Помощь студентам в учебе
Развитие электроэнергетической сети 110 кВ с подключением новой подстанции 110/10 кВ «Светлая»
|
АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 10
1 АНАЛИЗ РАЙОННОЙ СЕТИ 12
1.1 Исходные данные сети 110кВ 12
1.2 Баланс мощностей 13
1.2.1 Баланс активных мощностей 14
1.2.2 Баланс реактивных мощностей 15
2 АНАЛИЗ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ РАЙОНА 17
2.1 Анализ сети 35 кВ рассматриваемой энергосистемы 18
2.2 Анализ работы трансформаторов, установлнных в системе 21
2.3 Проверка сечения проводов 22
2.4 анализ работы электрической сети 110 кВ и выбор сечений линий
передач 23
3 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
СЕТИ 24
3.1 Максимальный режим работы сети 24
3.2 Минимальный режим работы сети 26
3.3. наиболее тяжелые послеаварийные режимы работ сети 27
4 ГЛАВНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 30
4.1 Выбор схемы РУ на стороне ВН ПС 30
4.2 Схема РУ на НН ПС 30
4.3 Схема РП 10 кВ, питаюшегося от секции шин НН ПС 31
5 ВЫБОР ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛЕЙ ТРАНСФОРМАТОРОВ 32
5.1 Выбор сечения КЛ 32
5.2 Расчет суммарного емкостного тока замыкания на землю 33
6 СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ ПС 35
6.1 Выбор вида оперативного тока 35
6.2 Выбор источников опреративного тока 35
6.3 Опредение мощности ТСН 38
6.4 Выбор предохранителей для защиты ТСН 38
7 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 39
7.1 Определение суммарной максимальной нагрузки ПС 39
7.2 Определение мащности основных трансформаторов ПС 39
7.3 Выбор трансформатора 10/0,4 кВ РУ ПС 40
7.4 Выбор трансформатора 10/0,4 кВ РП 40
8 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 41
8.1 Ручной расчет ТКЗ 41
8.1.1 Расчетная схема 41
8.1.2 опеределение параметров схемы замещения 41
8.2 Сравнение ручного расчета с расчетом в программе ТоКо 42
8.3 Выбор сечения ВЛ 43
8.4. Расчет максмального режима в программе ТоКо 43
8.4.1 При КЗ на сужествуюшей ПС 43
8.4.2 При КЗ на стороне ВН ПС 44
8.4.3 При КЗ на стороне НН ПС 45
8.4.4 ПРИ КЗ на стороне НН ТСН 400/10 45
8.4.5 При КЗ на стороне НН ТН 1000/10 46
8.4.6 При КЗ на РП 47
8.4.7 При КЗ на стороне НН РП 48
8.5 Расчет минимального режима в программе ТоКо 48
8.5.1 При КЗ на существующей ПС 48
8.5.2 При КЗ на стороне ВН ПС 49
8.5.3 При КЗ на стороне НН ПС 49
8.5.4 При Кз на стороне ТСН 400/10 50
8.5.5 При КЗ на стороне НН ТН 1000/10 51
8.5.6 При КЗ на РП 52
8.5.7 При КЗ на стороне НН РП 52
9 ВЫБОР И ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ И ДРУГОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ПС, РП, РУ 54
9.1 Выюор и проверка силовых выключателей и разъединителей на
вытороне ВН ПС 54
9.2 Выбор и проверка силовых выключателей КРУ на стороне НН
ПС (РУ, РП) 55
9.3 Проверка КЛ по термичесской стойкости при КЗ 59
10 ВЫБОР ВИДОР РЗА ДЛЯ ОБЪЕКТОВ НА СТОРОНЕ ВН И НН 60
10.1 Кабельная линия 10 кВ 60
10.2 Электродвигатель 10 кВ 61
10.3 Трансформаторов 10/0,4 кВ 62
10.4 Вводный выключатель 64
10.5 Секционный выключатель 10 кВ 64
10.6 Шины 10 кВ 65
10.7 Трансформаторо 110/10 кВ 65
10.8 Воздушная линия 110 кВ 69
11 ВЫБОР ТИПОИСПОЛНЕНИЯ УРЗА НА СТОРОНЕ 110 И 10 КВ 71
11.1 Выбор формы-производителя УРЗА 71
11.2 Выбор типоисполнения УРЗА КЛ 10 кВ к РП, отходящих от шин
НН ПС с изолироанной нейтралью 72
11.3 Выбор типоисполнения УРЗА ЭД 10 кВ 73
11.4 Выьор типоисполнения УРЗА трансформаторов 10/0,4 кВ 74
11.5 Выбор типоисполнения УРЗА ВВ секции шин 10 кВ ПС 74
11.6 Выбор типоисполнения УРЗА СВ секции шин 10 кВ ПС 75
11.7 Выбор типоисполнения ЗДЗ КРУ 10 кВ ПС 76
