безопасности жизнедеятельности 55
4.2 Обеспечение экологичности проекта 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 62
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Схема микропроцессорной релейной защиты силовых автотрансформаторов 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Схема микропроцессорной релейной защиты отходящих линий 6 кВ 66
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Схема микропроцессорного автоматического ввода резерва (АВР) на шинах 6 кВ 67
Основное оборудование электрической части подстанции служит для преобразования, передачи и распределения электроэнергии, вспомогательное для выполнения вспомогательных функций (измерение, сигнализация, управление, защита и автоматика и т.д.). Оборудование должно надежно работать при любых режимах, то есть необходимо своевременно производить ремонт и, если необходимо, то замену износившегося оборудования, для того чтобы избежать отказов оборудования в нормальных и аварийных режимах.
Релейная защита и автоматика (РЗА) на подстанции выполняет важнейшую функцию защиты дорогостоящего силового оборудования, такого как силовые трансформаторы, измерительные трансформаторы, высоковольтные выключатели и т.д. Автоматическое выявление и отключение поврежденных участков электрической сети от общей энергосистемы позволяет минимизировать воздействие токов при КЗ и негативных воздействий при других ненормативных режимах работы электрической сети.
Тема ВКР - «Модернизация РЗА и частичная замена оборудования ОРУ 220 кВ ПС «Ирбинская» 220 кВ».
Актуальность темы заключается в том, что в настоящее время значительная часть подстанций эксплуатируется с технологически устаревшим типом РЗА на основе электромеханических реле. Такое оборудование, как правило, имеет высокую или критическую степень износа и недостаточные по современным требования технико-эксплуатационные показатели. Это вызывает ложные срабатывания защит и аварийные ситуации, что чревато недоотпуском электроэнергии потребителям и повреждением оборудования как подстанции, так и других элементов электроэнергетической системы. Кроме того, в настоящее время в связи с постепенным внедрением схем электрических сетей с распределенной генерацией и подключением к энергосистемам дополнительных источников питания на основе традиционных и нетрадиционных источников энергии, вопросы модернизации на подстанциях технологически устаревшего оборудования РЗА на основе электромеханических реле становятся все более актуальными. Актуальность частичной замены оборудования ОРУ 220 кВ обусловлена необходимостью увеличения пропускной нагрузочной способности оборудования в связи с плановым увеличением нагрузки тягового транзита ВЛ 220 кВ, проходящего через ОРУ 220 кВ.
Объектом исследования является электрическая часть ПС 220/6 кВ «Ир- бинская».
Предметом исследования являются вопросы модернизации релейной защиты и автоматики (РЗА) и частичной замены электрооборудования ОРУ 220 кВ.
Цель работы заключается в разработке проекта модернизации релейной защиты и автоматики электрической подстанции с учетом современных требований надежности, безопасности и эффективности ее работы, а также проекта частичной замены оборудования ОРУ.
Задачи работы:
1) Систематизировать и проанализировать характеристики ПС, ее действующей электрической схемы и действующей РЗА, электрооборудования ОРУ 220 кВ;
2) Провести обоснование необходимости модернизации РЗА и частичной замены оборудования ОРУ;
3) Произвести расчет токов короткого замыкания, влияющих на выбор уставок работы РЗА и влияющих на выбор заменяемого оборудования ОРУ, в ключевых точках электрической сети;
4) Выбрать современные микропроцессорные терминалы релейной защиты и автоматики, рассчитать уставки предусмотренных видов защит;
5) Выбрать новое электрооборудование ОРУ для обеспечения требуемой пропускной способности оборудования, провести проверку по допустимым параметрам в рабочих и аварийных режимах;
6) Рассмотреть вопросы обеспечения охраны труда и безопасности жизнедеятельности, экологичности проекта.
Область применения разрабатываемой проблемы - модернизация РЗА и РУ действующих станций и подстанций и проверка их действующего оборудования.
Техническая и практическая значимость работы заключаются в том, что согласно данному проекту возможно провести реальную модернизацию РЗА и частичную замену оборудования ОРУ ПС 220/6 кВ «Ирбинская». Замена изношенного и устаревшего оборудования РЗА приведет к снижению риска повреждения оборудования ПС и других ближайших элементов энергосистемы. Частичная замена оборудования ОРУ 220 кВ позволит повысить его пропускную нагрузочную способность и обеспечить транзит требуемой мощности через ОРУ.
Теоретическая и методологическая основа работы заключается в анализе современной научной литературы, методик проектирования и расчета микропроцессорных систем РЗА на подстанциях, методик расчетов режимов работы, выбора и проверки оборудования электрической части ПС.
