📄Работа №216718

Тема: Реконструкция релейной защиты ПС 35/10 кВ «Новый Буян» с применением цифровых устройств

📝
Тип работы Бакалаврская работа
📚
Предмет Электроэнергетика
📄
Объем: 66 листов
📅
Год: 2025
👁️
Просмотров: 3
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.

📋 Содержание

Аннотация
Введение 6
1 Анализ электроэнергетических режимов и расчет токов короткого
замыкания 10
1.1 Анализ электроэнергетических режимов 10
1.2 Расчет токов короткого замыкания 14
1.2.1 Питание от ПС Винтай 14
1.2.2 Резервное питание от ПС Елховка 17
2 Принятые решения по реконструкции электрической части ПС Новый Буян
22
2.1 ОРУ 35кВ 22
2.2 Силовые трансформаторы 23
2.3 КРУН 10 кВ 23
2.4 Заземление и молниезащита ПС Новый Буян 25
3 Решения по реконструкции системы релейной защиты ПС Новый Буян .... 29
3.1 Основные технические требования к комплексам РЗА 30
3.2 Принятые технические решения по РЗА 40
3.2.1 Защита и автоматика трансформатора 40
3.2.2 Оперативная блокировка разъединителей 47
4 Определение параметров системы сбора и передачи информации на ПС
Новый Буян после реконструкции 49
4.1 Основные технические решения 49
4.1.1 Структура системы 49
4.1.2 Решения по организации «нижнего» уровня ПТК ССПИ 50
4.1.3 Решения по организации «среднего» уровня ПТК телемеханики. 53
4.1.4 Информационное взаимодействие с удаленными диспетчерскими
центрами 54
4.2 Описание алгоритма дистанционного управления 55
4.2.1 Общие функциональные требования 55
4.2.2 Функциональные требования к человеко-машинному интерфейсу
56
4.2.3 Управление коммутационными аппаратами 56
4.2.4 Алгоритм формирования обобщенных сигналов и дополнительные
требования к перечням передаваемых сигналов 56
Заключение 58
Список используемой литературы 62

📖 Введение

ПС 35 кВ Новый Буян служит для питания объектов сельского поселения Новый Буян на напряжении 10 кВ.
План расположения реконструируемой ПС 35 кВ Новый Буян приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 - План расположения реконструируемой ПС 35 кВ Новый Буян

На территории ПС 35 кВ Новый Буян расположено металлическое здание, КРУН 10 кВ типа КРН -3-10, силовой трансформатора 2,5 МВА (Тр31) и силовой трансформатора 4 МВА (Тр32), линейные порталы, электротехническое оборудование, маслопровод от трансформаторов и далее за территорию ПС. Ограждение существующей подстанции выполнено из сетчатых панелей по бетонным столбам. В западном участке ограждения расположены ворота, которые рассчитаны на въезд на территорию ПС. Внутриплощадочный проезд на подстанции отсутствует. На всей территории ПС, не занятой сооружениями, растет трава. 
Подъезд к воротам с существующей гравийной дороги, идущей вдоль западной стороны ограждения, имеет гравийное покрытие.
В таблице 1 представлена краткая характеристика технических показателей реконструируемой ПС Новый Буян.
Таблица 1 - Краткая характеристика технических показателей
реконструируемой ПС Новый Буян
Показатель Значение До техперевооружения После техперевооружения
Номинальное напряжение кВ 35 кВ
10 кВ
Конструктивное исполнение РУ 110 кВ
10 кВ ОРУ КРУН-10кВ
Распределительные устройства:
- 110 кВ название «Два блока с выключателями в цепях трансформаторов, неавтоматической перемычкой со стороны линий и выключателем со стороны линии Л-649» [21]
- 10 кВ название Типовая №10-1 «Одна, секционированная выключателями, система шин» [21]
Количество линий, подключаемых к подстанции, по каждому РУ:
- РУ 35 кВ
- РУ 10 кВ шт. 2
7
Количество и мощность силовых трансформаторов Количество Мощность, Тип 2 шт
2,5+4 MBA
Тр31: ТМ-2500 /35 У1
Тр32: ТМ-4000 /35 У1 2 шт
4+4МВА
Тр31: ТМ-4000 /35 У1
Тр32: ТМ-4000 /35 У1
Род оперативного тока Напряжение ~220 В

