Оптимизация потоков реактивной мощности сетевого района 110/35
кВ с выбором и расчетом устройств релейной защиты и автоматики
ответвительной подстанции
АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 10
1 ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
1.1 Схема и нагрузки сетевого района 11
1.2 Расчет параметров схемы замещения линий электропередач 12
2 УЛУЧШЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТИПОВЫХ СРЕДСТВ
2.1 Расчет и анализ рабочего режима 15
2.2 Анализ послеаварийных режимов 16
2.3 Реконструкция сети для улучшения параметров послеаварийных
режимов 17
3 РАЗВИТИЕ РАЙОНА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
3.1 Модернизация электрической сети применением устройства
продольной компенсации 20
3.2 Применение СТАТКОМ-ПН 20
4 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
4.1 Определение суммарной максимальной нагрузки подстанции 24
4.2 Определение мощности основных трансформаторов 24
4.3 Выбор трансформаторов 10/0,4 кВ 25
4.4 Выбор трансформаторов на подстанции 10/0,4 кВ 25
5 ВЫБОР СХЕМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
5.1 Схема распределительного устройства 110 кВ 26
5.2 Схема распределительного устройства 10 кВ 26
5.3 Схема трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ 26
6 ВЫБОР РЕЖИМОВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ
6.1 Выбор сечения кабельной линии 10 кВ 28
6.2 Расчет емкостного тока и выбор режима нейтрали 30
7 ВЫБОР ОПЕРАТИВНОГО ТОКА И ТРАНСФОРМАТОРОВ СОБСТВЕННЫХ НУЖД
7.1 Выбор вида оперативного тока 31
7.2 Выбор источников оперативного тока 31
7.3 Выбор трансформаторов собственных нужд 31
7.3.1 Трансформатор собственных нужд на стороне 10 кВ 31
7.3.2 Трансформатор собственных нужд трансформаторной подстанции
10/0,4 кВ 32
7.4 Выбор предохранителей на ТСН 33
8 ВЫБОР ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ 110 кВ 34
9 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 35
10 ВЫБОР И ПРОВЕРКА КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ
10.1 Нормативные требования и указания по выбору выключателей 38
10.2 Выключатели и разъединители на стороне 110 кВ 39
10.3 Выключатели и разъединители на стороне 10 кВ 40
10.3.1 Вводной выключатель секции шин 10 кВ 40
10.3.2 Секционный выключатель 10 кВ на подстанции 110/10 кВ 42
10.3.3 Секционный выключатель 10 кВ на подстанции 10/0,4 кВ 42
10.3.4 Выключатель в цепи трансформатора подстанции 10/0,4 кВ 43
10.3.5 Выключатель в цепи асинхронного двигателя 44
10.3.6 Выключатель в цепи кабельной линии к подстанции 10/0,4 кВ 46
10.3.7 Выключатель в цепи кабельной линии от секции 10 кВ
подстанции 10/0,4 кВ 47
10.4 Проверка кабельной линии на термическую стойкость 48
11 ВЫБОР ВИДОВ ЗАЩИТ ОБЪЕКТОВ ПОДСТАНЦИИ 110/10 кВ
11.1 Общие требования к релейной защите и автоматике 49
11.2 Выбор элементной базы и фирмы-производителя 49
11.3 Выбор видов защит для энергообъектов 10 кВ 50
11.3.1 Кабельная линия 10 кВ 50
11.3.2 Электродвигатель 10 кВ 51
11.3.3 Трансформатор 10/0,4 кВ 52
11.3.4 Вводной выключатель 10 кВ 54
11.3.5 Секционный выключатель 10 кВ 54
11.3.6 Шины 10 кВ 54
11.4 Выбор видов защит энергообъектов 110 кВ 55
11.4.1 Силовой двухобмоточный трансформатор ТДН - 10000/110 55
11.4.2 Воздушная линия 110 кВ 57
12 ВЫБОР ТИПОИСПОЛНЕНИЯ ЗАЩИТ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ
12.1 Выбор типоисполнения терминалов защит на стороне 10 кВ 59
12.1.1 Исполнение защит кабельных линий 10 кВ 59
12.1.2 Исполнение защит электродвигателя 10 кВ 60
12.1.3 Исполнение защит трансформаторов 10/0,4 кВ 60
