АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 9
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ПРЕДПРИЯТИИ 10
2 ВЫБОР ТИПА, МОЩНОСТИ, ЧИСЛА ЦЕХОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 13
3 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ, СХЕМЫ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГЛАВНОЙ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ 20
4 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ НА СТОРОНЕ ВЫСШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ 23
4.1 Определение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах 23
4.2 Расчет линии электропередачи от районной подстанции энергосистемы до
ГНН предприятия 24
4.3 Расчет токов короткого замыкания в начале отходящих линий от
питающей подстанции энергосистемы и на вводах ГНН 25
4.4 Выбор коммутационной аппаратуры, защитного и измерительного
оборудования для напряжения 110 кВ 27
5 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, РАСЧЁТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 32
5.1 Выбор величины напряжения внутризаводского электроснабжения 32
5.2 Построение схемы электроснабжения 32
5.3 Конструктивное исполнение электрической схемы 32
5.4 Расчет питающих линий 32
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 36
6.1 Расчет токов короткого замыкания в программе ТоКо 36
6.2 Расчет токов короткого замыкания в максимальном режиме работы 37
6.3 Расчет токов короткого замыкания в минимальном режиме работы 37
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ 39
8 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА 49
8.1 Выбор элементной базы РЗА 49
8.2 Выбор фирмы-изготовителя терминалов РЗА 51
8.3 Выбор видов и типоисполнения устройств РЗА для
присоединений 10 кВ 52
8.3.1 Кабельная линия 10 кВ к ТП цеха 52
8.3.2 Трансформатор 10/0,4 кВ 5
8.3.3 Вводной выключатель 10 кВ на ПП1 55
8.3.4 Секционный выключатель 10 кВ на ГНИ 56
8.3.5 Шины 10 кВ ГНИ 56
8.4 Выбор видов и типоисполнения устройств РЗА для присоединений 110 кВ 57
8.4.1 Двухобмоточный трансформатор ТДН-16000/110 57
8.4.2 Воздушная линия 110 кВ 59
9 РАСЧЕТ УСТАВОК УСТРОЙСТВ РЗА ДЛЯ ИРИСОЕДИНЕНИЙ 10 КВ 62
9.1 Трансформатор 10/0,4 кВ 62
9.1.1 Терминал защиты трансформатора 10/0,4 кВ 62
9.1.2 Токовая отсечка трансформатора 10/0,4 кВ 62
9.1.3 Максимальная токовая защита трансформатора 10/0,4 кВ 64
9.1.4 Защита от перегрузки трансформатора 10/0,4 кВ 66
9.1.5 Защита от однофазных КЗ на стороне НН
трансформатора 10/0,4 кВ 68
9.1.6 Устройство резервирования отказа выключателя 68
9.2 Кабельная линия 10 кВ к ТН цеха 69
9.2.1 Терминал защиты кабельной линии 10 кВ к ТН цеха 69
9.2.2 Токовая отсечка кабельной линии 10 кВ к ТН цеха 70
9.2.3 Токовая отсечка с выдержкой времени кабельной линии 10 кВ
к ТН цеха 70
9.2.4 Максимальная токовая защита кабельной линии 10 кВ к ТН цеха .... 72
9.2.5 Устройство резервирования отказа выключателя 76
9.3 Секционный выключатель 10 кВ на ГИИ 76
9.3.1 Терминал защиты секционного выключателя 10 кВ на ГИИ 76
9.3.2 Максимальная токовая защита 76
9.3.3 Логическая защита шин 78
9.3.4 АВР секционного выключателя 79
9.3.5 Устройство резервирования отказа выключателя 79
9.4 Вводной выключатель 10 кВ на ГИИ 80
9.4.1 Терминал защиты вводного выключателя 10 кВ на ГИИ 80
9.4.2 Иервая ступень МТЗ с независимой выдержкой времени 80
9.4.3 Вторая ступень МТЗ с независимой выдержкой времени 81
9.4.4 Логическая защита шин 82
Устройство резервирования отказа выключателя 82
10 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ РЗА ДЛЯ ПРИСОЕДИНЕНИЙ
110 КВ 84
10.1 Двухобмоточный трансформатор ТДН-16000/110 84
10.1.1 Реалиция защиты двухобмоточного трансформатора
ТДН-16000/110 84
10.1.2 Дифференциальная защита трансформатора 84
10.1.3 Дифференциальная токовая отсечка 87
10.1.4 Максимальная токовая защита с пуском по напряжению 88
10.1.5 Защита от перегрузки 89
10.1.6 Устройство резервирования отказа выключателя 90
10.2 Воздушная линия электропередачи 110 кВ 90
