ВВЕДЕНИЕ 7
1 ВЫБОР СХЕМ СОЕДИНЕНИЙ НА СТОРОНАХ 220 И 10 КВ
ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПС 8
1.1. Выбор схемы РУ на стороне ВН подстанции 8
1.2 Выбор схемы РУ на стороне НН подстанции 9
2 ВЫБОР РЕЖИМА ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛЕЙ ТРАНСФОРМАТОРОВ
11
2.1 Выбор заземления нейтрали 11
2.2 Выбор сечения кабельной линии 12
2.3 Расчет суммарного емкостного тока замыкания на землю 13
3 СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ ПС 14
3.1 Выбор вида оперативного тока 14
3.2 Выбор источников оперативного тока 14
3.3 Определение мощности ТСН 14
3.4 Выбор предохранителей на ТСН 17
4 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 18
4.1 Определение суммарной максимальной нагрузки ПС 18
4.2 Определение мощности основных трансформаторов ПС 18
4.3 Выбор трансформатора 10/0,4 кВ РУ ПС 19
5 РАСЧЕТ ТКЗ 20
5.1 Расчет ТКЗ в программе ТоКо 20
5.1.1 Выбор сечения ВЛ 20
5.1.2 Расчет максимального и минимального режимов в программе ТоКо 20
6 ВЫБОР СИЛОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ, РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ, КРУ . 23
6.1 Выбор и проверка силовых выключателей и разъединителей на
стороне ВН ПС 23
6.1.1 Нормативные требования 23
6.1.2 Определение рабочего максимального тока в месте установки
выключателя 23
6.1.3 Определение периодической составляющей ТКЗ 24
6.1.4 Определение ударного тока трехфазного КЗ 24
6.1.5 Определение апериодической составляющей ТКЗ в момент
размыкания контактов выключателя 24
6.1.6 Расчет термического воздействия ТКЗ 24
6.2 ВЫБОР И ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ И
РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ НА СТОРОНЕ НН ПС 26
6.2.1 Нормативные требования 26
6.2.2 Определение рабочего максимального тока в месте установки
выключателя 26
6.2.3 Определение периодической составляющей ТКЗ 27
6.2.4 Определение ударного тока трехфазного КЗ 27
6.2.5 Определение апериодической составляющей ТКЗ в момент
размыкания контактов выключателя 27
6.2.6 Расчет термического воздействия ТКЗ 27
6.3 Проверка КЛ по термической стойкости 28
6.4 Положение секционных выключателей в нормальном режиме
работы 29
7 ВЫБОР ВИДОВ РЗА ДЛЯ ОБЪЕКТОВ НА СТОРОНЕ ВН И НН 30
7.1 Кабельная линия 10 кВ 30
7.2 Электродвигатель 10 кВ 31
7.3 Трансформатор 10/0,4 кВ 32
7.4 Генератор 10 кВ 34
7.5 Вводной выключатель 35
7.6 Секционный выключатель 10 кВ 35
7.7 Шины 10 кВ 36
7.8 Трансформатор 220/10 кВ 37
7.9 Воздушная линия 220 кВ 39
8 ВЫБОР ТИПОИСПОЛНЕНИЯ УРЗА НА СТОРОНЕ 220 И 10 КВ 41
8.1 Выбор фирмы-производителя УРЗА 41
8.2 Выбор типоисполнения УРЗА КЛ 10 кВ к РП, отходящих от шин
НН ПС с изолированной нейтралью 41
8.3 Выбор типоисполнения УРЗА ЭД 10 кВ 44
8.4 Выбор типоисполнения УРЗА трансформатора 10/0,4 кВ 45
8.5 Выбор типоисполнения УРЗА генератора 10 кВ 45
8.6 Выбор типоисполнения УРЗА ВВ секции шин 10 кВ ПС 46
8.7 Выбор типоисполнения УРЗА СВ секции шин 10 кВ ПС 47
8.8 Выбор исполнения ЗДЗ КРУ 10 кВ ПС 47
8.9 Выбор исполнения УРЗА в ячейке ТН секции 10 кВ ПС 48
8.10 Выбор типоисполнения УРЗА трансформатора 220/10 кВ 49
8.11 Выбор УРЗА на выключатель 220 кВ 52
8.12 Выбор типоисполнения УРЗА тупиковой ВЛ 220 кВ, 53
9 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ РЗА 56
9.1 Электродвигатель 10 кВ 56
9.1.1 Ячейка КРУ выключателя короткой КЛ к ЭД 10 кВ-АТД4
4000 кВт 56
9.1.2 Защита от перегрузки 59