11.8 Выбор типоисполнения УРЗА в ячейке ТН секции 10 кВ ПС 76
11.9 Выбор типоисполнения УРЗА трансформаторона 110/10 кВ 77
11.10 Выбор типоисполнения УРЗА на выключатель 110 кВ 79
12 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДЗТ С ТОРМОЖЕНИЕМ 82
12.1 определенеи первичных параметров 82
12.2 Выбор коэффициентов трансформации 82
12.3 Выбор схем соединения ихмаричельных ТТ 83
12.4 Определение вторичных токов 83
12.5 Выбор клэффициентов, выравнивающих вторичные токи в
плечах ДЗТ по величине 84
12.6 Уточнение лили выбор допустимых вариантов расчета 85
12.7 уточнение вида тормозной характеричтики 85
12.8 Выбор уставки тока начала торможения 86
12.9 Определение тока небаланса в режиме, соответствующем началу
торможения 86
12.9.1 составляющая тока небаанса из-за погрешности ТТ 86
12.9.2 Составляющая тока небаланса из-за наличиня РПН 87
12.9.3 Составляющая тока небаланча из-за неточности выравнивания
вторичных токов сторон 87
12.10 Определение минимального тока срабатывания 1СР.МИН 87
12.10.1 Минимальный ток страбатывания ДЗТ 87
12.10.2 Проверка надежного недействия ДЗТ 88
12.11 определение максимального тока трехфазного КЗ при
повреждении за ТТ на стороне НН приведенного к стороне ВН 88
12.12 Определение максимального тока небаланса при максимальном
внешнем КЗ 88
12.13 определение тока страбатывания при максимальном внешнем
КЗ 88
12.14 коэффициент торможения kp 88
12.15 Ток срабатывания дифференциальной отсечки (второй, грубой
ступени ДЗТ) 89
12.16 определение чувствительности ДЗТ 89
13 ПРОВЕРКА НА ДОПУСТИМУЮ ПОГРЕШНОСТЬ
ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА 90
14 ИННОВАЦИОННЫЕ ТИПЫ ПРОВОДОВ ДЛЯ ВЛЭП 93
14.1 Компактные провола с длительно - допустимой температурой
нагрева до 90 градусов 93
14.2 Высокотемпературные провода 96
14.3 Высокотемпературные провода с низкой стрелой провеса 97
14.4 Итоги инновации 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 103
ВВЕДЕНИЕ 10
1 АНАЛИЗ РАЙОННОЙ СЕТИ 12
1.1 Исходные данные сети 110кВ 12
1.2 Баланс мощностей 13
1.2.1 Баланс активных мощностей 14
1.2.2 Баланс реактивных мощностей 15
2 АНАЛИЗ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ РАЙОНА 17
2.1 Анализ сети 35 кВ рассматриваемой энергосистемы 18
2.2 Анализ работы трансформаторов, установлнных в системе 21
2.3 Проверка сечения проводов 22
2.4 анализ работы электрической сети 110 кВ и выбор сечений линий
передач 23
3 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
СЕТИ 24
3.1 Максимальный режим работы сети 24
3.2 Минимальный режим работы сети 26
3.3. наиболее тяжелые послеаварийные режимы работ сети 27
4 ГЛАВНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 30
4.1 Выбор схемы РУ на стороне ВН ПС 30
4.2 Схема РУ на НН ПС 30
4.3 Схема РП 10 кВ, питаюшегося от секции шин НН ПС 31
5 ВЫБОР ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛЕЙ ТРАНСФОРМАТОРОВ 32
5.1 Выбор сечения КЛ 32
5.2 Расчет суммарного емкостного тока замыкания на землю 33
6 СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ ПС 35
6.1 Выбор вида оперативного тока 35
6.2 Выбор источников опреративного тока 35
6.3 Опредение мощности ТСН 38
6.4 Выбор предохранителей для защиты ТСН 38
7 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 39
7.1 Определение суммарной максимальной нагрузки ПС 39
7.2 Определение мащности основных трансформаторов ПС 39
7.3 Выбор трансформатора 10/0,4 кВ РУ ПС 40
7.4 Выбор трансформатора 10/0,4 кВ РП 40
8 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 41
8.1 Ручной расчет ТКЗ 41
8.1.1 Расчетная схема 41
8.1.2 опеределение параметров схемы замещения 41
8.2 Сравнение ручного расчета с расчетом в программе ТоКо 42
