Аннотация 3
ВВЕДЕНИЕ 6
ПРЕИМУЩЕСТВА ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИИ 7
ОПИСАНИЕ ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИИ 8
СТРУКТУРА ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИИ 9
1. ВЫБОР СХЕМ СОЕДИНЕНИЙ РУ НА СТОРОНАХ ВН И НН
ПРОЭКТИРУЕМОЙ ПС 14
1.2 Режим нейтрали 15
1.3 Выбор сечения кабельной линии 16
2. ОПЕРАТИВНЫЙ ТОК 18
2.1. Выбор вида оперативного тока 18
2.2. Выбор источников оперативного тока 19
2.3. Определение мощности ТСН 19
2.3.1. Выбор ТСН на стороне НН ПС 19
2.3.2. Выбор ТСН на РП 20
2.4. Выбор предохранителей на ТСН 21
2.4.1. Выбор предохранителя для ТМ(Г)(Ф) -400/10-11 21
2.4.2 Выбор предохранителя для ТМ(Г)-25/10-11 21
3 ВЫБОР СИЛОВВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 21
3.1. Выбор трансформаторов на ПС 110/10 кВ 21
3.2. Выбор трансформаторов 10/0.4 кВ ПС 22
3.3. Выбор трансформаторов 10/0.4 кВ РП 23
4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 24
4.1. Методика ручного расчета ТКЗ 24
4.1.1. Анализ полноты исходных данных 24
4.1.2 Составление схемы замещения 25
4.1.3 Параметры схемы замещения 25
4.2. Расчет ТКЗ на шинах ПС 27
5. ВЫБОР И ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА
СТОРОНАХ ВН И НН ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПС И В РП 29
6. ВЫБОР ВАРИАНТА РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА РЗА В РУ 10 КВ 43
6.ВЫБОР ВИДОВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ (РЗА) ДЛЯ ВСЕХ
ОБЪЕКТОВ ПРОЕКТИРУМЕМОЙ ПС, ЛИНИИ W1 СО СТОРОНЫ ПС “A” И РП, В
СООТВЕТСТВИИ С ТРЕБОВАНИЯМИ ПУЭ И НТП ПС 44
6.1 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ РЗА 44
6.2. ВЫБОР ИЗГОТОВИТЕЛЯ УСТРОЙСТВ РЗА 46
7 ВЫБОР ТИПОИСПОЛНЕНИЯ УСТРОЙСТВ РЗА ДЛЯ ВСЕХ ОБЪЕКТОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПС, ЛИНИИ W1 СО СТОРОНЫ ПС “A” И РП ПО КАТАЛОГАМ ФТРМЫ-РАЗРАБОТЧИКА МЕХАНОТРОНИКА 47
7.1 ВЫБОР ТИПОИСПОЛНЕНИЯ ТЕРМИНАЛОВ 10 КВ 48
7.1.1 Кабельная линия 10 кВ 48
7.1.2 Электродвигатель 10 кВ 48
7.1.3 Трансформатор 10/0.4 кВ 49
7.1.4 Вводной выключатель 10 кВ 49
7.1.5 Секционный выключатель 10 кВ 49
7.1.6 Шины 10 кВ 49
7.1.7 Трансформатора напряжения 10 кВ 50
8. ВЫБОР ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА РЗА НА РУ10кВ 50
8.1 Устройство синхронизации времени 51
8.2 Многофункциональное измерительное устройство 51
8.3 Устройства сбора данных 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
БИБЛОИГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 55
Энергетика является довольно консервативной отраслью промышленности, поэтому развитие новых и актуальных научных направлений в этой сфере затруднено, но не стоит на месте. С развитием цифровых технологий началась повсеместная автоматизация и оптимизация «Всего», что оставило свой след в энергетике. Появление цифровых подстанций (в дальнейшем ЦПС), это логичное продолжение развития энергетики. Сейчас ЦПС представляет из себя набор самых передовых решений в области энергетики.
«Цифровая подстанция» — термин, который почему-то прочно ассоциируется с релейной защитой и автоматикой. Задача инженера релейщика, это как именно нужно соединить между собой устройства релейной защиты, чтобы заложенные кем-то алгоритмы заработали. Для ЦПС наоборот в начале создаются монтажные схемы, а потом инженер релейщик подстраивает под них свои алгоритмы.
Согласно отчету ПАО «Россети» [30]: в сетях - 77,45% электромеханических устройств релейной защиты, а МП РЗА - всего 18,43% (на 2015 г.). С этим оборудованием работают релейщики на местах и будут работать еще многие годы. Сейчас на территории Росси действует одна ЦПС расположенная в Красноярском крае.
Если рассматривать ЦПС только со стороны РЗА, то сложно заметить явные преимущества по сравнению с МП РЗА. Например, чувствительность защиты зависит от характеристик устройств РЗА, а также от процессов в первичной сети. Характеристики устройств РЗА в конечном счете проявляются в виде коэффициентов в формулах расчета уставок - тех самых коэффициентов надежности, возврата, отстройки и т.д. Сегодня в традиционных МП РЗА все они максимально приблизились к 1. Коэффициенты надежности и отстройки равны 1,1, коэффициент возврата - 0,95-О,97.Чувствительность защит зависит от пусковых токов, бросков тока намагничивания и апериодической составляющей при включении машин в сеть либо от внедрения новых алгоритмов, которые позволяют отличать эти процессы от настоящих КЗ.
Технологическое преимущество ЦПС практически не влияет параметры от которых зависит чувствительность. Это значит, что чувствительность «цифровых» МТЗ, ДЗ, ТЗНП и т.д. будет такой же, как и у нынешних терминалов. Единственными защитами, у которых чувствительность повысится, будут дифференциальные из-за отсутствия насыщения магнитопровода (справедливо только для оптических ТТ). Но у дифференциальных защит и так нет проблем с чувствительностью, потому что в современных блоках реализован алгоритм электрического торможения от сквозных токов КЗ, который нивелирует эффект насыщения ТТ.
Для ДЗШ, где уставка выбирается равной номинальному току самого мощного присоединения, вводится простой и понятный алгоритм для чувствительности защиты при опробовании. И здесь с чувствительностью опять же все в порядке.Также существуют алгоритмы выравнивания токов по разным плечам диффзащиты, что позволяет устанавливать на ПС измерительные трансформаторы с разными номинальными вторичными токами (1 и 5 А).
Для ступенчатых защит, при сильном искажении вторичного тока вследствие насыщения, применяют алгоритмы восстановления синусоиды. Хотя это обычно является следствием неправильно выбранных ТТ и устраняется увеличением коэффициента трансформации.
Отсюда можно сделать вывод, что технологии цифровой подстанции никак не решают задачу увеличения чувствительности. Если рассматривать селективность, быстродействие и надежность РЗА, так же значительные преимущества довольно сложно найти.
В результате выпускной квалификационной работы было выбрано оборудование для РУ 10 кВ с поддержкой стандарта МЭК 61850. Был произведён расчет токов кроткого замыкания в целях выбора силовых выключателей для РУ 10 кВ. Так же был выбран оптимальный путь развития РУ с учетом доступного сейчас на российском рынке оборудования с поддержкой стандарта МЭК 61850. Выбраны необходимые виды защит для защищаемых объектов ПС, нужное типоисполение у терминалов фирмы-разработчик ООО НТЦ «Механотроника». Было выбрано необходимое дополнительное оборудование, для реализации проекта ЦПС, от фирмы изготовителя «Инженерный центр «Энергосервис»».
