Введение
Раздел 1. Аналитический обзор
1.1 Характеристика и существующая схема подстанции
1.2 Технологические и строительные решения
1.2.1 Основные технологические решения
1.2.2 Управление, автоматика и учет электроэнергии
1.3 Функциональные возможности новой релейной защиты
Раздел 2. Конструкторская часть
2.1 Выбор числа и мощности трансформаторов собственных нужд
2.2 Выбор источника оперативного тока подстанции
2.3 Комплектное устройство защиты и автоматики распределительных сетей
6-10кВ серии SPAC800
2.4 Регулятор напряжения SPAU 341 C
2.5 Дифференциальное реле с торможением SPAD 346 C
2.6 Модульная дуговая защита REA
2.7 Блок сигнализации SACO 16D1
2.8 Аппарат управления оперативным током АУОТ - М2 - УХЛ4
Раздел 3. Технологическая часть
3.1 Расчет уставок защит силового трансформатора
3.2 Выбор уставок максимальной токовой защиты секционного выключателя
на базе SPAC8O1-02
3.3 Выбор уставок максимальной токовой защиты вводного выключателя
на базе SPAC8O1-031
3.4 Автоматическое включение резерва
3.5 Выбор уставок отходящих ячеек 10 кВ
Раздел 4. Спецвопрос. Внедрение «умной подстанции» в городе Тюмень
4.1 Описание АСУ ТП
4.2 Автоматизированная система управления высоковольтной подстанцией.
Заключение
Список литературы
Спецификация
Уровень развития энергетики и электрификации, как известно, в наиболее
обобщенном виде отражает технико-экономический потенциал любой страны.
Электрификация играет ведущую роль в развитии всех отраслей народного хозяйства России, является стержнем строительства экономики нашего обще¬ства.
Развитие многих отраслей промышленности базируется на современных технологиях, широко использующих электрическую энергию. В связи с этим возросли требования к надежности электроснабжения, к качеству электриче¬ской энергии, к ее экономному и рациональному расходованию.
Успех работы энергетиков во многом будет определяться повышением культуры проектирования и эксплуатации, ростом знаний теории и передовой практики.
Электрической частью энергосистемы называется совокупность электро-установок электрических станций и электрических сетей энергосистемы. Элек-троэнергетической системой называется электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общно¬стью процесса производства, передачи, распределения и потребления электри¬ческой энергии [1].
Создание Единой энергетической системы России, объединяющей энерго-системы европейской части Росси, Урала, Сибири, позволило с единого дис-петчерского пункта управлять потоками электроэнергии, направляемыми из во-сточных районов в европейскую часть страны и в другие страны, повысить надежность электроснабжения, использовать резервы мощностей.
Для передачи больших мощностей на далекие расстояния сооружают ли¬нии электропередачи (ЛЭП) [2].
Подстанции сооружаются для преобразования электроэнергии в целях ее использования или дальнейшей передачи. Они являются неотъемлемыми эле-ментами электрических сетей, определяющими их структуру и свойства. В то же время размещение подстанций, их схема и мощность зависят от сетей, для
питания которых они предназначены.
Потребителями электрической энергии подстанции 110/10 кВ города Тю¬мень являются жилые дома. Электрическая нагрузка домов определяется осве¬щением квартир и использованием различных электробытовых приборов. Практически расход электрической энергии определяют наиболее мощные электроприемники повседневного применения. К ним относятся электронагре¬вательные приборы, холодильники, теле- и радиоприемники и т.д.
Увеличение электропотребления квартир происходит за счет насыщения электроприборами. В то же время появляются приборы с улучшенными элек-трическими характеристиками. Прогнозируя основные факторы, можно устано-вить показатели электропотребления квартир на расчетный срок.
В современных энергетических системах значение релейной защиты особенно возрастает в связи с бурным ростом мощности энергосистем, объединением их в единые электрически связанные системы в пределах нескольких областей, всей страны, и даже нескольких государств [3].
Релейная защита осуществляет автоматическую ликвидацию повреждений и ненормальных режимов в электрической части энергосистем и является важнейшей автоматикой, обеспечивающей их надёжную и устойчивую работу.
Рост нагрузок, увеличение протяжённости линий электропередачи, ужесточение требований к устойчивости энергосистем осложняют условия работы релейной защиты и повышает требования к ее быстродействию, чувствительности и надёжности. В связи с этим идет непрерывный процесс развития и совершенствования техники релейной защиты, направленной на создание все более совершенных защит, отвечающих требованиям современной энергетики.
В настоящее время широко применяются защиты с использованием микропроцессорных устройств. Данная техника полностью отвечает специфическим требованиям российской энергетики, доступны в обслуживании и легко интегрируются в автоматизированные системы РЗА, управления и
контроля подстанций и электрической части станций любого уровня. На
Российском рынке известны такие микропроцессорные блоки релейной защиты, как «Орион», «Сириус», «Space».
