Введение
1. Общие технические и проектные решения по разработке и внедрению
лаборатории по курсу «Электромагнитная обстановка и электромагнитная совместимость на подстанциях» 6
1.1 Актуальность разработки лаборатории по курсу «Электромагнитная
обстановка и электромагнитная совместимость на подстанциях» 6
1.2 Описание лаборатории по курсу «Электромагнитная обстановка и
электромагнитная совместимость на подстанциях» 10
1.3 Схема электроснабжения и приборный парк лаборатории 23
1.4 Вывод по разделу 1 26
2. Особенности конструкции контрольных кабелей и способы их прокладки по
ОРУ подстанции 27
2.1 Маркировка и конструкция контрольных кабелей 27
2.2 Способы прокладки контрольных кабелей 30
2.2.1 Прокладка контрольных кабелей в траншеях (в земле) 31
2.2.2 Прокладка контрольных кабелей по кабельным конструкциям в
туннелях и каналах 31
2.2.3 Прокладка контрольных кабелей на лотках и в коробах 32
2.3 Экранированные контрольные кабели 33
2.4 Выводы по 2 разделу 34
3. Теоретическое изучение методов и средств оценки термической
устойчивости экранов контрольных кабелей 35
3.1 Выводы по 3 разделу 42
4. Теоретическая разработка схемы стенда по изучению термической
устойчивости экранов контрольных кабелей 44
4.1 Основные условия для разработки стенда 44
4.2 Компьютерное моделирование схемы и результаты моделирования 45
4.2.1 Моделирование схемы с сопротивлениями контура ЗУ 2Ома 46
4.2.2 Моделирование схемы с сопротивлениями контура ЗУ 5,1Ома 49
4.3 Имитация работы шины уравнивания потенциалов 53
4.4 Выводы по 4 разделу 55
5. Разработка конструкции стенда, принципиальной и монтажной схемы,
апробирование работы стенда 56
5.1 Описание конструкции и дизайн стенда 56
5.2 Разработка и описание принципиальной схемы стенда 61
5.3 Монтажная схема 64
5.4 Апробация лабораторного стенда 64
5.4.1 Имитация режима КЗ 64
5.4.2 Перерасчет полученных данных к реальным значениям 66
5.5 Выводы по 5 разделу 69
6. Разработка методического обеспечения 70
6.1 Методические указания к лабораторным работам : «Оценка термической
устойчивости экранов контрольных кабелей на подстанциях напряжением 110,220кВ» 70
6.1.1 Введение 73
6.1.2 Техника безопасности при работах в лаборатории 73
6.1.3 Общие указания по оформлению отчетов 74
6.1.4 Общие положения 74
6.1.5 Термины и определения 79
6.1.6 Указания по выполнению лабораторной работы 81
6.1.7 Вопросы для самопроверки 87
6.2 Указания для проверки полученных результатов при выполнении
лабораторной работы 88
7. Безопасность жизнедеятельности 91
7.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 91
7.2 Технические и организационные мероприятия по охране труда 91
7.3 Мероприятия по производственной санитарии 93
7.4 Мероприятия по пожарной и взрывной безопасности 94
8. Экономика 95
Заключение 98
Список сокращений 100
Список используемых источников 101
Широкое использование микропроцессорной (МП) техники и устройств на подстанциях (ПС) 110 кВ и выше требует решения вопроса
электромагнитной совместимости с оборудованием подстанций и режимами ее работы. К режимам работы подстанций относятся:
- нормальный режим эксплуатации;
- аварийные режимы, к которым относятся режимы короткого замыкания (КЗ) и эксплуатация ПС в период грозовой активности.
Известно [1], что импульсные магнитные поля, возникающие в режиме КЗ или при разряде молнии в молниеприемник на ПС, негативно влияют на работоспособность микропроцессорных устройств (МПУ). Негативное влияние на работоспособность МПУ оказывают и электромагнитные помехи, распространяющиеся в воздушном пространстве или по контрольным кабелям.
