Помощь студентам в учебе
Подключение подстанции «Болото-2» к сети 110 кВ
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 11
1 РАСЧЕТ СЕТЕВОЙ ЧАСТИ 12
1.1 БАЛАНС АКТИВНЫХ И РЕАКТИВНЫХ МОЩНОСТЕЙ 12
1.1.1 Баланс активных мощностей 12
1.1.2 Баланс реактивных мощностей 13
1.2 АНАЛИЗ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ РАЙОНА 16
1.2.1 Анализ работы трансформаторов на подстанциях 16
1.2.2 Анализ работы трансформаторов на электростанциях 17
1.2.3 Проверка сечений проводов ЛЭП 17
1.2.4 Анализ работы сети 110 кВ и выбор сечений ЛЭП 19
1.3 Расчет основных установившихся режимов сети 21
1.3.1 Максимальный режим работы сети 21
1.3.2 Минимальный режим работы сети 23
1.3.3 Наиболее тяжелый послеаварийный режим работы сети 26
1.3.4 Послеаварийный режим отключения цепи линии к подстанции
«Болото-2» 28
2. ПРОЕКТ ПОДСТАНЦИИ 30
2.1 Выбор схем соединений на стороне ВН и НН проектируемой ПС.. ..30
2.1.1 Главная схема электрических соединений РУ на стороне ВН
ПС 30
2.1.2 Схема РУ на стороне НН ПС 30
2.1.3 Схема РУ цеха 10 кВ питаемого от секций шин НН ПС 31
2.2 Режим заземления нейтралей трансформаторов 32
2.2.1 Выбор сечения КЛ 32
2.2.2 Расчет суммарного емкостного тока замыкания на землю 34
2.2.3 Компенсация емкостного тока 34
2.2.4 Выбор НОТ и ДГР 35
Оперативный ток 35
2.3.1 Выбор оперативного тока 35
2.3.2 Выбор источников оперативного тока 36
2.3.3 Определение мощности собственных нужд 36
2.3.3.1 Определение мощности СН на стороне НН ПС 36
2.3.3.2 Определение мощности СН в цеху 37
2.3.4 Выбор предохранителей на ТСН 38
2.4 Выбор силовых трансформаторов 38
2.4.1 Определение суммарной максимальной нагрузки ПС 38
2.4.2 Определение мощности основных трансформатор ПС 39
2.4.3 Выбор трансформаторов 10/0,4 кВ РУ цеха 39
2.5 Расчет ТКЗ 40
2.5.1 Схема замещения и её параметры 40
2.5.2 Расчет ТКЗ в ручном режиме 40
2.5.3 Расчет ТКЗ на ЭВМ 42
2.5.4 Расчет точек КЗ и режимов работы 43
2.5.4.1 Выбор сечения ВЛ 43
2.5.4.2 Расчет ТКЗ в программе ТоКо 46
2.6 Выбор и проверка силовых выключателей и другого оборудования
подстанции 48
2.6.1 Нормативные требования и указания по выбору выключатлей48
2.6.2 Выбор и проверка выключателей и разъединителей на стороне
ВН ПС 49
2.6.3 Выбор и проверка выключателей и разъединителей на стороне
НН ПС 51
2.6.3.1 Вводной выключатель секции шин НН ПС 51
2.6.3.2 Секционный выключатель шин НН ПС 53
2.6.3.3 Выключатель трансформатора цеха 10/0.4 кВ 53
2.6.3.4 Выключатель асинхронного двигателя АТД4 54
2.6.3.5 Выключатель КЛ к РУ (цеха) 55
2.6.3.6 Выключатель рабочего и резервного ввода РУ (цеха) 57
2.6.4 Проверка КЛ по термической стойкости при КЗ 58
3 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ПОДСТАНЦИИ 59
3.1 Общие требования к РЗА 59
3.1.1 Выбор элементной базы РЗА и фирмы-производителя
устройств 61
3.2 Выбор видов РЗА для всех объектов проектируемой ПС 62
3.2.1 Выбор видов РЗА энергообъектов 10 кВ 62
3.2.1.1 Кабельная линия 10 кВ 62