Подключение в энергосистему ПС 35 кВ Новый Буян выполняется по ВЛ 35 кВ:
- ВЛ 35 кВ Новый Буян - Винтай;
- ВЛ 35 кВ Новый Буян - Старый Буян,
и в ходе реконструкции остается неизменным.
На ПС предусматривается увеличение отбора мощности с шин 10 кВ на величину:
- I этап - 500 кВт;
- II этап - 660 кВт.
В работе предусматривается установка одного силового двухобмоточного трансформатора, взамен существующего трансформатора Тр31. К установке принимается двухобмоточный трансформатор типа ТМН- 4000/35-У1 мощностью 4 МВА, система охлаждения М, напряжение обмоток: ВН: 35 кВ; НН: 11 кВ; климатического исполнения УХЛ1. РПН в нейтрали ВН ±4x2,5%. Схема соединения Ун/А-0-11 [10].
В рамках реконструкции ПС Новый Буян предусматривается (в части основного оборудования и конструкций):
- замена существующего силового двухобмоточного трансформатора Тр31 типа ТМ-2500/35, мощностью 2,5 МВА на новый трансформатор силовой двухобмоточный мощностью 4000 кВА с РПН в нейтрали ВН;
- замена физически и морально устаревшего оборудования ОРУ 35 кВ в ячейке силового трансформатора Тр31: масляного выключателя 35 кВ; разъединителя 35 кВ с ручными приводами; разрядников 35 кВ и 10 кВ в ячейках силовых трансформаторов Тр31 и Тр32; трансформаторного портала Тр31 и маслоприемника; строительных конструкции под оборудование; ошиновки в объеме ячейки силового трансформатора и ячейки;
- к установке принимается современное оборудование с применением вакуумных выключателей 35 кВ и разъединителей с ручными приводами главных и заземляющих ножей;
- реконструкция контура заземления подстанции;
- замена шинного моста 10 кВ между силовыми трансформаторами и КРУН 10 кВ. Шинный мост выполняется на номинальный ток 1ном = 610 А (АС-240/35);
- в связи с увеличением номинальной мощности силовых трансформаторов, выполняется замена вакуумного выключателя в ячейках ввода Тр31 и трансформаторов тока. К установке
принимаются вакуумные выключатели с 1ном = 1000 А и
трансформаторы тока с !ном = 300 А.
- в работе предусматривается замена выключателя 10 кВ (ВМГ-10) в ячейке Ф-173 и трансформатора тока. К установке принимаются вакуумные выключатели с !ном = 1000 А и трансформаторы тока с !ном = 200 А.
- в работе предусматривается замена трансформаторов собственных нужд ТСН-101 и ТСН-102 в ячейках КРУН. К установке предусматриваются герметичные масляные трансформаторы, напряжением 10/0,23 кВ, мощностью 40 кВА;
- в работе предусматривается замена проходных изоляторов в ячейках Т-101, Ф-173, ТСН-101, ТСН-102.
- сооружение кабельных ж/б каналов, для прокладки кабелей до 1000 В. В работе предусмотрена раздельная прокладка силовых и контрольных кабелей.
- для размещения панелей РЗА, телемеханики и связи, а также средств индивидуальной защиты, в работе предусматривается сооружение здания (модуль ЯТС, размером 5x3 м) на базе быстровозводимых зданий;
- на территории подстанции проектируется внутриплощадочный тупиковый проезд вдоль трансформаторов, который является продолжением существующего подъезда к ПС. Дорожное покрытие внутриплощадочного проезда принято гравийным;
- в связи с тем, что площадка подстанции подтапливается в период интенсивных осадков, для удобства обслуживания КРУН 10 кВ, вдоль ячеек предусматривается сооружение металлического решетчатого настила.
Целью бакалаврской работы является обеспечение безаварийного функционирования ПС Новый Буян путем реконструкции существующей системы релейной защиты с применением цифровых устройств.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