Релейная защита и автоматика (РЗА) на подстанции выполняет важнейшую функцию защиты дорогостоящего силового оборудования, такого как силовые трансформаторы, измерительные трансформаторы, высоковольтные выключатели и т.д. Автоматическое выявление и отключение поврежденных участков электрической сети от общей энергосистемы позволяет минимизировать воздействие токов при КЗ и негативных воздействий при других ненормативных режимах работы электрической сети.
Тема ВКР - «Модернизация РЗА и частичная замена оборудования ОРУ 220 кВ ПС «Ирбинская» 220 кВ».
Актуальность темы заключается в том, что в настоящее время значительная часть подстанций эксплуатируется с технологически устаревшим типом РЗА на основе электромеханических реле. Такое оборудование, как правило, имеет высокую или критическую степень износа и недостаточные по современным требования технико-эксплуатационные показатели. Это вызывает ложные срабатывания защит и аварийные ситуации, что чревато недоотпуском электроэнергии потребителям и повреждением оборудования как подстанции, так и других элементов электроэнергетической системы. Кроме того, в настоящее время в связи с постепенным внедрением схем электрических сетей с распределенной генерацией и подключением к энергосистемам дополнительных источников питания на основе традиционных и нетрадиционных источников энергии, вопросы модернизации на подстанциях технологически устаревшего оборудования РЗА на основе электромеханических реле становятся все более актуальными. Актуальность частичной замены оборудования ОРУ 220 кВ обусловлена необходимостью увеличения пропускной нагрузочной способности оборудования в связи с плановым увеличением нагрузки тягового транзита ВЛ 220 кВ, проходящего через ОРУ 220 кВ.
Объектом исследования является электрическая часть ПС 220/6 кВ «Ир- бинская».
Предметом исследования являются вопросы модернизации релейной защиты и автоматики (РЗА) и частичной замены электрооборудования ОРУ 220 кВ.
Цель работы заключается в разработке проекта модернизации релейной защиты и автоматики электрической подстанции с учетом современных требований надежности, безопасности и эффективности ее работы, а также проекта частичной замены оборудования ОРУ.
Задачи работы:
1) Систематизировать и проанализировать характеристики ПС, ее действующей электрической схемы и действующей РЗА, электрооборудования ОРУ 220 кВ;
2) Провести обоснование необходимости модернизации РЗА и частичной замены оборудования ОРУ;
3) Произвести расчет токов короткого замыкания, влияющих на выбор уставок работы РЗА и влияющих на выбор заменяемого оборудования ОРУ, в ключевых точках электрической сети;
4) Выбрать современные микропроцессорные терминалы релейной защиты и автоматики, рассчитать уставки предусмотренных видов защит;
5) Выбрать новое электрооборудование ОРУ для обеспечения требуемой пропускной способности оборудования, провести проверку по допустимым параметрам в рабочих и аварийных режимах;
6) Рассмотреть вопросы обеспечения охраны труда и безопасности жизнедеятельности, экологичности проекта.
Область применения разрабатываемой проблемы - модернизация РЗА и РУ действующих станций и подстанций и проверка их действующего оборудования.
Техническая и практическая значимость работы заключаются в том, что согласно данному проекту возможно провести реальную модернизацию РЗА и частичную замену оборудования ОРУ ПС 220/6 кВ «Ирбинская». Замена изношенного и устаревшего оборудования РЗА приведет к снижению риска повреждения оборудования ПС и других ближайших элементов энергосистемы. Частичная замена оборудования ОРУ 220 кВ позволит повысить его пропускную нагрузочную способность и обеспечить транзит требуемой мощности через ОРУ.
Теоретическая и методологическая основа работы заключается в анализе современной научной литературы, методик проектирования и расчета микропроцессорных систем РЗА на подстанциях, методик расчетов режимов работы, выбора и проверки оборудования электрической части ПС.
В ходе выполнения работы проведено исследование возможности модернизации релейной защиты и автоматики и частичной замены оборудования ОРУ 220 кВ электрической подстанции 220/6 кВ «Ирбинская» Красноярской энергосистемы.
В результате работы разработаны следующие вопросы:
1) Систематизированы и проанализированы характеристики ПС, ее действующей электрической схемы и действующей РЗА;
2) Приведено обоснование необходимости модернизации РЗА;
3) Произведен расчет токов короткого замыкания, влияющих на выбор электрооборудования ОРУ 220 кВ и уставок работы РЗА, в ключевых точках электрической сети;
4) Выбраны современные устройства релейной защиты и автоматики, рассчитаны уставки предусмотренных видов защит;
5) Рассмотрены вопросы обеспечения охраны труда, безопасности жизнедеятельности и экологичности проекта.