3.2.1.2 Электродвигатель 10 кВ 64
3.2.1.3 Трансформатор ТМ(Г)(Ф) -1600 кВА 10/0,4 кВ 65
3.2.1.4 Вводной выключатель 10 кВ 67
3.2.1.5 Секционный выключатель 10 кВ 67
3.2.1.6 Шины 10 кВ 70
3.2.2 Выбор видов РЗА энергообъектов 110 кВ 68
3.2.2.1 Силовой двухобмоточный трансформатор ТДН -25000/110..68
3.2.2.2 Воздушная линия 110 кВ 71
3.3 Выбор типоисполнения устройств РЗА для всех объектов 72
3.3.1 Выбор типоисполнения терминалов РЗА 10 кВ 72
3.3.1.1 Выбор исполнения УРЗА кабельных линий 10 кВ к цеху 72
3.3.1.2 Выбор исполнения УРЗА электродвигателя 10 кВ 72
3.3.1.3 Выбор исполнения УРЗА трансформаторов 10/0,4 кВ 72
3.3.1.4 Выбор исполнения УРЗА вводных выключателей 10 кВ 73
3.3.1.5 Выбор исполнения УРЗА секционных выключателей 73
3.3.1.6 Выбор исполнения ЗДЗ 73
3.3.1.7 Выбор исполнения УРЗА в ячейках ТН 73
3.3.2 Выбор типоисполнений оборудования РЗА 110 кВ 73
3.3.2.1 Выбор исполнения УРЗА трансформатора ТДН-25000 74
3.3.2.2 Выбор исполнения УРЗА защиты линий 74
3.4 Расчет параметров устройств РЗА 74
3.4.1 Расчет параметров устройств РЗА присоединений 6 - 35 кВ 74
3.4.1.1 Ячейка КРУ выключателя короткой КЛ к ЭД 10 кВ 74
3.4.1.1.1 Токовая отсечка ЭД 75
3.4.1.1.2 Защита от перегрузок 76
3.4.1.1.3 Защита от затянутого пуска 78
3.4.1.1.4 Защита от блокировки ротора 78
3.4.1.1.5 Защита минимального напряжения 79
3.4.1.1.6 УРОВ 79
3.4.1.2 Ячейка КРУ выключателя короткой КЛ к трансформатору
10/0,4 кВ 80
3.4.1.2.1 Токовая отсечка 81
3.4.1.2.2 Максимальная токовая защита 82
3.4.1.2.3 Защита от перегрузки 84
3.4.1.2.4 Расчет тока однофазного КЗ на стороне 0,4 кВ 85
3.4.1.2.5 УРОВ 85
3.4.1.3 Кабельная линия 10 кВ 86
3.4.1.3.1 Токовая отсечка 87
3.4.1.3.2 Токовая отсечка с выдержкой времени 88
3.4.1.3.3 МТЗ 89
3.4.1.3.4 Защита от ОЗЗ 93
3.4.1.3.5 УРОВ 93
3.4.1.4 Секционный выключатель 10 кВ 93
3.4.1.4.1 МТЗ 94
3.4.1.4.2 Логическая защита шин 95
3.4.1.4.3 АВР 95
3.4.1.4.4 УРОВ 96
3.4.1.5 Вводной выключатель 10 кВ 97
3.4.1.5.1 1 ступень МТЗ с независимой выдержкой времен 97
3.4.1.5.2 2 ступень МТЗ с независимой выдержкой времен 98
3.4.1.5.3 ЛЗШ 98
3.4.1.5.4 УРОВ 99
3.4.1.6 Ячейка ТН 10 кВ 99
3.4.1.6.1 Пуск по напряжению МТЗ 99
3.4.1.6.2 Неселективная сигнализация от однофазных замыканий
на землю 100
3.4.2 Расчет устройств РЗА присоединений 110 кВ 101
3.4.2.1 Расчет защит трансформатора 110/10 кВ 101
3.4.2.1.1 1 Выбор начального значения дифференциального тока срабатывания и коэффициентов торможения 101
3.4.2.1.2 Выбор уставки информационного параметра
блокировки 104
3.4.2.1.3 Проверка чувствительности 104
3.4.2.1.4 Расчет дифференциальной токовой отсечки 104
3.4.2.1.5 Расчет максимальной токовой защиты с пуском по напряжению 105
3.4.2.1.6 Расчет защиты от перегрузки 106
3.4.2.1.7 УРОВ 106
3.4.2.2 Расчет защит линии 110/10 кВ 106
4. ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РАЗНЫХ
ТИПОВ И МАРОК В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ 111
