Помощь студентам в учебе
Реализация второй архитектуры цифровой подстанции 110/10 кВ по схеме 4Н
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 11
1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
СЕТИРАЙОНА 12
1.1. Структура и перечень основного оборудования 12
1.2. Анализ условий работы силовых трансформаторов 110 кВ 14
1.3. Расчет режима максимальных нагрузок существующей сети 17
2. ВЫБОР ВАРИАНТА РАЗВИТИЯ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
СЕТИ 21
2.1. Выбор структурной схемы электростанции ЭС-2 21
2.2. Установка трансформаторов на ЭС-2 21
2.3. Установка трансформаторов на подстанциях 6 и 7 23
2.4. Выбор конфигурации сети 24
2.5. Выбор сечений проводов линий электропередач 24
3. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
СЕТИ 26
4. ВЫБОР ОСНОВНОГО СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ №7 34
4.1. Состав нагрузки проектируемой ПС 34
4.2. Выбор силовых трансформаторов нагрузки 35
5. ВЫБОР ВИДА И ИСТОЧНИКА ОПЕРАТИВНОГО ТОКА НА
ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПС И РП 36
5.1. Выбор вида оперативного тока 36
5.2. Выбор источников оперативного тока 36
5.3. Определение мощности ТСН на Г11П 36
5.4. Определение мощности ТСН на РП 37
6. РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ 39
6.1. Расчет токов КЗ в максимальном режиме 39
6.2. Расчет токов КЗ в минимальном режиме 41
7. ВЫБОР И ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ
ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА ВЫСОКОЙ И НИЗКОЙ СТОРОНАХ ПС, РП 44
7.1. Выбор выключателей на стороне ВН ПС 44
7.2. Выбор вводных выключателей на стороне НН ПС 46
8. ВЫБОР ТИПОИПОЛНЕНИЯ УСТРОЙСТВ РЗА И АВТОМАТИКИ
ВСЕХ ОБЪЕКТОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ, ЯЧЕЕК ЛИНИИ НА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ 50
8.1. Выбор фирмы изготовителя РЗА 50
8.2. Выбор типоисполнений УРЗА для объектов 10 кВ ПС 50
8.2.1. Выбор устройств РЗА для кабельной линии 10 кВ 50
8.2.2. Выбор устройств РЗА для электродвигателя 10 кВ 51
8.2.3. Выбор устройств РЗА для трансформатора 10/0,4 кВ 52
8.2.4. Выбор устройств РЗА для вводного выключателя 10 кВ 53
8.2.5. Выбор устройств РЗА для секционного выключателя 10 кВ 54
8.2.6. Выбор устройств РЗА для ТН 10 кВ шин Г11П 54
8.3. Выбор типоисполнений УРЗА для объектов 110 кВ ПС 55
8.3.1. Выбор устройств РЗА для силового трансформатора 55
8.3.2. Выбор устройств РЗА для ЛЭП 56
9. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИНАЛА РЗА ЯЧЕЙКИ КРУ К ЭД 57
9.1. Выбор короткой КЛ к ЭД 57
9.2. Виды РЗА подлежащие расчету 57
9.3. Методика расчета уставок для ЭД 58
9.4. Токовая отсечка ЭД 58
9.5. Защита от технологической перегрузки 60
9.6. Защита от затянутого пуска и блокировки ротора 62
9.7. Защита минимального напряжения 63
9.7. АПВ после ЗМН 64
9.7. УРОВ 65
9.8. Функция определения поврежденного фидера 67
9.9. Защита от несимметричного режима работы или обрыва фаз 67
9.10. Защита минимального тока 68
10. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИНАЛА РЗА ЯЧЕЙКИ СВ И ВВ
ГПП 70
10.1. Методика расчета уставок для СВ и ВВ 70
Виды
10.3. ТОВВ 70
10.4. МТЗ СВ ГПП 70
10.5. ЛЗШ СВ 73
10.6. АВР СВ ГПП 74
10.7. УРОВ СВ 76
10.8. АВР терминала ввода ГПП 77
10.9. Восстановление нормального режима работы после АВР 79
11. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИНАЛА РЗА ДЗТ
ТРАНСФОРМАТОРА 110 КВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПС 81
11.1. Методика расчета уставок ДЗТ 81
11.2. Расчет уставок 81
11.3. Выбор уставок ДЗТ в терминале 90
12. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИНАЛА РЗА ДЗ ЛЭП 110 КВ
ОТХОДЯЩЕЙ К ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ 92
12.1. Методика расчета уставок ДЗ 92
12.2. Расчет уставок ДЗ по общей методике ФСК 92
12.3. Задание уставок ДЗ в терминале «Бреслер-0107.511» 96
13. РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИИ.
ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ АСУ ТП 99
13.1. Выбор фирмы изготовителя АСУ ТП 99
13.2. Разработка архитектуры цифровой подстанции 99
14. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ VLAN-
СЕТЕЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГИБКОЙ СЕТЕВОЙ АРХИТЕКТУРЫ ПОДСТАНЦИИ 105
14.1. Понятие цифровой подстанции, требования, стандарты 105
14.2. Виды архитектур ЦПС 107
14.3. Проблемы перегрузки локальной сети ЦПС 109
14.4. Функциональные возможности виртуальных сетей (VLAN) 111
14.5. Виртуальные сети на основе группировки портов 112
14.6. Виртуальные сети на основе стандарта IEEE 802.1Q 114
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 119
ВВЕДЕНИЕ 11
1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
СЕТИРАЙОНА 12
1.1. Структура и перечень основного оборудования 12
1.2. Анализ условий работы силовых трансформаторов 110 кВ 14
1.3. Расчет режима максимальных нагрузок существующей сети 17
2. ВЫБОР ВАРИАНТА РАЗВИТИЯ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
СЕТИ 21
2.1. Выбор структурной схемы электростанции ЭС-2 21
2.2. Установка трансформаторов на ЭС-2 21
2.3. Установка трансформаторов на подстанциях 6 и 7 23
2.4. Выбор конфигурации сети 24
2.5. Выбор сечений проводов линий электропередач 24
3. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
СЕТИ 26
4. ВЫБОР ОСНОВНОГО СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ №7 34
4.1. Состав нагрузки проектируемой ПС 34
4.2. Выбор силовых трансформаторов нагрузки 35
5. ВЫБОР ВИДА И ИСТОЧНИКА ОПЕРАТИВНОГО ТОКА НА
ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПС И РП 36
5.1. Выбор вида оперативного тока 36
5.2. Выбор источников оперативного тока 36
5.3. Определение мощности ТСН на Г11П 36
5.4. Определение мощности ТСН на РП 37
6. РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ 39
6.1. Расчет токов КЗ в максимальном режиме 39
6.2. Расчет токов КЗ в минимальном режиме 41
7. ВЫБОР И ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ
ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА ВЫСОКОЙ И НИЗКОЙ СТОРОНАХ ПС, РП 44
7.1. Выбор выключателей на стороне ВН ПС 44
7.2. Выбор вводных выключателей на стороне НН ПС 46
8. ВЫБОР ТИПОИПОЛНЕНИЯ УСТРОЙСТВ РЗА И АВТОМАТИКИ
ВСЕХ ОБЪЕКТОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ, ЯЧЕЕК ЛИНИИ НА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ 50
8.1. Выбор фирмы изготовителя РЗА 50
8.2. Выбор типоисполнений УРЗА для объектов 10 кВ ПС 50
8.2.1. Выбор устройств РЗА для кабельной линии 10 кВ 50
8.2.2. Выбор устройств РЗА для электродвигателя 10 кВ 51
8.2.3. Выбор устройств РЗА для трансформатора 10/0,4 кВ 52
8.2.4. Выбор устройств РЗА для вводного выключателя 10 кВ 53
8.2.5. Выбор устройств РЗА для секционного выключателя 10 кВ 54
8.2.6. Выбор устройств РЗА для ТН 10 кВ шин Г11П 54
8.3. Выбор типоисполнений УРЗА для объектов 110 кВ ПС 55
8.3.1. Выбор устройств РЗА для силового трансформатора 55
8.3.2. Выбор устройств РЗА для ЛЭП 56
9. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИНАЛА РЗА ЯЧЕЙКИ КРУ К ЭД 57
9.1. Выбор короткой КЛ к ЭД 57
9.2. Виды РЗА подлежащие расчету 57
9.3. Методика расчета уставок для ЭД 58
9.4. Токовая отсечка ЭД 58
9.5. Защита от технологической перегрузки 60
9.6. Защита от затянутого пуска и блокировки ротора 62
9.7. Защита минимального напряжения 63
9.7. АПВ после ЗМН 64
9.7. УРОВ 65
9.8. Функция определения поврежденного фидера 67
9.9. Защита от несимметричного режима работы или обрыва фаз 67
9.10. Защита минимального тока 68
10. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИНАЛА РЗА ЯЧЕЙКИ СВ И ВВ
ГПП 70
10.1. Методика расчета уставок для СВ и ВВ 70
Виды
10.3. ТОВВ 70
10.4. МТЗ СВ ГПП 70
10.5. ЛЗШ СВ 73
10.6. АВР СВ ГПП 74
10.7. УРОВ СВ 76
10.8. АВР терминала ввода ГПП 77
10.9. Восстановление нормального режима работы после АВР 79
11. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИНАЛА РЗА ДЗТ
ТРАНСФОРМАТОРА 110 КВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПС 81
11.1. Методика расчета уставок ДЗТ 81
11.2. Расчет уставок 81
11.3. Выбор уставок ДЗТ в терминале 90
12. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИНАЛА РЗА ДЗ ЛЭП 110 КВ
ОТХОДЯЩЕЙ К ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ 92
12.1. Методика расчета уставок ДЗ 92
12.2. Расчет уставок ДЗ по общей методике ФСК 92
12.3. Задание уставок ДЗ в терминале «Бреслер-0107.511» 96
13. РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИИ.
ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ АСУ ТП 99
13.1. Выбор фирмы изготовителя АСУ ТП 99
13.2. Разработка архитектуры цифровой подстанции 99
14. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ VLAN-
СЕТЕЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГИБКОЙ СЕТЕВОЙ АРХИТЕКТУРЫ ПОДСТАНЦИИ 105
14.1. Понятие цифровой подстанции, требования, стандарты 105
14.2. Виды архитектур ЦПС 107
14.3. Проблемы перегрузки локальной сети ЦПС 109
14.4. Функциональные возможности виртуальных сетей (VLAN) 111
14.5. Виртуальные сети на основе группировки портов 112
14.6. Виртуальные сети на основе стандарта IEEE 802.1Q 114
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 119
Подстанция играет решающую роль в энергосистеме, способствуя эффективной передаче и распределению электроэнергии от электростанций к конечным потребителям. Он служит важнейшим связующим звеном между высоковольтными линиями электропередачи и низковольтными распределительными сетями, где уровни напряжения регулируются и контролируются для обеспечения безопасной и надежной подачи электроэнергии. Подстанция выступает в качестве жизненно важного инфраструктурного компонента энергосистемы, обеспечивая эффективную и надежную подачу электроэнергии потребителям при сохранении стабильности и безопасности системы.
Проектирование электрических подстанций, электрических сетей и систем заключается в составлении описаний еще не существующих объектов, предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии. Эти описания в графической и текстовой форме составляют содержание проекта, т.е. совокупности документов, необходимых для создания нового энергетического оборудования и установок.
Проектирование электрических подстанций, электрических сетей и систем заключается в составлении описаний еще не существующих объектов, предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии. Эти описания в графической и текстовой форме составляют содержание проекта, т.е. совокупности документов, необходимых для создания нового энергетического оборудования и установок.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы была проанализирована районная электрическая сеть, в результате чего была выявлена необходимость замены некоторых трансформаторов на более мощные, а именно ТДН-10/110 на ТРДН-40/110 и ТМТН-6,3/110 на ТДТН-40/110.
Были подключены к сети новые потребители (п/ст 6 и п/ст 7) и электростанция ЭС-2. Подключение линий: п/ст 4 - ЭС-2, п/ст 5 - ЭС-2 двухцепными, п/ст 2 - п/ст 6, п/ст 2 - п/ст 7 двухцепными.
На сооружаемых подстанциях было выбрано число и мощность трансформаторов: два ТРДН-40/110 на п/ст-6, два ТРДН-40/110 на п/ст-7, блочные трансформаторы ТДЦ-63/110 на ЭС-2, а также трансформаторы ТРДЦН-63/110 на ГРУ ЭС-2. Подобрано сечение ЛЭП: двухцепные линии п/ст 4 - ЭС-2 выполнены проводом АС-185/29, двухцепные линии п/ст 5 - ЭС-2 выполнены проводом АС-240/32, двухцепные линии п/ст 2 - п/ст 6 с проводом АС-120/19 и п/ст 2 - п/ст 7 с проводом АС-95/16.
Проанализирована работа сети в режиме максимальных, минимальных нагрузок и послеаварийных режимах работы. В результате чего была выявлена необходимость замены провода линии п/ст 41 - п/ст 4сн на АС-95/16, линии п/ст 4сн - п/ст 42 проводом АС-150/24, линии п/ст 1 - п/ст 2 проводом АС-240/32.
На проектируемой п/ст 7 были рассчитаны токи КЗ на сторонах ВН и НН ПС, за трансформаторами ТСН и нагрузки в максимальном и минимальном режимах.
Были выбраны силовые автоматические выключатели на стороне ВН - элегазовые баковые с пружинным приводом, на стороне НН - вакуумные.