8.3 Выбор сечения ВЛ 43
8.4. Расчет максмального режима в программе ТоКо 43
8.4.1 При КЗ на сужествуюшей ПС 43
8.4.2 При КЗ на стороне ВН ПС 44
8.4.3 При КЗ на стороне НН ПС 45
8.4.4 ПРИ КЗ на стороне НН ТСН 400/10 45
8.4.5 При КЗ на стороне НН ТН 1000/10 46
8.4.6 При КЗ на РП 47
8.4.7 При КЗ на стороне НН РП 48
8.5 Расчет минимального режима в программе ТоКо 48
8.5.1 При КЗ на существующей ПС 48
8.5.2 При КЗ на стороне ВН ПС 49
8.5.3 При КЗ на стороне НН ПС 49
8.5.4 При Кз на стороне ТСН 400/10 50
8.5.5 При КЗ на стороне НН ТН 1000/10 51
8.5.6 При КЗ на РП 52
8.5.7 При КЗ на стороне НН РП 52
9 ВЫБОР И ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ И ДРУГОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ПС, РП, РУ 54
9.1 Выюор и проверка силовых выключателей и разъединителей на
вытороне ВН ПС 54
9.2 Выбор и проверка силовых выключателей КРУ на стороне НН
ПС (РУ, РП) 55
9.3 Проверка КЛ по термичесской стойкости при КЗ 59
10 ВЫБОР ВИДОР РЗА ДЛЯ ОБЪЕКТОВ НА СТОРОНЕ ВН И НН 60
10.1 Кабельная линия 10 кВ 60
10.2 Электродвигатель 10 кВ 61
10.3 Трансформаторов 10/0,4 кВ 62
10.4 Вводный выключатель 64
10.5 Секционный выключатель 10 кВ 64
10.6 Шины 10 кВ 65
10.7 Трансформаторо 110/10 кВ 65
10.8 Воздушная линия 110 кВ 69
11 ВЫБОР ТИПОИСПОЛНЕНИЯ УРЗА НА СТОРОНЕ 110 И 10 КВ 71
11.1 Выбор формы-производителя УРЗА 71
11.2 Выбор типоисполнения УРЗА КЛ 10 кВ к РП, отходящих от шин
НН ПС с изолироанной нейтралью 72
11.3 Выбор типоисполнения УРЗА ЭД 10 кВ 73
11.4 Выьор типоисполнения УРЗА трансформаторов 10/0,4 кВ 74
11.5 Выбор типоисполнения УРЗА ВВ секции шин 10 кВ ПС 74
11.6 Выбор типоисполнения УРЗА СВ секции шин 10 кВ ПС 75
11.7 Выбор типоисполнения ЗДЗ КРУ 10 кВ ПС 76
11.8 Выбор типоисполнения УРЗА в ячейке ТН секции 10 кВ ПС 76
11.9 Выбор типоисполнения УРЗА трансформаторона 110/10 кВ 77
11.10 Выбор типоисполнения УРЗА на выключатель 110 кВ 79
12 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДЗТ С ТОРМОЖЕНИЕМ 82
12.1 определенеи первичных параметров 82
12.2 Выбор коэффициентов трансформации 82
12.3 Выбор схем соединения ихмаричельных ТТ 83
12.4 Определение вторичных токов 83
12.5 Выбор клэффициентов, выравнивающих вторичные токи в
плечах ДЗТ по величине 84
12.6 Уточнение лили выбор допустимых вариантов расчета 85
12.7 уточнение вида тормозной характеричтики 85
12.8 Выбор уставки тока начала торможения 86
12.9 Определение тока небаланса в режиме, соответствующем началу
торможения 86
12.9.1 составляющая тока небаанса из-за погрешности ТТ 86
12.9.2 Составляющая тока небаланса из-за наличиня РПН 87
12.9.3 Составляющая тока небаланча из-за неточности выравнивания
вторичных токов сторон 87
12.10 Определение минимального тока срабатывания 1СР.МИН 87
12.10.1 Минимальный ток страбатывания ДЗТ 87
12.10.2 Проверка надежного недействия ДЗТ 88
12.11 определение максимального тока трехфазного КЗ при
повреждении за ТТ на стороне НН приведенного к стороне ВН 88
12.12 Определение максимального тока небаланса при максимальном
внешнем КЗ 88
12.13 определение тока страбатывания при максимальном внешнем
КЗ 88
12.14 коэффициент торможения kp 88
12.15 Ток срабатывания дифференциальной отсечки (второй, грубой
ступени ДЗТ) 89
12.16 определение чувствительности ДЗТ 89
13 ПРОВЕРКА НА ДОПУСТИМУЮ ПОГРЕШНОСТЬ
ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА 90
14 ИННОВАЦИОННЫЕ ТИПЫ ПРОВОДОВ ДЛЯ ВЛЭП 93
14.1 Компактные провола с длительно - допустимой температурой
нагрева до 90 градусов 93
14.2 Высокотемпературные провода 96
14.3 Высокотемпературные провода с низкой стрелой провеса 97
14.4 Итоги инновации 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 103
