АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1. СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ
10
1.1. Требования к современным устройствам РЗА
1.2. Стойкость к внешним воздействиям
12
1.3. Электромагнитная совместимость
1.4. Алгоритмы обработки сигналов
1.5. Основные функции
2. ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 23
3. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
3.1. Выбор защит фидеров 28
3.2. Выбор защит вводного выключателя 10 кВ 29
3.3. Выбор защит силового трансформатора 31
3.4. Выбор защит шин 10 кВ 34
3.5. Выбор защит трансформатора напряжения 35
4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И УСТАВОК ЗАЩИТЫ 38
4.1. Расчет токов короткого замыкания на стороне высокого напряжения 40
4.2. Расчет токов короткого замыкания на стороне низкого напряжения 43
4.3. Расчет теплового импульса тока короткого замыкания 46
4.4. Расчет токов уставок максимально-токовой защиты и токов отсечки для фидеров 47
4.5. Защита от повреждений внутри кожуха и от понижений уровня масла 51
Защита от повреждений на выводах и внутренних повреждений трансформатора 52
4.7. Защита от токов внешних многофазных КЗ 57
4.8. Выбор предохранителей для трансформаторов собственных нужд 58
4.9. Электромагнитная совместимость 60
4.10. Автоматическое повторное включение 64
4.11. Автоматическая частотная разгрузка 65
4.12. Допустимые отклонения уставок устройств релейной защиты и автоматики от заданного значения 66
5. ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЩИТЫ 70
6. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
6.1. Общие сведения 79
6.2. Расчет стоимости оборудования 79
6.3. Расчет затрат 80
6.4. Расчет экономии эксплуатационных расходов 82
6.5. Расчет суммы амортизационных отчислений дополнительного оборудования 82
6.6. Расчет экономической эффективности реконструкции системы электроснабжения 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 86
Электрическая энергия широко применяется во всех областях народного хозяйства и в быту. Этому способствует универсальность и простота её использования, возможность производства в больших количествах и передача на большие расстояния.
Назначение релейной защиты и автоматики заключается в постоянном контроле над работой систем электроснабжения, обнаружении поврежденных участков и их быстром отключении, либо информировании персонала о повреждении или ненормальном режиме. Большинство повреждений в системах электроснабжения приводят к коротким замыканиям. Основными причинами коротких замыканий являются нарушение изоляции токоведущих частей, вызванные старением, неудовлетворительным состоянием, перенапряжением, механическим повреждением.
В последнее время одной из важных проблем в отечественной энергетике является замена устаревшего парка оборудования на электростанциях и подстанциях электроэнергетических систем. Так, эксплуатация морально устаревших комплексов релейной защиты может привести к ложным срабатываниям защит или даже их отказу, что в свою очередь приведёт к развитию опасных аварийных ситуаций и снижению надёжности функционирования электроэнергетических систем в целом. Всё это предопределяет актуальность темы на сегодняшний день по замене, реконструкции и модернизации комплексов релейной защиты с целью повышения надёжности функционирования и возможности передачи информации с низкого на более высокий уровень управления энергосистемой, а также возможность автоматического и дистанционного управления отдельными подстанциями.
Целью выпускной квалификационной работы является повышение надежности электроснабжения и показателей технического совершенства - быстродействия, селективности, чувствительности за счет внедрения ряда микропроцессорных терминалов, контроллеров фирмы Multilin, Бреслер для защиты, управле-ния, измерения и регистрации линий электропередач, распределения, а так же защиты трансформаторов, шин на ПС 110/10 кВ «Гагаринская».
Задачи:
- расчет нагрузок потребителей электроэнергии;
- выбор оборудования релейной защиты;
- расчет токов короткого замыкания и уставок защиты;
- настройка оборудования;
- оценка технико-экономических показателей.
Объект: Подстанция «Гагаринская»Предмет: комплекс релейной защиты и автоматики подстанции.
Темой выпускной квалификационной работы является автоматизация релейной защиты на ПС 110/10 «Гагаринская». Основной целью выпускной квалификационной работы является обеспечение надежности электроснабжения и качества электрической энергии за счет внедрения ряда микропроцессорных терминалов и контроллеров для защиты, управления, измерения и регистрации линий электропередач, распределения, а так же защиты трансформаторов, шин на ПС 110/10 кВ «Гагаринская». Микропроцессорная база позволяет существенно повысить (по сравнению с электромеханическими и микроэлектронными устройствами) технические характеристики дифференциальной защиты различного первичного оборудования (постоянная самодиагностика, высокая селективность, чувствительность и быстродействие) за счет применения более совершенных алгоритмов. В работе представлена автоматизация подстанции с применением новейшего оборудования произведенных отечественными и зарубежными производителями. Произведены испытания элементов микропроцессорной защиты.
Рассчитаны токи КЗ на стороне высокого и низкого напряжения для дальнейших расчетов максимальной токовой защиты и коэффициентов чувствительности. Посчитаны уставки защит трансформатора, защит фидеров, вводов 10 кВ.
Капитальные затраты на внедрение системы составляют 1469248 руб.
Также были рассмотрены вопросы по охране труда, произведен анализ всех производственных и экологических опасностей. Предусмотрены меры по охране труда и определены требования производственной санитарии. Рассмотрены вопросы по экологической безопасности и гражданской обороне.
1 Коровин Ю.В., Пахомов Е.И., Горшков К.Е. Расчет токов короткого замыкания в электрических системах. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. - 114с.
2 Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М.: Высшая школа, 1991. - 467 с.
3 Гловацкий В.Г., Пономарев И.В. современные средства релейной защиты и автоматики электросетей. М.: «Энергомашин», 4 электронная версия, 2004. - с.48-52.
4 Овчаренко Н.И. Микропроцессорная релейная защита и автоматика линий электропередачи ВН и СВН. Часть 1. - М.: НТФ «Прогресс», 2007. - 52 с.: ил.
5 Чернобровов Н.В., Семёнов В.А. Релейная защита энергетических систем: Учеб. пособие для техникумов. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 800 с.: ил.
6 Шабад М.А. Расчёт релейной защиты и автоматики распределительных сетей. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 296 с.
7 Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник для студентов высших учебных заведений/ Кудрин Б.И. - 2-е изд. - М.: Интермет Инжиниринг, 2006. - 672 с.: ил.
8 Блок А.В - Пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению - М.: “Высшая школа” , 1987.
9 Небрат, И.Л. Расчет токов короткого замыкания: учебное пособие / И.Л. Небрат. - М.: Минтопэнерго, 1996. - 50 с.
10 ГОСТ 12.2.032-88. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования. - Введ. 1979-01-01.- М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1979. - 5 с.
11 Технический регламент о требованиях пожарной безопасности от 22.07.2008 № 123-ФЗ.
12 Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.- М.: Энергоатомиздат, 2000.- 290с.
13 Типовая инструкция по охране труда для пользователей персональными электронно-вычислительными машинами ПЭВМ в электроэнергетике [текст]: РД 153-34.0-03.298-2001: утв. РАО "ЕЭС России" от 16.05.2001: ввод. в действие 01.05.2001. - М.: ЭНАС, 2001. - 90 с.