В процессе эксплуатации электрических сетей могут возникать повреждения, приводящие к коротким замыканиям (КЗ). Электрическая дуга в месте КЗ приводит к разрушению токоведущих частей (ТВЧ), изоляторов и другого оборудования. Протекающие к месту КЗ большие токи (токи КЗ) перегревают неповрежденные ТВЧ и могут вызвать дополнительные повреждения. В сети, электрически связанной с местом повреждения, происходит глубокое понижение напряжения, что может привести к остановке электродвигателей и нарушению параллельной работы генераторов. Кроме КЗ, в сетях могут возникать такие нарушения нормального режима работы, как перегрузка трансформаторов, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью и другие, не требующие немедленного отключения
Основным назначением релейной защиты является выявление места возникновения КЗ и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или участка сети от остальной неповрежденной части электрической системы.
Релейная защита осуществляет автоматическую ликвидацию повреждений и ненормальных режимов в электрической части энергосистем и является важнейшей системой, обеспечивающей их надежную работу. В современных условиях значение релейной защиты особенно возрастает в связи с продолжающимся ростом мощностей электростанций, ростом нагрузок электрических сетей.
Целью проектирования является создание системы релейной защиты для проектируемой двухтрансформаторной подстанции, а также релейной защиты линии, установленной на существующей подстанции.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был проведен анализ исходных данных и принят ряд решений по проектированию новой ту-пиковой двухтрансформаторной подстанции 110/10 кВ. Выбрано оборудования на высокое и низкое напряжение, определен режим работы нейтрали и положение секционных выключателей в нормальном режиме работы. После этого были определены расчетные схемы получившейся системы максимального и минимального режима и произведены расчеты токов короткого замыкания в программе ТоКо.
На основании целого ряда нормативных документов были выявлены виды защит, необходимые к установке на подстанции, определены фирмы- изготовители устройств релейной защиты и автоматики, допущенные к установке на объектах ПАО «ФСК ЕЭС» и необходимые типоисполнения терминалов защит для объектов подстанции. Для стороны 10 кВ был выбран ООО НИИ «ЭКРА», а для стороны 110 кВ - ИЦ «Бреслер».
С использованием общих методик и руководящих указаний фирм были рассчитаны уставки защит двигателя, трансформаторов, установленных на НН и РП, кабельной линии, отходящей к РП, силового трансформатора 110/10 кВ, а также уставки релейной защиты питающей линии 110 кВ, установленной на существующей подстанции. Уставки защит 10 кВ были посчитаны с использованием общих методик, а для защит 110 кВ по руководящим указаниям фирмы.
Выполнены главная схема подстанции, схема проектируемой подстанции и РП с расстановкой устройств релейной защиты и автоматики, схема подключения УРЗА силового трансформатора подстанции, схема подключения защиты линии и автоматики управления выключателем линии, установленные на существующей подстанции, схема подключения секционного выключателя 10 кВ.