10.2.1 Реализация защиты воздушных линий 110 кВ 90
10.2.2 Дистанционная защита воздушных линий 110 кВ 91
10.2.3 Устройство резервирования отказа выключателя 100
10.2.4 Автоматика повторного включения выключателя 110 кВ 101
11 ВЛИЯНИЕ РПН ТРАНСФОРМАТОРОВ НА РАСЧЕТНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ
ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И РАБОТУ РЗА 102
11.1 Постановка задачи исследований 102
11.2 Оценка возможных изменений сопротивлений трансформаторов
с РПН и величин токов КЗ 102
11.2.1 Определение возможных изменений реактивных сопротивлений
трансформаторов с РПН 102
11.2.2 Оценка пределов изменения токов КЗ в зависимости
от положения переключателя ответвлений 105
11.3 Сравнение расчетных величин токов КЗ при разных положениях отпаяк
РПН 112
11.4 Влияние РПН трансформатора 110/10 кВ на расчетные параметры
устройств РЗА на примере ступенчатых защит трансформатора 10/0,4 кВ . 114
11.5 Выводы 115
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 116
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 117
Актуальность данной темы заключается в высоких темпах развития электрических сетей, для правильной работы которых постоянно требуются разработки, в том числе РЗА, для усовершенствования работы этих сетей.
Целью выпускной квалификационной научной работы является разработка релейной защиты и автоматики подстанции 110/10 кВ «метизнометаллургического завода» с учетом влияния РПН трансформаторов.
Задачи, поставленные в работе для достижения заданной цели: расчет электрических нагрузок по предприятию, выбор цеховых трансформаторных подстанций, определение схем внутреннего и внешнего электроснабжения группы цехов, выбор трансформаторов ГНН, выбор коммутационной аппаратуры, защитного и измерительного оборудования на предприятии, расчет токов КЗ, выбор элементной базы фирмы-изготовителя РЗА энергообъектов 10, 110 кВ, выбор видов и ти- поисполнения терминалов РЗА 10 кВ и типоисполнения оборудования РЗА 110 кВ, расчет параметров устройств РЗА присоединений 10 и 110 кВ, исследование влияния РПН трансформаторов на расчетные токи КЗ и на работу РЗА.
В выпускной квалификационной работе выполнена разработка релейной защиты и автоматики подстанции 110/10 кВ метизно-металлургического завода.
В ходе работы получено, что полная расчетная мощность на шинах Г1П1 составляет 20 309,51 кВА. На предприятии приняты к установке 16 цеховых трансформаторных подстанций (ТП) с трансформаторами типа ТМГ. Выбрана схема распределительного устройства высокого напряжения (РУ ВН) Г1П1 «Два блока линия-трансформатор с выключателем». Выбрана схема распределительного устройства низкого напряжения (РУ НН) Г1П1 - «Одна система шин, секционированная выключателем». Цеховые трансформаторные подстанции подключаем с помощью магистральных схем электроснабжения. Для внутризаводского электроснабжения выбран кабель марки АА2лШв.
Выбраны трансформаторы на Г1П1 ТДН-16000/110. 1роизведен расчет токов КЗ в программе «ТоКо». Г1П1 выполнена с помощью блочной комплектной трансформаторной подстанции КТ11Б 110/10 от «Электрощит Самара (СЭЩ)». В качестве распределительного устройства НН Г1П1 используются КРУ-СЭЩ-63. На вводах цеховых Т1 в качестве РУ выбрано КСО-СЭЩ 10 кВ. Осуществлен выбор коммутационного и защитного оборудования на предприятии.
Выбраны микропроцессорные терминалы РЗА производства ООО «НТЦ Механотроника». 1роизводен расчет уставок защит на стороне 110 кВ, а также всех присоединений на стороне 10 кВ. Выполнена проверка защит по чувствительности.
В завершении работы исследован вопрос влияния Р1Н трансформаторов 110/10 кВ на расчетные значения токов КЗ и условия работы РЗА, питаемых присоединений 10 кВ. 1о результатам исследований сделан вывод о необходимости учета положения отпаяк Р1Н, а также предложено внедрить учет условий работы электрооборудования на подстанции и контроль за их изменением в логике работы микропроцессорных защит, сделав их более гибкими и адаптивными.
