АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 8
1 АНАЛИЗ УСТАНОВЛЕННОГО ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ТЭЦ «ЧМК» 9
1.1 Информация о ТЭЦ «ЧМК» 9
1.2 Релейная защита и поколения устройств РЗА на ТЭЦ «ЧМК» 16
2 АНАЛИЗ РЕЖИМА СЕТИ 110 КВ 33
2.1 Основное оборудование на ТЭЦ «ЧМК» 33
2.2 Расчет режима максимальных нагрузок 33
2.3 Расчет режима минимальных нагрузок 37
3 РАЗРАБОТКА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ТЭЦ 39
3.1 Выбор видов РЗА для объектов ТЭЦ 39
3.1.1 Релейная защита блока генератор-трансформатор 39
3.1.2 Релейная защита трансформатора 40
3.1.3 Релейная защита генератора 42
3.1.4 Релейная защита кабельной линии 44
3.1.5 Релейная защита вводного выключателя 45
3.1.6 Релейная защита секционного выключателя 45
3.1.7 Релейная защита шин 35 кВ 46
3.1.8 Релейная защита обходного выключателя (ОВ) 46
3.2 Выбор фирмы-производителя и типоисполнения УРЗА 47
3.2.1 Выбор типоисполнения устройств РЗА кабельной линии 48
3.2.2 Выбор типоисполнения устройств РЗА блока генератор-
трансформатор 51
3.2.3 Выбор типоисполнения устройств РЗА ВВ секции шин 51
3.2.4 Выбор типоисполнения устройств РЗА СВ секции шин 52
3.2.5 Выбор исполнения устройств РЗА трансформаторов
напряжения 53
3.2.6 Выбор типоисполнения устройств РЗА трансформатора 54
3.2.7 Выбор устройств РЗА на выключатель 110 кВ 57
3.2.8 Выбор типоисполнения устройств РЗА ВЛ 110 кВ 58
4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ РЗА ТЭЦ «ЧМК» 61
4.1 Расчет токов короткого замыкания 61
4.2 Кабельная линия 61
4.2.1 Токовая отсечка КЛ 63
4.2.2 Максимальная токовая защита с зависимой выдержкой
времени 63
4.2.3 Выбор выдержки времени МТЗ 64
4.2.4 УРОВ 65
4.3 Секционный выключатель 35 кВ 66
4.3.1 МТЗ секционного выключателя 67
4.3.2 Логическая защита шин НН 69
4.4 Вводные выключатели 35 кВ 70
4.4.1 Максимальная токовая защита 70
4.4.2 Логическая защита шин НН 72
4.4.3 УРОВ 72
4.5 Двухобмоточный трансформатор 73
4.5.1 Дифференциальная защита трансформаторов 74
4.5.2 Максимальная токовая защита силового трансформатора 77
4.5.3 Защита от перегрузки силового трансформатора 80
4.5.4 УРОВ трансформатора 80
4.6 Расчет уставок релейной защиты генератора 81
4.6.1 Защита от повышения напряжения 81
4.6.2 Расчет уставок МТЗ с пуском по напряжению 82
4.6.3 Дифференциальная защита генератора 83
4.7 Воздушная линия 110 кВ 86
4.7.1 Токовая отсечка линии 86
4.7.2 Дистанционная защита линий 87
5 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ГЕНЕРАТОРА ТГ3 ПРИ КЗ
НА ОТХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ 110 КВ 94
5.1 Модель цепи передачи и ее параметры 94
5.2 Угловая характеристика мощности генератора ТГ3 и оценка его
статической устойчивости 97
5.3 Исследование динамической устойчивости при трехфазном КЗ 98
5.3.1 Расчёт нормального режима 101
5.3.2 Расчёт аварийного режима 101
5.3.3 Расчёт послеаварийного режима 104
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 109
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 110
В современных энергосистемах релейная защита и автоматика играют важную роль и выполняют различные функции, направленные на поддержание работы самого оборудования энергосистемы и защиту оборудования от необычных режимов работы.
Одним из важнейших показателей энергетического сектора страны является состояние электрических сетей. В связи с постоянным увеличением количества потребителей электроэнергии многие участки электрических сетей находятся в перегруженном состоянии, что отрицательно влияет на их надежность и срок службы. Кроме того, современный потребитель стал более требовательным к качеству электроэнергии. Поэтому поиск путей повышения уровня электроэнергии в нашей стране является актуальной проблемой. Линии электропередачи и подстанции, станции необходимо модернизировать, чтобы обеспечить постоянное снабжение энергией современного потребителя.
В рамках темы данной выпускной квалификационной работы произведена разработка релейной защиты на базе микропроцессорных устройств действующей станции ТЭЦ «ЧМК».
В данной работе рассмотрена ТЭЦ «ЧМК», для которой был выполнен анализ режимом - посчитаны режимы максимальных и минимальных нагрузок в сети 110 кВ. По результатам анализа представлены сведения о напряжения в узлах и о загруженности трансформаторов и генераторов, установленных на ТЭЦ. Выполнен расчет токов короткого замыкания с помощью специализированного программного обеспечения в объёме, необходимом для разработки релейной защиты.
Произведён выбор видов релейной защиты и автоматики для ТЭЦ «ЧМК». Определены марки микропроцессорных терминалов. Основным поставщиком устройств РЗА выбрано ООО НИИ «ЭКРА». Приняты к установке шкафы и терминалы:
— для защиты линии терминал ШЭ2607 091.
— для защиты силового трансформатора ШЭ2607 155 (041).
— для защиты генератора БМРЗ-ГР выпускаемые ООО «НТЦ «Ме- ханотроника»
— для защиты трансформатора напряжения терминал БЭ2502А0402.
— для защиты секционного выключателя БЭ2502А0201.
— для выключателя ШЭ2607 019.
Для перечисленных защит в работе выполнен расчет уставок и предложены рекомендации по их настройке.
На завершающем этапе выполнен анализ статической и динамической устойчивости генератора ТГ3. Оценка показала, что коэффициент запаса статической устойчивости достигает 55%. При возникновении близкого трехфазного КЗ на отходящей линии 110 кВ предельное время срабатывании защит, при котором сохраняется устойчивая работа генератора составляет 0,282 с, что с запасом превышает реальное время срабатывания основных её защит.