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. Однако проектирование должно проводиться с учетом основных условий совместной работы элементов, влияющих друг на друга и на систему в целом.
Намеченные проектные варианты должны удовлетворять требованиям: надежности, экономичности, удобства эксплуатации, качества энергии и возможности дальнейшего развития.
Выпускная квалификационныая работа должна способствовать закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами по данной и смежным дисциплинам на лекциях, практических занятиях, в лабораториях и на производственной практике, воспитанию навыков самостоятельной творческой работы, ведения инженерных расчетов и технико-экономического анализа.
В ходе выпускной квалификационной работы приобретаются навыки пользования справочной литературой, едиными нормами, правилами и укрупненными показателями, таблицами.
Цель выпускной квалификационной работы является систематизация и расширение теоретических знаний, углубленное изучение проблем электрических систем и сетей, овладение навыками самостоятельного решения инженерных задач по профилирующей специальности.
Релейная защита является основным видом защит от повреждений и ненормальных режимов работы оборудования. Релейная защита удовлетворяет требованиям, основными из которых являются селективность, чувствительность, быстродействие, надежность.
В связи с развитием электрических систем, характеризующимся в основном ростом единичных мощностей агрегатов и блоков, повышением напряжения и пропускной способности линий электропередачи, а также интенсификацией использования оборудования необходимо решить ряд проблем, обусловленных повышением и усложнением требований к техническому совершенству и надежности функционирования устройств релейной защиты и автоматики.В настоящее время внедрен комплекс устройств РЗА с широким применением интегральных микросхем, как в измерительных органах, так и в логической части. Применение ИМС сделало возможной реализацию более сложных алгоритмов измерительных и пусковых органов. Более эффективные характеристики срабатывания позволяют повысить отстроенность защит от режимов без требований к срабатыванию при удовлетворительной чувствительности к КЗ с учетом усложнившихся условий резервирования.Надежность функционирования, удовлетворяющая принятым для релейной защиты требованиям, достигается рядом мер и в том числе применением постоянного функционирования автоматического контроля, охватывающего значительную часть элементов, с сигнализацией возникающих несправностей.
Для снижения трудозатрат на профилактическое обслуживание сложных устройств предусматривает автоматический тестовый контроль.
Намеченные проектные варианты должны удовлетворять требованиям: надежности, экономичности, удобства эксплуатации, качества энергии и возможности дальнейшего развития.
Выпускная квалификационныая работа должна способствовать закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами по данной и смежным дисциплинам на лекциях, практических занятиях, в лабораториях и на производственной практике, воспитанию навыков самостоятельной творческой работы, ведения инженерных расчетов и технико-экономического анализа.
В ходе выпускной квалификационной работы приобретаются навыки пользования справочной литературой, едиными нормами, правилами и укрупненными показателями, таблицами.
Цель выпускной квалификационной работы является систематизация и расширение теоретических знаний, углубленное изучение проблем электрических систем и сетей, овладение навыками самостоятельного решения инженерных задач по профилирующей специальности.
