ВВЕДЕНИЕ 7
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
Выводы по части один 14
2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДСТАНЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СЕТЕЙ 15
Выводы по части два 16
3 ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ХОЗЯЙСТВА
ПОДСТАНЦИИ 17
3.1 Основное оборудование на подстанции 17
3.1.1 Силовые трансформаторы 20
3.1.2 Коммутационные аппараты 20
3.1.3 Средства защиты от коммутационных перенапряжений 22
3.1.4 Средства компенсации емкостных токов в сети 10 кВ 22
3.2 Организация контроля режимов работы подстанции и
технического учета электроэнергии 23
3.3 Диспетчерское управление и телемеханизация 23
3.4 Потребители подстанции 24
Выводы по части три 26
4 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ПОДСТАНЦИИ 28
4.1 Защита воздушных линий, сборных шин и отходящих
фидеров 28
4.2 Релейная защита и автоматика силовых трансформаторов 29
Выводы по части четыре 32
5 ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЗКИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
ПОДСТАНЦИИ 34
Выводы по части пять 38
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 39
6.1 Составление исходной расчетной схемы 40
6.2. Расчет токов короткого замыкания 41
Выводы по части шесть 50
7 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ЗАКРЫТОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО
УСТРОЙСТВА 10 кВ 51
7.1 Выбор комплектного распределительного устройства 51
7.2 Выбор коммутационной аппаратуры: выключателей 51
7.3 Выбор ТСН и схемы их питания на подстанции 55
7.4 Выбор предохранителей 57
7.5 Выбор токоведущих частей 10 кВ 58
7.6 Выбор трансформаторов тока и напряжения 61
7.7 Выбор дугогасящей катушки 67
7.8 Выбор источника оперативного тока 68
Выводы по части семь 73
8 ВЫБОР И РАСЧЕТ УСТАВОК МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ
РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ 75
8.1 Общая характеристика микропроцессорных терминалов защит
REF 541 75
8.2 Функции защиты терминала REF 541 77
8.3 Методика выбора и расчет уставок на отходящих линиях 78
8.4 Расчет уставок защит для высоковольтных двигателей 85
8.5 Выбор уставок на секционных и вводных выключателях 92
8.6 Дифференциальная защита шин 10 кВ 97
8.7 Расчет релейной защиты трансформатора 98
Выводы по части восемь 102
9 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 103
9.1 Определение сметной стоимости реконструкции ЗРУ 10кВ
подстанции 103
9.2 Расчет ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителям при
отказе или неселективном срабатывании средств автоматики 104
9.3 Определение основных технико-экономических показателей... 106
Выводы по части девять 109
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 110
10.1 Организация охраны труда на подстанции 110
10.2 Организация и порядок оперативных переключений 111
10.3 Расчет электрического освещения 118
10.4 Экология на подстанции 121
Выводы по части десять 122
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 123
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 125
Электрическая энергия широко используется во всех областях народного хозяйства и повседневной жизни. Этому способствуют универсальность и простота использования, возможность производства в больших количествах промышленным способом и передачи на большие расстояния.
Одним из объектов электрической системы является ПС . Он обеспечивает потребителей всех категорий и, следовательно, должен соответствовать всем требованиям к надежности.
В связи с тем, что ПС использует устаревшее физически и морально оборудование, которое может привести к отказу и потере питания ответственных потребителей, она требует замены на лучшую и новую.
Задача реконструкции подстанции заключается в разработке с учетом новейших достижений науки и техники средств эксплуатации и управления, при которых обеспечивается оптимальная надежность снабжения потребителя электрической энергией в требуемых размерах требуемого качества с наименьшими затратами.
Основными задачами выпускной квалификационной работы являются:
1. Анализ электрической подстанции и подстанции 10 кВ выполняют, чтобы определить оборудование, которое необходимо заменить ;
2. Изучить схему оперативных переключений и максимального и минимального рабочего идентифицировать виды электрической подстанции ;
3. Токов короткого замыкания для максимального и минимального рассчитать режимы работы ;
4. Новое оборудование релейной защиты и выбора;
Рассчитать смету для реконструкции подстанции.
По результатам проведенного исследования электрического хозяйства ПС было выявлено что:
- силовые трансформаторы находятся в эксплуатации довольно
продолжительное время в особенности Т - 1 - 32 лет, Т - 2 - 24 лет;
- в «Челябэнерго» разработана документация о сооружении на ПС новых ЗРУ 10 кВ с применением микропроцессорных блоков защит;
- для увеличения надежности электроснабжения предусматривается замена отделителей в цепях силовых трансформаторов на выключатели;
- состояние измерительных трансформаторов тока и напряжения - удовлетворительное;
- источник оперативного тока (АБ), по результатам контрольно
тренировочных тестов, находится в аварийном состоянии и требует замены;
Приборное оборудование физически и морально устарело и требует постепенной замены путем внедрения новых технологий.
В ходе реконструкции были приняты к исполнению следующие виды защит:
- на отходящих фидерах, секционном и вводных выключателях защита серии REF 541;
- на вводах 110 кВ силовых трансформаторов в качестве основной защиты устанавливается защита серии REF 541;
- на трансформаторе устанавливаем дифференциальную защиту SPAD;
- рассчитаны уставки токовых отсечек, максимальных токовых защит, а также защиты от перегрузки и от замыканий на землю.
Величина максимальной нагрузки подстанции не превышает 17.095 МВА, а нагрузка трансформаторов Т - 1: 7,159 МВА, Т-2: 10.77 МВА. Режимы работы силовых трансформаторов характеризуются малым коэффициентом загрузки, максимальное значение которого за характерные сутки составляет для Т - 1: 0.179, Т - 2: 0.269 . В целом же по подстанции максимальный коэффициент загрузки равен 0.214
На базе проведенных расчетов и полученных результатов вопрос о внедрении средств ограничивающих токи короткого замыкания, а именно токоограничивающих реакторов, не рассматривается, т.к. их максимальные значения не превышают допустимых.
Основываясь на результаты исследования электрического хозяйства, были выбраны:
- комплектное распределительное устройство КРУ К Ин-97
- вакуумные выключатели серии 3АН-5 на стороне 10 кВ в ячейках типа ШВВ;
- аккумуляторная батарея VB-34 с общим числом элементов 104 типа “Powersafe”, емкостью 300 А-ч;
- трансформаторы собственных нужд типа 2хТМ-250/10 напряжением 10/0,4;
- для питания шин СН выбран тип кабеля АСБ 3х16;
- для компенсации емкостных токов дугогасящие катушки;
- для измерений трансформаторы тока и напряжения.
В организационно-экономической части проекта была составлена сводная смета капитальных затрат на реконструкцию ЗРУ 10 кВ ПС “Гранитная” и рассчитан ущерб от недоотпуска электроэнергии. В результате расчета срок окупаемости терминалов защит составил 6,4 года.
