📄Работа №198771
Тема: Автоматизация защиты оборудования и оперативно-диспетчерского управления на ПС 500 кВ «Златоуст»
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
83 листов
Год:
2016
Просмотров:
43
4830
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1.1 Развитие современных микропроцессорных автоматических устройств противоаварийного управления 8
1.2 Микропроцессорные устройства РЗА серии SIPROTEC (SIEMENS AG).. 9
1.3 Шкафы ШЭ2710 производства ООО НПП «ЭКРА» 14
1.4 Микропроцессорные устройства защиты RET 521 и RET 670
производства ООО «АББ Силовые и Автоматизированные Системы».. 1 15
1.5 Преимущества МП РЗА SIEMENS SIPROTEC 16
2 РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ 17
2.1 Исходная схема подстанции 17
2.2 Анализ режимов работы автотрансформаторов 17
2.3 Проверка выключателей и разъединителей 18
2.4 Проверка реакторов 24
2.5 Проверка токоведущих частей 26
2.6 Проверка трансформаторов тока 28
2.7 Проверка трансформаторов напряжения 32
2.8 Проверка ОПН 35
3 ВЫБОР ИСТОЧНИКА ОПЕРАТИВНОГО ТОКА 38
4 ВЫБОР ВИДА ЗАЩИТ И АВТОМАТИКИ 40
4.1 Противоаварийная автоматика 40
4.2 Дифференциальная защита шин 40
4.3 Защиты автотрансформаторов 500/110/10 кВ 40
4.4 Состав устройств релейной защиты и автоматики ВЛ-500кВ 47
4.5 Выбор вида защит и автоматики для ВЛ 110 кВ и объектов ОРУ 110 кВ.. 447
4.6 Рассчёт уставок защиты ВЛ 110 кВ Златоуст - Сатка-3-Приваловская . 448
5 АСУТП НА ПОДСТАНЦИИ 500 кВ «ЗЛАТОУСТ» 55
5.1 Структура АСУТП подстанции 500/110/10 кВ «Златоуст» 55
5.2 Система управления, мониторинга и диагностики
автотрансформаторов на подстанции 500 кВ «Златоуст» 56
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Технические данные электрического оборудования
ПС 500 кВ «Златоуст» 73
Приложение Б. Схема электрическая ПС 500 кВ «Златоуст» 77
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1.1 Развитие современных микропроцессорных автоматических устройств противоаварийного управления 8
1.2 Микропроцессорные устройства РЗА серии SIPROTEC (SIEMENS AG).. 9
1.3 Шкафы ШЭ2710 производства ООО НПП «ЭКРА» 14
1.4 Микропроцессорные устройства защиты RET 521 и RET 670
производства ООО «АББ Силовые и Автоматизированные Системы».. 1 15
1.5 Преимущества МП РЗА SIEMENS SIPROTEC 16
2 РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ 17
2.1 Исходная схема подстанции 17
2.2 Анализ режимов работы автотрансформаторов 17
2.3 Проверка выключателей и разъединителей 18
2.4 Проверка реакторов 24
2.5 Проверка токоведущих частей 26
2.6 Проверка трансформаторов тока 28
2.7 Проверка трансформаторов напряжения 32
2.8 Проверка ОПН 35
3 ВЫБОР ИСТОЧНИКА ОПЕРАТИВНОГО ТОКА 38
4 ВЫБОР ВИДА ЗАЩИТ И АВТОМАТИКИ 40
4.1 Противоаварийная автоматика 40
4.2 Дифференциальная защита шин 40
4.3 Защиты автотрансформаторов 500/110/10 кВ 40
4.4 Состав устройств релейной защиты и автоматики ВЛ-500кВ 47
4.5 Выбор вида защит и автоматики для ВЛ 110 кВ и объектов ОРУ 110 кВ.. 447
4.6 Рассчёт уставок защиты ВЛ 110 кВ Златоуст - Сатка-3-Приваловская . 448
5 АСУТП НА ПОДСТАНЦИИ 500 кВ «ЗЛАТОУСТ» 55
5.1 Структура АСУТП подстанции 500/110/10 кВ «Златоуст» 55
5.2 Система управления, мониторинга и диагностики
автотрансформаторов на подстанции 500 кВ «Златоуст» 56
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Технические данные электрического оборудования
ПС 500 кВ «Златоуст» 73
Приложение Б. Схема электрическая ПС 500 кВ «Златоуст» 77