Хочется также отметить внедрение проекта «умная подстанция». Умная подстанция - это подстанция с автоматизированной системой управления выдающаяся техническая разработка Российских инженеров. Благодаря АСУ удалось отказаться от постоянно присутствующего на подстанции дежурного персонала. В то же время с диспетчерского пункта осуществляется управление подстанцией и сбор информации об энергопотреблении каждого
присоединения, о положении коммутационных аппаратов, состоянии пожарной, охранной сигнализации, отказах оборудования.
Целью ВКР является повышение надежности электроснабжения подстанции 110/10 кВ города Тюмень.
В ВКР рассматриваются вопросы модернизации комплексов релейной защиты силовых трансформаторов и отходящих линий 10 кВ, предназначенных для обеспечения нормальной работы электроустановок потребителей.
В аналитическом обзоре рассмотрена характеристика подстанции 110/10 кВ города Тюмень, рассмотрены современные средства релейной защиты при проведении модернизации, поставлены задачи ВКР.
В конструкторской части проведен выбор трансформаторов собственных нужд; рассмотрели основные назначения, функции, применение и логические схемы микропроцессорного устройства релейной защиты на базе микропроцессора серии SPAC800 производителя«АББ Реле-Чебоксары» и аппарат управления оперативным током АУОТ - М2 - УХЛ4; составлены схемы защит.
В технологической части рассчитаны токи короткого замыкания и на основании результатов расчёта произведена проверка схем микропроцессорных защит и настройка релейной защиты подстанции. Рассчитаны уставки защит для силового трансформатора и отходящих линий 10 кВ с микропроцессорным блоком SPAC800.
В разделе спецвопрос рассмотрен переход подстанции 110/10 кВ города Тюмень к «умному управлению», т.е. подключение АСУ ТП системы Scada.
1. http://www.proektant.org/arh/948.html - Расчет и проектирование схем электроснабжения
2. http://snipov.net/c_4652_snip_105669.html - РД 153-34.0-20.527-98. Ру¬ководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электро¬оборудования.
3. Правила устройства электроустановок, 7-е изд. М., Энергосервис, 2009.
4. Методические указания по расчету и испытаниям жесткой ошиновки ОРУ 110-500 кВ, М., 2010.
5. Кудрин Б.И. Организация промышленного электроремонта в усло-виях модернизации и инноваций // Электрооборудование : эксплуатация и ре- монт.-2011.-№9.-С.27-34.
6. Белкин Г.С. Перспективные виды трансформаторного оборудования // Г лавный энергетик. -2012. -№5. -С.30-32.
7. Зюзин А.Ф., Поконов Н.З., Антонов М.В. Монтаж, эксплуатация и
ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок. -
М.:Высшая школа,2014.-415 с.
8. Апоплонский С.М., Куклев Ю.В. Надежность и эффективность элек-трических аппаратов: Учеб.пособие. - СПб.: Лань, 2011. - 448с.
9. Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем лектроснаб- жения.-М.: Высшая школа, 2008.-639 с.
10. Комплектное устройство защиты и автоматики линии 6 -10 кВ SPAC 801-101 Техническое описание и инструкция по эксплуатации ГЛЦИ.656122.032-17 ТО.
11. SPAU 341 C Регулятор напряжения. Руководство пользователя и тех¬ническое описание.
12. SPAD 346 C Дифференциальное реле с торможением. Руководство по эксплуатации и техническое описание.
13. Аппарат управления оперативным током АУОТ-М2-УХЛ4. руковод-
ство по эксплуатации ВИСП.435311.005РЭ.
14. Прейскурант цен на продукцию ООО «Реле и Автоматика». - Москва, 2017.
15. Белкин Г.С. Перспективные виды трансформаторного оборудования // Г лавный энергетик. -2014. -№5. -С.30-32.
16. Правила устройства электроустановок: Все действующие разделы ПУЭ-6 ПУЭ-7, с изм. И доп., по состоянию на 15 августа 2009.- Новосибирск: Сиб. унив. Изд-во, 2012.-854с.
17. Правила технической эксплуатации электроустановок Потребителей. - М: ИКЦ «МарТ», Ростов Н.Д: Издательский центр «МарТ», 2013 . -272с.
18. Эксплуатация систем электроснабжения / Хорольский В.Я., Таранов М.А. - М: Издательский Дом «Инфра-М», 2013. - 288 с.
19. Энергосбережение в электроустановках предприятий, организаций и учреждений / Хорольский В. Я., Атанов И. В., Шемякин В. Н. - Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2013. - 100 с.
20. Проект «Умная подстанция» с системой Scada. Самара Электрощит.