АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 7
1.1 Краткий анализ подстанции 7
1.2 Автоматизированная система диспетчерского и технологического управления (АСДУ) 8
1.3 Сравнение отечественных и зарубежных SCADA систем 9
2. ВЫБОР РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ 14
2.1 Назначение релейной защиты и автоматики 14
2.2 Выбор объектов защит и их типов 15
3. РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ 19
3.1 Расчёт параметров срабатывания дифференциальной токовой защиты трансформатора на реле типа ДЗТ – 21 19
3.2 Расчёт параметров срабатывания защиты от многофазных коротких замыканий на стороне НН, СН, ВН выполненной в виде максимальной токовой защиты с комбинированным пуском по напряжению 27
3.3 Расчёт параметров срабатывания максимальной токовой защиты трансформатора с выдержкой времени от перегрузки 30
4. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 33
4.1 Структурная схема АСДУ 33
4.2 Архитектура АСДУ 35
4.3 Технические характеристики оборудования 37
5. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АСДУ ПОДСТАНЦИИ ЗМЗ-4 46
5.1 Функционирование основной схемы подстанции ЗМЗ-4 46
5.2 Средства взаимодействия с подсистемой РАС 48
6. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 51
6.1 Основные показатели экономической эффективности 51
6.2 Расчёт годовой экономии от внедрения АСДУ 55
6.3 Расчёт годового экономического эффекта 58
7. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 59
7.1 Краткое описание подстанции ЗМЗ -4 59
7.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов 59
7.3 Выбор нормативных значений факторов рабочей среды и трудового процесса 60
7.4 Охрана труда 62
7.5 Производственная санитария 63
7.6 Эргономика и производственная эстетика 64
7.7 Противопожарная и взрывобезопасность 66
7.8 Экологическая безопасность 66
7.9 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
ЗАО «Электросеть» в г. Златоусте является электросетевой компанией, осуществляющей преобразование электрической энергии по распределительным сетям района металлургического завода. Основной задачей ЗАО «Электросеть» является надежная и бесперебойная поставка электроэнергии потребителям в соответствии с требованиями (ГОСТ 13109- 970).
Головная подстанция ПС ЗМЗ - 4 110/35/6 кВ мощностью 115МВА
расположена на территории металлургического завода, введена в эксплуатацию в1958г. Первичное напряжение по двум центральным линиям ЗМЗ-23 и ЗМЗ-25 подается с подстанции 500 кВ, расположенной на проспекте Гагарина. ПС ЗМЗ-4 обеспечивает электроснабжением 70% энергохозяйства металлургического завода, отдельные предприятия и несколько жилых районов города, включая потребителей I и II категории.
На подстанции релейная защита реализована на морально и физически устаревшей релейно-контакторной элементной базе. 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 подстанции в целом.
Всё это предопределяет актуальность темы на сегодняшний день по реконструкции комплексов релейной защиты с целью повышения надёжности функционирования и возможности передачи информации с низкого на более высокий уровень иерархии автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ). АСДУ включают устройства релейной защиты и противоаварийной автоматики, регистраторы аварийных процессов, устройства телемеханики и мониторинга силовых трансформаторов. Кроме автоматической защиты система АСДУ позволяет организовать учет электроэнергии, сбор и передачу данных о состоянии оборудования, автоматическое ведение суточной ведомости и ведомости событий [1].
Целью выпускной квалификационной работы является снижение расхода энергоресурсов ПС ЗМЗ – 4.
В рамках поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- расчет режимов, выбор вида и типа защит элементов системы электроснабжения ПС;
- разработка структурной схемы автоматизации ПС ЗМЗ-4;
- выбор оборудования для организации АСДУ ПС ЗМЗ-4;
- разработка функциональной и принципиальной схем подстанции;
- оценка технико-экономических показателей проекта.
Объектом выпускной квалификационной работы является
электрооборудование ПС ЗМЗ-4.
Предметом выпускной квалификационной работы является АСДУ ПС ЗМЗ-4.
В выпускной квалификационной работе разработана система автоматизации диспетчерского управления ПС ЗМЗ-4.
Разработана структурная схема системы автоматизации диспетчерского управления. Выбрано микропроцессорное оборудование фирмы Siemens, в качестве основы технического обеспечения верхнего уровня выбрано серверное оборудование в промышленном исполнении серии HP ProLiant фирмы Hewlett Packard и программное обеспечение OPC Trace Mode 6.
АСДУ позволит реализовать более улучшенное оперативно - диспетчерское управление, контроль над работой станции, выполнение необходимых измерений, дистанционное управление коммутационными аппаратами.
АСДУ ПС предусматривает:
— управление комплексом с диспетчерского пункта;
— наличие у диспетчера информации об объекте, достаточной для принятия решения по управлению им;
— существенное сокращение оборудования на верхнем уровне АСДУ и широкое внедрение дублирования и резервирования на нижнем и среднем уровнях, максимально возможная автоматизация всех процессов, введение диагностических показателей состояния действующего оборудования и т.п.
На основании вгхдноотечественного и компаниязарубежного опыта отвлениявнедрение нулевойоптимизационных методов кнтолерауправления экномиясетями электроснабжения еоральнхмыобеспечивает выбрансокращение потерь неслькоэлектроэнергии в ткорыхэлектрической сети на действующаяуровне 0,3% от завмостиобщего потребления ркомендациэлектроэнергии. Величина экономии электроэнергии составляет 2,5 % от месячного расхода.
Общая экономия за счет уменьшения расхода стдвухронимэнергоресурсов при истемывнедрении задачи должныуправления агрзкунрасходом составит затры18048000 руб.
Капитальные затраты на внедрение системы составляют 5468,778тыс.руб. Годовой экономический эффект от внедрения АСДУ за счет сокращения персонала, экономии энергоресурсов, улучшения качества электроэнергии составит 6637,188тыс.руб. Срок окупаемости проекта составляет 0,65 года, что свидетельствует о целесообразности проекта.
В разделе безопасность жизнедеятельности рассмотрена организация рабочего места оператора автоматизированной системы, выполнен расчет искусственного освещения главного щита ПС ЗМЗ-4. Отдельно рассмотрены вопросы экологической безопасности и вопросы обеспечения безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций.