📖 Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе разработаны и обоснованы технические решения по автоматизации защиты оборудования и оперативно-диспетчерского управления на подстанции 500 кВ «Златоуст». Актуальность исследования обусловлена критической значимостью данной энергообъекта для электроснабжения Златоустовского промышленного узла и транзита мощности между ОЭС Урала и Средней Волги, а также моральным и физическим износом существующего оборудования, эксплуатирующегося с 1958 года. Основные результаты включают комплексный анализ эксплуатационных режимов работы автотрансформаторов с учетом перспективных нагрузок, проверку линейного оборудования и обоснованный выбор нового автотрансформатора АТДЦТН 250000/500/110. В качестве ключевого решения предложено внедрение микропроцессорных терминалов серии SIPROTEC (SiemENS AG) для защиты автотрансформаторов, шин и воздушных линий, выполнены расчеты уставок дифференциальной и дистанционной защит, а также выбрана современная система оперативного тока на базе аккумуляторных батарей VARTA. Научная значимость заключается в адаптации методик расчета и выбора устройств РЗА для модернизируемых объектов с уникальными режимами работы, а практическая — в создании конкретного проекта, обеспечивающего повышение надежности, селективности и быстродействия защиты, что минимизирует риски аварийных отключений. Теоретической основой работы послужили нормативные документы (ПУЭ, ПТЭЭП), типовые решения ОАО «Институт Энергосетьпроект», а также специализированные методические указания по устройствам SIPROTEC (СТО 56947007-29.120.70.135-2012) и исследования в области микропроцессорных систем автоматизации.
📖 Введение
Подстанция 500 кВ «Златоуст» - электрическая подстанция в Челябинской области, является одной из крупнейших и старейших подстанций Урала (в 2015 году объект отпраздновал 57 лет эксплуатации).
Подстанция 500 кВ «Златоуст» размещается в западной части Челябинской области. Она питает Златоустовскую горнозаводскую зону: третий по величине город на Южном Урале Златоуст с населением около 180 тысяч человек и близлежащие населённые пункты. Подстанция 500 кВ «Златоуст» обеспечивает работу Златоустовских металлургического и машиностроительного заводов, завода «Булат» и десятков других предприятий, участок Южно-Уральской железной дороги.
Объектом выпускной квалификационной работы является подстанция 500 кВ «Златоуст». ПС 500 кВ Златоуст расположена на транзите 500 кВ, соединяющим ОЭС Урала и ОЭС Средней Волги, переток мощности по которому может изменяться от максимальных значений до нулевой разгрузки. Напряжение на рассматриваемой подстанции в максимальных режимах превышает наибольшее рабочее напряжение 525 кВ, а в минимальных - приближается к минимальнодопустимым значениям по устойчивости нагрузки.
Подстанция была введена в эксплуатацию почти 60 лет назад - в 1958 году. В 1962 году была одной из первых подстанций в нашей стране, переведенных на напряжение 500 кВ. Первоначально подстанция была построена на номинальное напряжение 400 кВ, в связи с этим компоновка ОРУ 500 кВ достаточно уплотнена. С 1958 года подстанция 500кВ «Златоуст» реконструировалась в конце 70-х - начале 80-х годов. То есть часть установленного оборудования 50-х гг. выпуска, часть - 70-х гг. выпуска. В связи с этим в 90-е годы потребовалась ее комплексная реконструкция. Необходимость реконструкции подстанции Златоуст подтверждена «Программой комплексного технического перевооружения электрических сетей ОАО «ФСК ЕЭС»» [17].
На настоящий момент одной из главных актуальных проблем энергетической отрасли является комплексное техническое перевооружение и реконструкция систем РЗА с ориентацией на максимальную автоматизацию операций диспетчерского управления. Решение этой задачи невозможно без использования микропроцессорных устройств. В настоящее время они образуют высокосовершенные комплексы взаимодействующих автоматических устройств управления нормальными режимами и противоаварийного управления электроэнергетическими системами (ЭЭС) и системами электроснабжения. Широкие информационные и сервисные функции, совместимость и связь с персональной ЭВМ оператора-диспетчера и с более высоким уровнем иерархической автоматизированной системы управления (АСУ) электроснабжением обеспечивают современный уровень реализации, высокую эффективность и надежность функционирования противоаварийной автоматики [13].