На данный момент оборудование релейной защиты и автоматики ПС «Ирбинская» имеет критическую степень износа и недостаточные по современным требования технико-эксплуатационные показатели. Это вызывает ложные срабатывания защит и аварийные ситуации, что сопровождается недоотпуском электроэнергии потребителям и отключением других элементов электроэнергетической системы.
Замена изношенного и устаревшего оборудования РЗА на современные микропроцессорные терминалы серии «Сириус» производства ЗАО «Радиус Автоматика» приведет к снижению риска повреждения оборудования ПС и других ближайших элементов Красноярской энергосистемы.
Релейную защиту силовых трансформаторов предполагается выполнить на базе микропроцессорных терминалов Сириус-Т. Защиту линий напряжением 6 кВ предполагается выполнить на базе микропроцессорных терминалов Сириус- 59
2Л-02. Автоматический ввод резерва предполагается выполнить на микропроцессорном терминале Сириус-АВР.
Замена вентильных разрядников на ОПН обеспечит надлежащий уровень защиты от перенапряжений при грозовых разрядах, исключит сбой в работе микропроцессорной релейной защиты и повысит общую надежность электроснабжения потребителей.
Рассмотрены вопросы обеспечения охраны труда и безопасности жизнедеятельности при проведении электромонтажных, ремонтных и эксплуатационных работ, рассмотрено обеспечение экологичности проекта.
Технико-экономическая целесообразность работы обусловлена тем, что после осуществления модернизации РЗА снизятся дополнительные расходы, связанные с недоотпуском электроэнергии и связанные с недостаточно эффективной работой действующей РЗА экономические убытки, и издержки. Частичная замена оборудования ОРУ 220 кВ обеспечит увеличение пропускной нагрузочной способности оборудования в связи с плановым увеличением нагрузки тягового транзита ВЛ 220 кВ, проходящего через ОРУ 220 кВ.
В результате работы разработаны следующие вопросы:
1) Систематизированы и проанализированы характеристики ПС, ее действующей электрической схемы и действующей РЗА;
2) Приведено обоснование необходимости модернизации РЗА;
3) Произведен расчет токов короткого замыкания, влияющих на выбор электрооборудования ОРУ 220 кВ и уставок работы РЗА, в ключевых точках электрической сети;
4) Выбраны современные устройства релейной защиты и автоматики, рассчитаны уставки предусмотренных видов защит;
5) Рассмотрены вопросы обеспечения охраны труда, безопасности жизнедеятельности и экологичности проекта.
На данный момент оборудование релейной защиты и автоматики ПС «Ирбинская» имеет критическую степень износа и недостаточные по современным требования технико-эксплуатационные показатели. Это вызывает ложные срабатывания защит и аварийные ситуации, что сопровождается недоотпуском электроэнергии потребителям и отключением других элементов электроэнергетической системы.
Замена изношенного и устаревшего оборудования РЗА на современные микропроцессорные терминалы серии «Сириус» производства ЗАО «Радиус Автоматика» приведет к снижению риска повреждения оборудования ПС и других ближайших элементов Красноярской энергосистемы.
Релейную защиту силовых трансформаторов предполагается выполнить на базе микропроцессорных терминалов Сириус-Т. Защиту линий напряжением 6 кВ предполагается выполнить на базе микропроцессорных терминалов Сириус- 59
2Л-02. Автоматический ввод резерва предполагается выполнить на микропроцессорном терминале Сириус-АВР.
Замена вентильных разрядников на ОПН обеспечит надлежащий уровень защиты от перенапряжений при грозовых разрядах, исключит сбой в работе микропроцессорной релейной защиты и повысит общую надежность электроснабжения потребителей.
Рассмотрены вопросы обеспечения охраны труда и безопасности жизнедеятельности при проведении электромонтажных, ремонтных и эксплуатационных работ, рассмотрено обеспечение экологичности проекта.
Технико-экономическая целесообразность работы обусловлена тем, что после осуществления модернизации РЗА снизятся дополнительные расходы, связанные с недоотпуском электроэнергии и связанные с недостаточно эффективной работой действующей РЗА экономические убытки, и издержки. Частичная замена оборудования ОРУ 220 кВ обеспечит увеличение пропускной нагрузочной способности оборудования в связи с плановым увеличением нагрузки тягового транзита ВЛ 220 кВ, проходящего через ОРУ 220 кВ.