Релейная защита является основным видом защит от повреждений и ненормальных режимов работы оборудования. Релейная защита удовлетворяет требованиям, основными из которых являются селективность, чувствительность, быстродействие, надежность.
В связи с развитием электрических систем, характеризующимся в основном ростом единичных мощностей агрегатов и блоков, повышением напряжения и пропускной способности линий электропередачи, а также интенсификацией использования оборудования необходимо решить ряд проблем, обусловленных повышением и усложнением требований к техническому совершенству и надежности функционирования устройств релейной защиты и автоматики.В настоящее время внедрен комплекс устройств РЗА с широким применением интегральных микросхем, как в измерительных органах, так и в логической части. Применение ИМС сделало возможной реализацию более сложных алгоритмов измерительных и пусковых органов. Более эффективные характеристики срабатывания позволяют повысить отстроенность защит от режимов без требований к срабатыванию при удовлетворительной чувствительности к КЗ с учетом усложнившихся условий резервирования.Надежность функционирования, удовлетворяющая принятым для релейной защиты требованиям, достигается рядом мер и в том числе применением постоянного функционирования автоматического контроля, охватывающего значительную часть элементов, с сигнализацией возникающих несправностей.
Для снижения трудозатрат на профилактическое обслуживание сложных устройств предусматривает автоматический тестовый контроль.
Произведена разработка эскизного проекта районной электрической сети. Были рассмотрен вариант схемы присоединения новой подстанции.
Выбранный вариант был проверен в трех режимах - максимальном, минимальном и наиболее тяжелом послеаварийном. Была произведена проверка по допустимому току, а также проверка напряжений в узлах на допустимые отклонения. При этом было учтено, что все выбранные трансформаторы снабжены устройством РПН с диапазоном регулирования ±9х1,78%. Эти устройства обеспечат качество напряжения у потребителя во всех возможных режимах.
В результате была спроектирована тупиковая двухтрансформаторная подстанция, выбраны и проверены силовые трансформаторы, ячейки выключателей, предохранители. Выбраны виды и типоисполнения устройств релейной защиты и автоматики. Выбраны шкафы релейной защиты и автоматики. 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, построена карта селективности для МТЗ кабельной линии к РУ цеха. Для проверки чувствительности использовались значения минимальных токов короткого замыкания, рассчитанные в программе ТоКо. Данная программа считает токи КЗ с меньшей погрешностью, чем при расчетах вручную. 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.
На стороне ВН рассчитана защита линии - ДЗ дистанционная защита. Произведена проверка ДЗ на то, что при минимальном токе КЗ за
трансформаторами переходное сопротивление дуги входит в область срабатывания защиты.
Графическая часть проекта - схема районной электрической сети 110кВ и карты режимов развития сети, схема проектируемой подстанции, инновационные типы проводов для воздушных линий и схема распределения устройств РЗА - выполнены на листах формата А1.
Выбранный вариант был проверен в трех режимах - максимальном, минимальном и наиболее тяжелом послеаварийном. Была произведена проверка по допустимому току, а также проверка напряжений в узлах на допустимые отклонения. При этом было учтено, что все выбранные трансформаторы снабжены устройством РПН с диапазоном регулирования ±9х1,78%. Эти устройства обеспечат качество напряжения у потребителя во всех возможных режимах.
В результате была спроектирована тупиковая двухтрансформаторная подстанция, выбраны и проверены силовые трансформаторы, ячейки выключателей, предохранители. Выбраны виды и типоисполнения устройств релейной защиты и автоматики. Выбраны шкафы релейной защиты и автоматики. 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, построена карта селективности для МТЗ кабельной линии к РУ цеха. Для проверки чувствительности использовались значения минимальных токов короткого замыкания, рассчитанные в программе ТоКо. Данная программа считает токи КЗ с меньшей погрешностью, чем при расчетах вручную. 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.
На стороне ВН рассчитана защита линии - ДЗ дистанционная защита. Произведена проверка ДЗ на то, что при минимальном токе КЗ за
трансформаторами переходное сопротивление дуги входит в область срабатывания защиты.
Графическая часть проекта - схема районной электрической сети 110кВ и карты режимов развития сети, схема проектируемой подстанции, инновационные типы проводов для воздушных линий и схема распределения устройств РЗА - выполнены на листах формата А1.