Предмет выпускной квалификационной работы - автоматизированная система управления Микропроцессорными устройствами РЗА.Целью выпускной квалификационной работы является повышение надежности работы оборудования подстанции 500 кВ «Златоуст».
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
- выполнить расчет эксплуатационных режимов;
- произвести выбор источника оперативного тока;
- выбрать виды защит и автоматики и произвести расчет уставок;
- рассмотреть интеграцию системы управления, мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования в АСУТП подстанции;
- проанализировать безопасность жизнедеятельности на предприятии.
Подстанция 500 кВ «Златоуст» размещается в западной части Челябинской области. Она питает Златоустовскую горнозаводскую зону: третий по величине город на Южном Урале Златоуст с населением около 180 тысяч человек и близлежащие населённые пункты. Подстанция 500 кВ «Златоуст» обеспечивает работу Златоустовских металлургического и машиностроительного заводов, завода «Булат» и десятков других предприятий, участок Южно-Уральской железной дороги.
Объектом выпускной квалификационной работы является подстанция 500 кВ «Златоуст». ПС 500 кВ Златоуст расположена на транзите 500 кВ, соединяющим ОЭС Урала и ОЭС Средней Волги, переток мощности по которому может изменяться от максимальных значений до нулевой разгрузки. Напряжение на рассматриваемой подстанции в максимальных режимах превышает наибольшее рабочее напряжение 525 кВ, а в минимальных - приближается к минимальнодопустимым значениям по устойчивости нагрузки.
Подстанция была введена в эксплуатацию почти 60 лет назад - в 1958 году. В 1962 году была одной из первых подстанций в нашей стране, переведенных на напряжение 500 кВ. Первоначально подстанция была построена на номинальное напряжение 400 кВ, в связи с этим компоновка ОРУ 500 кВ достаточно уплотнена. С 1958 года подстанция 500кВ «Златоуст» реконструировалась в конце 70-х - начале 80-х годов. То есть часть установленного оборудования 50-х гг. выпуска, часть - 70-х гг. выпуска. В связи с этим в 90-е годы потребовалась ее комплексная реконструкция. Необходимость реконструкции подстанции Златоуст подтверждена «Программой комплексного технического перевооружения электрических сетей ОАО «ФСК ЕЭС»» [17].
На настоящий момент одной из главных актуальных проблем энергетической отрасли является комплексное техническое перевооружение и реконструкция систем РЗА с ориентацией на максимальную автоматизацию операций диспетчерского управления. Решение этой задачи невозможно без использования микропроцессорных устройств. В настоящее время они образуют высокосовершенные комплексы взаимодействующих автоматических устройств управления нормальными режимами и противоаварийного управления электроэнергетическими системами (ЭЭС) и системами электроснабжения. Широкие информационные и сервисные функции, совместимость и связь с персональной ЭВМ оператора-диспетчера и с более высоким уровнем иерархической автоматизированной системы управления (АСУ) электроснабжением обеспечивают современный уровень реализации, высокую эффективность и надежность функционирования противоаварийной автоматики [13].
Предмет выпускной квалификационной работы - автоматизированная система управления Микропроцессорными устройствами РЗА.Целью выпускной квалификационной работы является повышение надежности работы оборудования подстанции 500 кВ «Златоуст».
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
- выполнить расчет эксплуатационных режимов;
- произвести выбор источника оперативного тока;
- выбрать виды защит и автоматики и произвести расчет уставок;
- рассмотреть интеграцию системы управления, мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования в АСУТП подстанции;
- проанализировать безопасность жизнедеятельности на предприятии.
✅ Заключение
В данной квалификационной работе, для обеспечения безаварийной работы ПС 500 кВ «Златоуст», был проведен анализ работы автотрансформаторов подстанции 500кВ «Златоуст» в нормальном и утяжелённом режиме с учётом перспективных нагрузок. С учётом рассчитанных токов короткого замыкания, было подтверждено правильность выбора подлежавшего замене автотрансформатора типа ANER3E (АТДЦТН) 250000/500/110 PN (У1). Также была произведена проверка линейного оборудования.