Одним из важных аспектов воздействия режимов КЗ на работоспособность МПУ является термическая устойчивость контрольных кабелей, которые связывают устройства релейной защиты и автоматики (РЗА), учета электроэнергии, сбора и передачи информации с трансформаторами тока (ТТ) и трансформаторами напряжения (ТН) расположенными на открытых распределительных устройствах (ОРУ) подстанции. Очевидно, что выход из строя контрольного кабеля приводит к срыву функционирования МПУ, что может привести к тому, что устройства РЗА не будут реагировать на аварийные режимы.
Приобретение студентами навыков и опыта в определении термической устойчивости контрольных кабелей в режимах КЗ на ОРУ подстанции является актуальной задачей. Вследствие вышеизложенного, целью настоящей дипломной работы является разработка стенда и методического обеспечения по оценке термической устойчивости контрольных кабелей к режимам КЗ. Для решения поставленной цели необходимо решить и рассмотреть следующие задачи:
1) Особенности конструкции контрольных кабелей и способы их прокладки по ОРУ подстанции.
2) Теоретическое изучение методов и средств оценки термической устойчивости контрольных кабелей.
3) Теоретическая разработка схемы стенда по изучению термической устойчивости контрольных кабелей.
4) Разработка конструкции стенда, принципиальной и монтажной схемы, апробирование работы стенда.
5) Разработка методического обеспечения по выполнению лабораторной работы по обеспечению термической устойчивости экранов контрольных кабелей.
Основные результаты работы изложены в следующих выводах:
1. Разработанная лаборатория, включающая в себя шесть стендов позволяет выполнить двенадцать лабораторных работ по курсу «Электромагнитная обстановка и электромагнитная совместимость на подстанциях».
2. Каждый стенд позволяет выполнять лабораторные работы в количестве вариантов от трёх до пятнадцати. Варианты выполнения работ выдает преподаватель.
3 .Анализ конструкции и способов прокладки контрольных кабелей показал, что при моделирование процессов термической устойчивости экранов контрольных кабелей необходимо учитывать, что экраны контрольных кабелей заземляются с обоих сторон, а на ПС используются шины уравнивания потенциалов.
4. В основу моделирования процесса термической устойчивости экранов контрольных кабелей был принят метод имитации режима КЗ на ОРУ подстанций 110,220кВ.
5. На основе моделирования была разработана схема, которая отражает реальное распределение токов КЗ между электросистемой и трансформаторами установленными на подстанции в следующих пропорциях: электросистема - 0,2IK3(1), трансформаторы - пропорционально их мощностям от оставшегося тока.
6. Компьютерное моделирование показало, что наиболее эффективной и наглядной схемой ЗУ, отражающей влияние токов КЗ на термическую устойчивость экранов контрольных кабелей и показывающей работоспособность ШУП является схема на базе резисторов величиной 20м.
7. На основе компьютерного моделирования были выбраны пределы измерений электрических величин приборов: амперметра и мультиметра.
8. Электрическая принципиальная схема и монтажная схема разработаны на основе компьютерного моделирования, а апробация работы стенда подтверждает теоретические результаты.
9. Стенд позволяет получить практические навыки по оценке термической устойчивости экранов контрольных при имитации режима КЗ, и как следствии выполнить 2 работы относящиеся к ОРУ подстанций напряжением 110кВ,220кВ.
10. Разработанное методическое обеспечение позволяет выполнять тридцать вариантов лабораторных работ, из них пятнадцать вариантов относятся к подстанции 110 кВ и пятнадцать вариантов относятся к подстанции 220 кВ.
11. В разработанном методическом обеспечении имеется сводная таблица контрольных данных по выполнению каждого варианта работы, что позволяет преподавателю оперативно оценивать качество выполненных студентами лабораторных работ.
12. Разработанный стенд и методическое обеспечение полностью соответствует цели дипломной работы.
13. В лаборатории предусмотрены все условия для безопасного выполнения лабораторных работ с позиции безопасности жизнедеятельности человека.
14. Разработанный сетевой график выполнения работ позволил рассчитать время и силы для полноценного и качественного выполнения дипломной работы.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