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 118
ПРИЛОЖЕНИЯ 121
ВВЕДЕНИЕ 11
1 РАСЧЕТ СЕТЕВОЙ ЧАСТИ 12
1.1 БАЛАНС АКТИВНЫХ И РЕАКТИВНЫХ МОЩНОСТЕЙ 12
1.1.1 Баланс активных мощностей 12
1.1.2 Баланс реактивных мощностей 13
1.2 АНАЛИЗ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ РАЙОНА 16
1.2.1 Анализ работы трансформаторов на подстанциях 16
1.2.2 Анализ работы трансформаторов на электростанциях 17
1.2.3 Проверка сечений проводов ЛЭП 17
1.2.4 Анализ работы сети 110 кВ и выбор сечений ЛЭП 19
1.3 Расчет основных установившихся режимов сети 21
1.3.1 Максимальный режим работы сети 21
1.3.2 Минимальный режим работы сети 23
1.3.3 Наиболее тяжелый послеаварийный режим работы сети 26
1.3.4 Послеаварийный режим отключения цепи линии к подстанции
«Болото-2» 28
2. ПРОЕКТ ПОДСТАНЦИИ 30
2.1 Выбор схем соединений на стороне ВН и НН проектируемой ПС.. ..30
2.1.1 Главная схема электрических соединений РУ на стороне ВН
ПС 30
2.1.2 Схема РУ на стороне НН ПС 30
2.1.3 Схема РУ цеха 10 кВ питаемого от секций шин НН ПС 31
2.2 Режим заземления нейтралей трансформаторов 32
2.2.1 Выбор сечения КЛ 32
2.2.2 Расчет суммарного емкостного тока замыкания на землю 34
2.2.3 Компенсация емкостного тока 34
2.2.4 Выбор НОТ и ДГР 35
Оперативный ток 35
2.3.1 Выбор оперативного тока 35
2.3.2 Выбор источников оперативного тока 36
2.3.3 Определение мощности собственных нужд 36
2.3.3.1 Определение мощности СН на стороне НН ПС 36
2.3.3.2 Определение мощности СН в цеху 37
2.3.4 Выбор предохранителей на ТСН 38
2.4 Выбор силовых трансформаторов 38
2.4.1 Определение суммарной максимальной нагрузки ПС 38
2.4.2 Определение мощности основных трансформатор ПС 39
2.4.3 Выбор трансформаторов 10/0,4 кВ РУ цеха 39
2.5 Расчет ТКЗ 40
2.5.1 Схема замещения и её параметры 40
2.5.2 Расчет ТКЗ в ручном режиме 40
2.5.3 Расчет ТКЗ на ЭВМ 42
2.5.4 Расчет точек КЗ и режимов работы 43
2.5.4.1 Выбор сечения ВЛ 43
2.5.4.2 Расчет ТКЗ в программе ТоКо 46
2.6 Выбор и проверка силовых выключателей и другого оборудования
подстанции 48
2.6.1 Нормативные требования и указания по выбору выключатлей48
2.6.2 Выбор и проверка выключателей и разъединителей на стороне
ВН ПС 49
2.6.3 Выбор и проверка выключателей и разъединителей на стороне
НН ПС 51
2.6.3.1 Вводной выключатель секции шин НН ПС 51
2.6.3.2 Секционный выключатель шин НН ПС 53
2.6.3.3 Выключатель трансформатора цеха 10/0.4 кВ 53
2.6.3.4 Выключатель асинхронного двигателя АТД4 54
2.6.3.5 Выключатель КЛ к РУ (цеха) 55
2.6.3.6 Выключатель рабочего и резервного ввода РУ (цеха) 57
2.6.4 Проверка КЛ по термической стойкости при КЗ 58
3 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ПОДСТАНЦИИ 59
3.1 Общие требования к РЗА 59
3.1.1 Выбор элементной базы РЗА и фирмы-производителя
устройств 61
3.2 Выбор видов РЗА для всех объектов проектируемой ПС 62
3.2.1 Выбор видов РЗА энергообъектов 10 кВ 62
3.2.1.1 Кабельная линия 10 кВ 62
3.2.1.2 Электродвигатель 10 кВ 64
