АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 10
1 ПОДКЛЮЧЕНИЕ К СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СЕТИ 11
1.1 Выбор номинального напряжения 11
1.2 Конфигурация сети 11
1.3 Выбор трансформаторов 14
1.4 Выбор сечения проводов питающих ЛЭП 15
1.5 Сравнение различных вариантов конфигурации сети 16
1.6 Расчёт установившихся режимов сети 19
1.6.1 Расчёт режима максимальных нагрузок 20
1.6.2 Расчёт режима минимальных нагрузок 23
2 СХЕМА И ОБОРУДОВАНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ .... 25
2.1 Выбор главной схемы электрических соединений 25
2.1.1 Сторона ВН 25
2.1.2 Сторона НН 26
2.2 Выбор сечения линий 10 кВ 27
2.3 Выбор режима работы нейтрали 29
2.4 Собственные нужды ПС 30
2.4.1 Вид оперативного тока 30
2.4.2 Выбор ТСН 31
2.4.3 Выбор предохранителей ТСН 32
2.4 Расчёт токов короткого замыкания 32
2.4.1 Режим максимальных нагрузок 33
2.4.1 Режим минимальных нагрузок 34
2.5 Выбор силового оборудования ПС 34
2.5.1 Выбор выключателей и разъединителей на стороне ВН ПС 34
2.5.2 Выбор ячеек выключателей на стороне НН ПС 35
3 ВЫБОР ВИДОВ РЗА НА ПОДСТАНЦИИ 40
3.1 Релейная защита трансформатора 40
3.2 Защита шин ДЗШ и ДЗО 41
3.3 Защита воздушных линий 110 кВ 41
3.4 Защита и автоматика 10 кВ 41
3.5 Виды РЗА ячеек 10 кВ 42
3.6 Выбор ТТ и ТН 43
4 ВЫБОР УСТРОЙСТВ РЗА 44
4.1 Выбор элементной базы РЗА 44
4.2 Выбор типоисполнения устройств РЗА 44
5 РАСЧЕТ УСТАВОК РЗА СТОРОНЫ НН 46
5.1 Уставки защит СВ 10 кВ 46
5.1.1 МТЗ 46
5.1.2 ЛЗШ 47
5.1.3 АВР 47
5.2 Уставки защит вводного выключателя 10 кВ 47
5.2.1 МТЗ 47
5.2.2 ЛЗШ 48
5.2.3 УРОВ 49
5.3 Уставки защит КЛ 10 кВ 49
5.3.1 МТЗ 49
5.3.2 УРОВ 50
6 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АПЕРИОДИЧЕСКОЙ
СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ НА НАСЫЩЕНИЕ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА 52
6.1 Проблема насыщения и роста погрешности ТТ 52
6.2 Возможные меры борьбы с насыщением ТТ 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 57
В современных энергетических системах релейная защита и автоматика
играют важную роль и выполняют различные функции, направленные как на сбережение функционирования самих объектов энергосистем, так и на защиту оборудования от ненормальных режимов работы.
Проектирование подстанции производится для решения конкретных задач актуальных в данный момент времени, в частности электроснабжение потребителя. При этом предполагается использование подстанции без реконструкции на протяжении 10 - 30 лет в зависимости от окупаемости. За это время могут измениться технологии и существенно возрасти нагрузки. Чтобы учесть возможные изменения необходимо при проектировании выбирать параметры оборудования с запасом, а также применять самые современные технологические решения, по которым уже имеется опыт эксплуатации в энергосистеме.
По заданию ВКР необходимо рассмотреть несколько вариантов подключения новой подстанции к существующей сети 110 кВ и выбрать один из них; выбрать марку и сечение проводов линий; выбрать тип и мощность силовых трансформаторов; провести анализ электрической сети.
Далее следует определиться со схемой распределительного устройства; выбрать вид опертока и ТСН; выполнить расчёт токов КЗ; выбрать необходимое оборудование для РУ ВН и НН; выбрать виды РЗА и устройства для их реализации.
В работе выполнен анализ режимов сети 110 кВ с проектированием новой подстанции 110/10 кВ. При анализе было установлено, что увеличение сечений существующих ВЛ в связи с подключением новой подстанции не потребовалось поскольку при проектировании исходной электрической сети района был заложен достаточный запас.
При проектировании новой подстанции и питающих линий для неё также учитывалась возможность дальнейшего развития электрической сети и самой подстанции. Для этого в оборудование закладывался необходимый запас прочности и применялись современные технологические решения, которые останутся актуальными достаточно долгое время. На новой подстанции выбраны два трансформатора марки ТДН-25000/110/10. Выбраны к установке выключатели ВГТ 110 II 40/2000 ХЛ1 на стороне 110 кВ и ВВУ СЭЩ 10 Э 10 31,5/2500УХЛ1 на стороне 10 кВ. Определены к установке современные терминалы РЗА с поддержкой протоколов связи, описанных в стандарте МЭК 61850. Для некоторых из них посчитаны уставки.
В завершении исследован вопрос о влиянии апериодической составляющей тока КЗ на работу измерительных трансформаторов тока. Авария 4 ноября 2014 года на ОРУ 500 кВ Ростовской АЭС показала насколько важно учитывать это явление. После тех событий была создана комиссия и сделаны выводы по возможным вариантам решения проблемы. Основное их направление было на усовершенствование существующего электрооборудования, внесение изменений в существующие стандарты и рекомендации производителям устройств РЗА. В работе показано, что для проектирования новых объектов возможно использование цифровых трансформаторов тока, для которых отсутствует эффект насыщения.