Целью бакалаврской работы являлось обеспечение безаварийного функционирования ПС Новый Буян путем реконструкции существующей системы релейной защиты с применением цифровых устройств.
В рассмотренных ремонтных (аварийных) режимах оценивалась загрузка электросетевого оборудования и отклонение уровней напряжений от допустимых. Анализ результатов выполненных расчётов показал, что схема электрической сети 35-110 кВ, прилегающей к ПС Новый Буян, сформированная к 2025 году, обеспечивает электроснабжение потребителей без ограничений, как в нормальной схеме, так и в ремонтных (послеаварийных) режимах.
По результатам проведенных расчетов с учетом перспективной нагрузки, связанной с присоединением новых и увеличивающих существующую мощность потребителей, превышения длительно-допустимых токовых нагрузок оборудования и отклонений напряжения от допустимых пределов не выявлено.
Выполнен расчет токов короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах как при основном питании от ПС Винтай, так и при резервном питании от ПС Елховка.
На основании результатов расчетов электрических режимов и токов КЗ на шинах объекта проектирования, а также на шинах энергообъектов прилегающей сети 35 кВ и выше (на год ввода объекта в эксплуатацию и на перспективу 5 лет), проведен выбор оборудования ренонсируемой ПС 35 кВ Новый Буян.
В работе предусматривается реконструкция существующего ОРУ 35 кВ в ячейке силового трансформатора Тр31. Переустройство схемы ОРУ 35 кВ не предусматривается и остается прежней «Два блока с выключателями в цепях трансформаторов, неактоматической перемычкой со стороны линий и выключателем со стороны линии Л- 649».
В работе предусматривается установка одного силового двухобмоточного трансформатора, взамен существующего трансформатора Тр31. К установке принимается двухобмоточный трансформатор типа ТМН- 4000/35-У1 мощностью 4 МВА, система охлаждения М, напряжение обмоток: ВН: 35 кВ; НН: 11 кВ; климатического исполнения УХЛ1. РПН в нейтрали ВН ±4x2,5%. Схема соединения Ун/А-0-11.
«Оборудование, устанавливаемое в ячейке трансформатора 35 кВ Тр31:
- разъединитель трехполюсный 35 кВ типа: РГПЗ-1б-111-35/1000 УХЛ1 с ручным приводом главных и заземляющих ножей (1 шт);
- вакуумный выключатель 35 кВ, со встроенными датчиками тока, напряжения, и датчиком нулевой последовательности 1ном = 1250 А (1 шт);
- блок ограничителей перенапряжения 35 кВ типа ОПН-П1-
35/40,5/10/3 УХЛ1(1 шт).
Ошиновка 35 кВ выполняется двухярусной: гибкая с применением провода типа АС-120/19 (1ном = 390 А)» [24].
В связи с увеличением номинальной мощности силовых трансформаторов, выполняется замена выключателя в ячейке Т-101 и трансформаторов тока.
В ячейках устанавливаются вакуумные выключатели с электромагнитной защелкой (1ном = 1000А) и трансформаторы тока типа с четырьмя вторичными обмотками классом точности 0,5S/0,5/10P/10P и Ктт=300/5.
В работе предусматривается замена выключателя 10 кВ (ВМГ-10) в ячейке Ф-173 и трансформатора тока. К установке принимаются вакуумные выключатели с 1ном = 1000 А и трансформаторы тока с тремя вторичными обмотками классом точности 0,5S/0,5/10P и Ктт=200/5. В работе предусматривается замена трансформаторов собственных нужд ТСН-101 и ТСН-102 в ячейках КРУН. К установке предусматриваются герметичные масляные трансформаторы, напряжением 10/0,23 кВ, мощностью 40 кВА.
Молниезащита оборудования подстанции, устанавливаемого в данной работе, обеспечивается существующими молниеотводами высотой 15,85 м, установленными на двух приемных порталах 35 кВ и отдельностоящими молниеотводами двумя, высотой 14,5 м.
Заземляющее устройство в зоне установки нового оборудования выполняется новым и присоединяется с существующему контуру заземления. Контур выполняется в виде сетки из круглой стали диаметром 16 мм, и вертикальных электродов из круглой стали диаметром 18 мм, спуски от оборудования -полосой размером 40*5 мм2.
Выключатели 35 кВ устанавливаются с вакуумной изоляцией (реклоузеры) в комплекте с шкафом защиты, датчиками тока и напряжения, а также встроенными аккумуляторными батареями для оперативного питания цепей защиты и управления.
В новом модульном здании устанавливаются панели, коммерческого учёта; шкафы основной и резервной защиты, автоматики и управления выключателя и автоматика регулирования напряжения трансформаторов Т1.
В работе разработана схема распределения защит по трансформаторам тока и напряжения, составлен перечень шкафов, выполняющих комплекс мероприятий по релейной защите.
План расстановки шкафов защиты и управления на ПС 35 кВ Новый Буян включает в себя:
- шкаф № 1. Защита, автоматика и управление трансформатора Т1;
- шкаф №2. Автоматика РПН трансформатора Т1.
Сформулированы основные технические требования к комплексам РЗА.
В модульном здании в шкафу №1 устанавливается комплекты защиты и управления трансформатора с измерительными приборами, индикацией положения выключателей ВН и НН, переключателями режима управления местное/ дистанционное.
«В качестве основной защиты трансформаторов Т1 используется комплект дифференциальной защиты трансформатора (ДЗТ)» [23].
В работе выполнены расчеты уставок ДЗТ по методике «Рекомендации по выбору уставок устройства защиты двухобмоточного трансформатора «Сириус-Т»» завода производителя ЗАО «Радиус-Автоматика».
«В качестве защиты и автоматики ввода 10 кВ Т1 используется микропроцессорное устройство, выполняющее функции МТЗ, ЗОФ, ЗМН, УРОВ и др.
Автоматику регулирования напряжения под нагрузкой трансформатора с приводом РПН с ± 4 ступенями от номинального напряжения 35 кВ с шагом
2,5 % так же выполняет микропроцессорное устройство» [23].
В работе произведен расчет времени насыщения трансформаторов тока 35 кВ на ПС 35 кВ Новый Буян. По результатам расчетов время насыщения трансформаторов тока равняется бесконечности.
На ПС 35 кВ Новый Буян планируется внедрить систему сбора и передачи информации от вновь устанавливаемого оборудования в оперативно диспетчерский центр. Телемеханика представляет собой интегрированную иерархическую систему управления, выполненную на базе микропроцессорных вычислительных управляющих средств.
«Целью создания цепей телемеханики является:
- повышение надежности систем управления и повышение на этой основе надежности электроснабжения потребителей;
- расширение функциональных возможностей систем управления подстанциями за счет использования возможностей микропроцессорной техники;
- снижение затрат на техническое обслуживание подстанций;
- снижение трудозатрат на изготовление аппаратуры, монтаж и эксплуатационные проверки систем управления» [2].
В работе были разработаны основные технические решения по структуре ССПИ, организации «нижнего» и «среднего» уровня ПТК ССПИ, взаимодействию с удаленными диспетчерскими центрами. Составлен алгоритм дистанционного управления.

Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

1. Антонов С.Н. Проектирование электроэнергетических систем: учебное пособие. Ставрополь: Ставропольский государственный аграрный университет, 2014. 104 c.
2. ГОСТ 34.601-90 «Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания» [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200006921 (дата обращения: 15.04.2025).
3. ГОСТ 9920-89 «Электроустановки переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Длина пути утечки внешней изоляции [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200006927 (дата обращения: 15.06.2025).
4. ГОСТ 17516.1-90 «Изделия электротехнические. Общие
требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам» [Электронный ресурс]. URL:
https://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=137804 (дата обращения: 15.06.2025).
5. ГОСТ 51317.4.1-2000 (МЭК 61000-4-1-2000) «Совместимость
технических средств электромагнитная. Испытания на помехоустойчивость. Виды испытаний» [Электронный ресурс]. URL:
https://docs.cntd.ru/document/1200008258 (дата обращения: 15.06.2025).
6. ГОСТ 51321.1-2000 (МЭК 60439-1-92) «Устройства комплектные низковольтные распределения и управления. Часть 1» [Электронный ресурс]. https://meganorm.ru/Data2/1/4293832/4293832817.pdf (дата обращения: 15.06.2025).
7. ГОСТ Р 50746 «Совместимость технических средств
электромагнитная. Технические средства для атомных станций. Требования и методы испытаний» [Электронный ресурс].
https://meganorm.ru/Data2/1/4294819/4294819341.pdf (дата обращения:
15.06.2025).
8. ГОСТ Р 52735-2007 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ» [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200052838 (дата обращения: 19.05.2025).
9. Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах: учебник. Саратов: Ай Пи Эр Медиа, 2018. 263 c.
10. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учеб. пособие. Санкт-Петербург: БХВ- Петербург, 2013. 608 с.
11. Ополева Г. Н. Электроснабжение промышленных предприятий и городов: учеб. пособие. М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2019. 416 с. URL: http://znanium.com/catalog/product/1003805 (дата обращения 13.05.2025).
12. Письмо ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС» № 54/72 от
20.02.2007 «О предотвращении формирования ложных сигналов на входе МЭ, МП и устройств РЗ, ПА» [Электронный ресурс]: URL:
https://ntcees.ru//2015/docum_07_12_2015_3.pdf (дата обращения 18.06.2025).
13. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) [Электронный ресурс]: URL: http://pue7.ru/pue7/sod.php (дата обращения 15.05.2025).
14. Приказ Минэнерго России от 03.08.2018 N 630 «Требования к
обеспечению надежности электроэнергетических систем, надежности и безопасности объектов электроэнергетики энергопринимающих установок «Методические указания по устойчивости энергосистем»» [Электронный ресурс]: URL: https://www.so-
ups.ru/fileadmin/files/laws/regulations/Metod_uk_ust_2018.pdf (дата обращения 18.06.2025).
15. Приказ Минэнерго России от 28.02.2023 N 108 «Об утверждении схемы и программы развития электроэнергетических систем России на 2023-
2028 годы» [Электронный ресурс]: URL:
https://minenergo.gov.rU/upload/iblock/884/xp78yu94qwigo45iyikd0o50ehid8jsc/d ocument_204377.pdf (дата обращения 18.06.2025)...28

🖼 Скриншоты

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