Для питания устройств управления, автоматики, сигнализации и релейной защиты элементов главной схемы электрических соединений в качестве источника оперативного тока выбраны две аккумуляторные батареи напряжением 220 В марки VARTA (Vb 2305), работающие с зарядно-выпрямительным устройством МС188 НРТ 80 220 ХЕТ + HP 25 16 ХЕТ S900.
В качестве основных защит выбраны терминалы: для АТ 7UT613, для шин - 7UT635 и для ВЛ - 7SA522 на базе микропроцессорных устройств серии SIPROTEC (SIEMENS AG). Высокая степень использования вычислительной мощности микропроцессоров в терминалах цифровых защиты SIEMENS SIPROTEC, позволяет более целесообразно применять их в устройствах РЗА. Произведен расчет дифференциальной защиты АТ1. Для линии 110кВ «Златоуст - Сатка-3 - Приваловская», проведен расчет уставок трех ступеней дистанционной защиты, составлена схема с указанием терминалов РЗА подстанции «Златоуст». Рассчитанные значения уставок обеспечивают надежную защиту оборудования при аварийных режимах работы. Оснащение схемы электроснабжения цифровыми устройствами РЗА улучшило эксплуатационные характеристики электрооборудования и повысило удобство в обслуживании, наладке и ремонте.
Рассмотренная система управления и мониторинга трансформаторного оборудования позволяет контролировать параметры АТ, дистанционно управлять системой РПН, проводить диагностику оборудования без его остановки. А интеграция СУМТО в АСУТП значительно облегчает работу диспетчерскому и эксплуатационному персоналу.
Разработан перечень мероприятий по охране труда на подстанции «Златоуст», указаны требования к персоналу обслуживающему электроустановки.
В настоящее время отсутствуют нормативно-методические материалы по оценке уровня эксплуатационных затрат на подстанциях нового поколения. Однако, очевидно, что комплексная реконструкция подстанции с использованием электротехнического оборудования повышенной надежности и созданием автоматизированных систем, позволяющих организовать управление с удаленного диспетчерского центра, привела к:
- значительному снижению эксплуатационно-ремонтного обслуживания,
- повышению надежности функционирования подстанции,
- предотвращению возможного ущерба у потребителей.
Для питания устройств управления, автоматики, сигнализации и релейной защиты элементов главной схемы электрических соединений в качестве источника оперативного тока выбраны две аккумуляторные батареи напряжением 220 В марки VARTA (Vb 2305), работающие с зарядно-выпрямительным устройством МС188 НРТ 80 220 ХЕТ + HP 25 16 ХЕТ S900.
В качестве основных защит выбраны терминалы: для АТ 7UT613, для шин - 7UT635 и для ВЛ - 7SA522 на базе микропроцессорных устройств серии SIPROTEC (SIEMENS AG). Высокая степень использования вычислительной мощности микропроцессоров в терминалах цифровых защиты SIEMENS SIPROTEC, позволяет более целесообразно применять их в устройствах РЗА. Произведен расчет дифференциальной защиты АТ1. Для линии 110кВ «Златоуст - Сатка-3 - Приваловская», проведен расчет уставок трех ступеней дистанционной защиты, составлена схема с указанием терминалов РЗА подстанции «Златоуст». Рассчитанные значения уставок обеспечивают надежную защиту оборудования при аварийных режимах работы. Оснащение схемы электроснабжения цифровыми устройствами РЗА улучшило эксплуатационные характеристики электрооборудования и повысило удобство в обслуживании, наладке и ремонте.
Рассмотренная система управления и мониторинга трансформаторного оборудования позволяет контролировать параметры АТ, дистанционно управлять системой РПН, проводить диагностику оборудования без его остановки. А интеграция СУМТО в АСУТП значительно облегчает работу диспетчерскому и эксплуатационному персоналу.
Разработан перечень мероприятий по охране труда на подстанции «Златоуст», указаны требования к персоналу обслуживающему электроустановки.
В настоящее время отсутствуют нормативно-методические материалы по оценке уровня эксплуатационных затрат на подстанциях нового поколения. Однако, очевидно, что комплексная реконструкция подстанции с использованием электротехнического оборудования повышенной надежности и созданием автоматизированных систем, позволяющих организовать управление с удаленного диспетчерского центра, привела к:
- значительному снижению эксплуатационно-ремонтного обслуживания,
- повышению надежности функционирования подстанции,
- предотвращению возможного ущерба у потребителей.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.