9.1.3 Защита от блокировки ротора и затянутого пуска 61
9.1.4 УРОВ 62
9.2 Ячейка КРУ выключателя к трансформатору 10 кВ 64
9.2.1 Токовая отсечка трансформатора 64
9.2.2 Максимальная токовая защита трансформатора 66
9.2.3 Защита от перегрузки трансформатора 68
9.2.4 Защита от однофазных КЗ на стороне 0,4 кВ трансформатора 70
9.2.5 УРОВ 72
9.3 Ячейка КРУ выключателя КЛ к ТП 73
9.3.1 Токовая отсечка КЛ 74
9.3.2 Максимальная токовая защита с зависимой выдержкой
времени 74
9.3.3 УРОВ 78
9.5 Трансформатор ТРДН-63000/220 79
9.5.1 Дифференциальная защита трансформаторов 80
9.5.2 Максимальная токовая защита силового трансформатора
ТРДН-63000/220 83
9.5.3 Защита от перегрузки силового трансформатора ТДН-
63000/220 86
9.5.4 УРОВ трансформатора ТДН-63000/220 87
9.6 Воздушная линия 220 кВ 88
9.6.1 Токовая отсечка ВЛ 220 кВ 88
9.6.2 УРОВ ВЛ 220 кВ 89
9.6.3 Дистанционная защита линий 220 кВ 90
9.6.4 АПВ ВЛ 220 кВ 101
10 ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА 103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 106
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 107
В электрической сети возможны следующие повреждения и ненормальные режимы работы: междуфазные короткие замыкания (КЗ), однофазные КЗ, двухфазные КЗ, двухфазные КЗ на землю, перегрузки, качания, асинхронный режим, повышенные токи в линиях при повреждениях на стороне низшего напряжения трансформаторов приемной подстанции. Для защиты от вышеописанных ненормальных режимов работы и повреждений разработаны следующие типы защит: токовые защиты, токовые направленные защиты, дистанционные защиты, дифференциальные токовые продольные и поперечные защиты, защиты от перегрузок и т.д.
Разработка защиты того или иного электроэнергетического объекта заключается в выборе необходимого объема релейной защиты для каждого элемента входящего в объект, выборе соответствующих устройств релейной защиты, расчета уставок и правильного подключения. Сложностью разработки релейной защиты является обеспечение требований по быстродействию, надежности и селективности проектируемой защиты, а также снижению затрат на установку устройств РЗ. Все эти вопросы затронуты в данной работе.
Разработка релейной защиты и автоматики для подстанции была произведена согласно действующим нормативным техническим документам и неоднократно проверенным методикам расчета.
В ВКР для проектируемой подстанции 220/10 кВ было выбрано:
• схемы для сторон 220 и 10 кВ: «4Н Два блока линия - трансформатор с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий», «Одна секционированная выключателем система шин» соответственно.
• режимы заземления нейтралей трансформаторов: ВН - эффективно- заземленная, НН - изолированная нейтраль.
• сечение кабельной линии: ПвБВ 3x300/35-10.
• ТСН: ТМГ-400/10-У1.
• предохранители: ПКТ-101-3,2-12,5.
• силовые трансформаторы: ТРДН-63000/220-У1.
• трансформаторы 10/0,4: ТМГ-2500/10-У1.
• ВЛ: АС 240/32.
• выключатели: ВЭБ-220.
• разъединители: РПД-УЭТМ-220.
• КРУ-СЭЩ-70-10 с вакуумным выключателем VAH 15-50-8000.
• виды РЗА для объектов на сторонах 220 и 10 кВ.
• типоисполнения УРЗА на сторонах 220 и 10 кВ.
Для УРЗА были рассчитаны их параметры,
На этом основании можно утверждать, что релейная защита и автоматика подстанции будет верно функционировать в течение запланированного срока службы при выполнении требований по монтажу и эксплуатации цепей и оборудования подстанции.