12.1.4 Исполнение защит вводных выключателей 10 кВ 60
12.1.5 Исполнение защит секционных выключателей 10 кВ 61
12.1.6 Исполнение защиты от дуговых замыканий 61
12.1.7 Исполнение защит в ячейке трансформатора напряжения 61
12.2 Выбор типов терминалов защит оборудования 110 кВ 62
12.2.1 Исполнение защит трансформатора ТДН-10000 62
12.2.2 Исполнение защит воздушных линий 62
13 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ ЗАЩИТ
13.1 Расчет параметров устройств защит присоединений 10 кВ 63
13.1.1 Электродвигатель 10 кВ 63
13.1.2 Трансформатор 10/0,4 кВ 72
13.1.3 Трансформатор 10/0,4 кВ на подстанции 10/0,4 кВ 79
13.1.4 Кабельная линия 10 кВ 83
13.1.5 Секционный выключатель на шинах 10 кВ 93
13.1.6 Секционный выключатель на подстанции 10/0,4 кВ 98
13.1.7 Вводной выключатель 10 кВ 100
13.1.8 Вводной выключатель на подстанции 10/0,4 кВ 103
13.1.9 Ячейка трансформатора напряжения 10 кВ 104
13.2 Расчет уставок устройств защит присоединений 110 кВ 107
13.2.1 Расчет защит трансформатора 110/10 кВ 107
13.2.2 Дистанционная защита воздушной линии 110 кВ 112
14 ПРОВЕРКА НА ДОПУСТИМУЮ ПОГРЕШНОСТЬ ТРАНСФОРМАТОРОВ
ТОКА 121
15 ВЫБОР СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ 122
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 125
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 126
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 СХЕМА СЕТЕВОГО РАЙОНА 130
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ПЕРЕЧЕНЬ УЗЛОВ СЕТИ В ПРОГРАММЕ RASTR 131
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 СХЕМА ГЛАВНЫХ ЭЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
ПОДСТАНЦИИ 132
В соответствии с заданием ВКР предложено исследовать возможность управления потоками реактивной мощности энергоузла для улучшения параметров послеаварийных режимов, а также оптимизации потерь в нормальном режиме. В настоящее время разработан ряд устройств с применением элементов силовой электроники, позволяющих управлять потоками мощности по линиям переменного тока. Линии, оснащенные такими устройствами, получили название управляемых или гибких линий.
Релейная защита является основным видом защит от повреждений и ненормальных режимов работы оборудования. Основные требования,
предъявляемые к релейной защите, - это селективность, чувствительность,
быстродействие, надежность.
Проектирование 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 параметров срабатывания и правильного подключения.
Объектом выбора устройств релейной защиты и автоматики в соответствии с заданием является подстанция «Зябликово» 110/10 кВ.
Сложность в проектировании заключается в обеспечении требований по быстродействию, надежности, чувствительности и селективности проектируемой защиты.
С помощью СТАТКОМ-ПН произведена оптимизация потерь в сети, а также в послеаварийных режимах получили допустимые напряжения в узлах благодаря работе преобразователя в режиме генерации реактивной мощности.
Выбор силового оборудования и проектирование релейной защиты и автоматики для отпаечной подстанции 110/10 кВ производили согласно действующим нормативным техническим документам. Выбор и расчёт уставок микропроцессорных терминалов РЗА выполнен в соответствии с каталогами и методическими указаниями фирмы-производителя, аттестованной ОАО «ФСК ЕЭС» к применению на объектах электросетевого комплекса. Поэтому релейная защита и автоматика подстанции должны правильно функционировать в течение нормативного срока службы, обеспечивая штатную работу силового оборудования в нормальных режимах и ликвидацию аварийных ситуаций без их развития.