3.2.1.3 Трансформатор ТМ(Г)(Ф) -1600 кВА 10/0,4 кВ 65
3.2.1.4 Вводной выключатель 10 кВ 67
3.2.1.5 Секционный выключатель 10 кВ 67
3.2.1.6 Шины 10 кВ 70
3.2.2 Выбор видов РЗА энергообъектов 110 кВ 68
3.2.2.1 Силовой двухобмоточный трансформатор ТДН -25000/110..68
3.2.2.2 Воздушная линия 110 кВ 71
3.3 Выбор типоисполнения устройств РЗА для всех объектов 72
3.3.1 Выбор типоисполнения терминалов РЗА 10 кВ 72
3.3.1.1 Выбор исполнения УРЗА кабельных линий 10 кВ к цеху 72
3.3.1.2 Выбор исполнения УРЗА электродвигателя 10 кВ 72
3.3.1.3 Выбор исполнения УРЗА трансформаторов 10/0,4 кВ 72
3.3.1.4 Выбор исполнения УРЗА вводных выключателей 10 кВ 73
3.3.1.5 Выбор исполнения УРЗА секционных выключателей 73
3.3.1.6 Выбор исполнения ЗДЗ 73
3.3.1.7 Выбор исполнения УРЗА в ячейках ТН 73
3.3.2 Выбор типоисполнений оборудования РЗА 110 кВ 73
3.3.2.1 Выбор исполнения УРЗА трансформатора ТДН-25000 74
3.3.2.2 Выбор исполнения УРЗА защиты линий 74
3.4 Расчет параметров устройств РЗА 74
3.4.1 Расчет параметров устройств РЗА присоединений 6 - 35 кВ 74
3.4.1.1 Ячейка КРУ выключателя короткой КЛ к ЭД 10 кВ 74
3.4.1.1.1 Токовая отсечка ЭД 75
3.4.1.1.2 Защита от перегрузок 76
3.4.1.1.3 Защита от затянутого пуска 78
3.4.1.1.4 Защита от блокировки ротора 78
3.4.1.1.5 Защита минимального напряжения 79
3.4.1.1.6 УРОВ 79
3.4.1.2 Ячейка КРУ выключателя короткой КЛ к трансформатору
10/0,4 кВ 80
3.4.1.2.1 Токовая отсечка 81
3.4.1.2.2 Максимальная токовая защита 82
3.4.1.2.3 Защита от перегрузки 84
3.4.1.2.4 Расчет тока однофазного КЗ на стороне 0,4 кВ 85
3.4.1.2.5 УРОВ 85
3.4.1.3 Кабельная линия 10 кВ 86
3.4.1.3.1 Токовая отсечка 87
3.4.1.3.2 Токовая отсечка с выдержкой времени 88
3.4.1.3.3 МТЗ 89
3.4.1.3.4 Защита от ОЗЗ 93
3.4.1.3.5 УРОВ 93
3.4.1.4 Секционный выключатель 10 кВ 93
3.4.1.4.1 МТЗ 94
3.4.1.4.2 Логическая защита шин 95
3.4.1.4.3 АВР 95
3.4.1.4.4 УРОВ 96
3.4.1.5 Вводной выключатель 10 кВ 97
3.4.1.5.1 1 ступень МТЗ с независимой выдержкой времен 97
3.4.1.5.2 2 ступень МТЗ с независимой выдержкой времен 98
3.4.1.5.3 ЛЗШ 98
3.4.1.5.4 УРОВ 99
3.4.1.6 Ячейка ТН 10 кВ 99
3.4.1.6.1 Пуск по напряжению МТЗ 99
3.4.1.6.2 Неселективная сигнализация от однофазных замыканий
на землю 100
3.4.2 Расчет устройств РЗА присоединений 110 кВ 101
3.4.2.1 Расчет защит трансформатора 110/10 кВ 101
3.4.2.1.1 1 Выбор начального значения дифференциального тока срабатывания и коэффициентов торможения 101
3.4.2.1.2 Выбор уставки информационного параметра
блокировки 104
3.4.2.1.3 Проверка чувствительности 104
3.4.2.1.4 Расчет дифференциальной токовой отсечки 104
3.4.2.1.5 Расчет максимальной токовой защиты с пуском по напряжению 105
3.4.2.1.6 Расчет защиты от перегрузки 106
3.4.2.1.7 УРОВ 106
3.4.2.2 Расчет защит линии 110/10 кВ 106
4. ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РАЗНЫХ
ТИПОВ И МАРОК В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ 111
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 118