На проектируемой ПС были выбраны следующие устройства РЗА и автоматики:
- для защиты электродвигателя 10 кВ - «Бреслер-0107.250»;
- для защиты трансформатора нагрузки 10/0,4 кВ - «Бреслер- 0107.200»;
- для защиты КЛ, отходящей от Г1П1 к РП - «Бреслер-0107.200.К»;
- для защиты секционного выключателя на РП - «Бреслер-0107.220»;
- для защиты секционного выключателя на ГПП -
«Бреслер-0107.220.К»;
- для защиты вводного выключателя на РП - «Бреслер-0107.210»;
- для защиты вводного выключателя на ГПП - «Бреслер-0107.210.К»;
- для основной
защиты силового
трансформатора
- шкаф
«Бреслер-0117.701»;
- для резервной
защиты силового
трансформатора
- шкаф
«Бреслер-0117.710»;
- для автоматики
РПН силового
трансформатора
- шкаф
«Бреслер-0117.750».
На существующей подстанции были выбраны устройства защиты:
- для резервной защиты ЛЭП 110 кВ - шкаф «Бреслер-0117.511».
Для каждого УРЗА были посчитаны уставки защит.
Была разработана вторая архитектура цифровой подстанции, выбрано оборудование АСУ ТП фирмы «ИНБРЭС».
Были проанализированы функциональные возможности виртуальных сетей (VLAN) в создании гибкой сетевой архитектуры ЦПС. Основным достоинством такой технологии является возможность быстрой изоляции сетевого сегмента посредством одного коммутатора. Функциональность локальной сети подстанции при этом сохранится, но при этом снижена нагрузка на каналы передачи данных.
Были подключены к сети новые потребители (п/ст 6 и п/ст 7) и электростанция ЭС-2. Подключение линий: п/ст 4 - ЭС-2, п/ст 5 - ЭС-2 двухцепными, п/ст 2 - п/ст 6, п/ст 2 - п/ст 7 двухцепными.
На сооружаемых подстанциях было выбрано число и мощность трансформаторов: два ТРДН-40/110 на п/ст-6, два ТРДН-40/110 на п/ст-7, блочные трансформаторы ТДЦ-63/110 на ЭС-2, а также трансформаторы ТРДЦН-63/110 на ГРУ ЭС-2. Подобрано сечение ЛЭП: двухцепные линии п/ст 4 - ЭС-2 выполнены проводом АС-185/29, двухцепные линии п/ст 5 - ЭС-2 выполнены проводом АС-240/32, двухцепные линии п/ст 2 - п/ст 6 с проводом АС-120/19 и п/ст 2 - п/ст 7 с проводом АС-95/16.
Проанализирована работа сети в режиме максимальных, минимальных нагрузок и послеаварийных режимах работы. В результате чего была выявлена необходимость замены провода линии п/ст 41 - п/ст 4сн на АС-95/16, линии п/ст 4сн - п/ст 42 проводом АС-150/24, линии п/ст 1 - п/ст 2 проводом АС-240/32.
На проектируемой п/ст 7 были рассчитаны токи КЗ на сторонах ВН и НН ПС, за трансформаторами ТСН и нагрузки в максимальном и минимальном режимах.
Были выбраны силовые автоматические выключатели на стороне ВН - элегазовые баковые с пружинным приводом, на стороне НН - вакуумные.
На проектируемой ПС были выбраны следующие устройства РЗА и автоматики:
- для защиты электродвигателя 10 кВ - «Бреслер-0107.250»;
- для защиты трансформатора нагрузки 10/0,4 кВ - «Бреслер- 0107.200»;
- для защиты КЛ, отходящей от Г1П1 к РП - «Бреслер-0107.200.К»;
- для защиты секционного выключателя на РП - «Бреслер-0107.220»;
- для защиты секционного выключателя на ГПП -
«Бреслер-0107.220.К»;
- для защиты вводного выключателя на РП - «Бреслер-0107.210»;
- для защиты вводного выключателя на ГПП - «Бреслер-0107.210.К»;
- для основной
защиты силового
трансформатора
- шкаф
«Бреслер-0117.701»;
- для резервной
защиты силового
трансформатора
- шкаф
«Бреслер-0117.710»;
- для автоматики
РПН силового
трансформатора
- шкаф
«Бреслер-0117.750».
На существующей подстанции были выбраны устройства защиты:
- для резервной защиты ЛЭП 110 кВ - шкаф «Бреслер-0117.511».
Для каждого УРЗА были посчитаны уставки защит.
Была разработана вторая архитектура цифровой подстанции, выбрано оборудование АСУ ТП фирмы «ИНБРЭС».
Были проанализированы функциональные возможности виртуальных сетей (VLAN) в создании гибкой сетевой архитектуры ЦПС. Основным достоинством такой технологии является возможность быстрой изоляции сетевого сегмента посредством одного коммутатора. Функциональность локальной сети подстанции при этом сохранится, но при этом снижена нагрузка на каналы передачи данных.
Подобные работы
- Реализация второй архитектуры цифровой подстанции 110/10 кВ при развитии сети энергорайона
Дипломные работы, ВКР, Электроснабжение и элктротехника. Язык работы: Русский. Цена: 4600 р. Год сдачи: 2023