ПРИЛОЖЕНИЯ 121
Современные энергетические системы сложны: состоят из сотен связанных между собой элементов, влияющих друг на друга. Поэтому общую глобальную задачу необходимо разбить на задачи локальные, которые сводятся к проектированию отдельных элементов системы. Таким образом, сначала проведем анализ электрической сети с подключенными новыми объектами, затем приведем расчет проекта подстанции «Болото-2»с выбором силового оборудования и релейной защиты и автоматики.
Проектирование должно проводиться с учетом основных условий совместной работы элементов, влияющих друг на друга и на систему в целом.
Намеченный вариант проекта должен удовлетворять требованиям: надежности, экономичности, удобства эксплуатации, качества энергии и возможности дальнейшего развития.
Релейная защита осуществляет автоматическую ликвидацию повреждений и ненормальных режимов в электрической части энергосистем и является важнейшей автоматикой, обеспечивающей их надежную и устойчивую работу.
Проектирование должно проводиться с учетом основных условий совместной работы элементов, влияющих друг на друга и на систему в целом.
Намеченный вариант проекта должен удовлетворять требованиям: надежности, экономичности, удобства эксплуатации, качества энергии и возможности дальнейшего развития.
Релейная защита осуществляет автоматическую ликвидацию повреждений и ненормальных режимов в электрической части энергосистем и является важнейшей автоматикой, обеспечивающей их надежную и устойчивую работу.
В результате дипломного проекта был проведен анализ сети 110 кВ, спроектирована двухтрансформаторная подстанция, выбраны и проверены силовые трансформаторы, ячейки выключателей, предохранители. Выбраны виды и типоисполнения устройств релейной защиты и автоматики по каталогам фирмы-разработчика «Механотроника». При помощи руководящих указаний и указаний фирмы рассчитаны параметры устройств релейной защиты отдельных объектов на подстанции высокой и низкой стороны.
Проверены устройства релейной защиты и автоматики по коэффициентам чувствительности. Для проверки чувствительности использовались значения минимальных токов короткого замыкания, рассчитанные в программе ТоКо. Значения же максимальных токов короткого замыкания использовались при расчете токов срабатывания, так как защита должна быть отстроена от максимальных токов двухфазного КЗ. Для перевода тока из трехфазного в двухфазный пользовались переводным коэффициентом.
Проверены устройства релейной защиты и автоматики по коэффициентам чувствительности. Для проверки чувствительности использовались значения минимальных токов короткого замыкания, рассчитанные в программе ТоКо. Значения же максимальных токов короткого замыкания использовались при расчете токов срабатывания, так как защита должна быть отстроена от максимальных токов двухфазного КЗ. Для перевода тока из трехфазного в двухфазный пользовались переводным коэффициентом.
