ВВЕДЕНИЕ 10
1 ВЫБОР СХЕМ СОЕДЕНЕНИЙ НА СТОРОНАХ 220 И 10 кВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПС 12
1.1 Выбор схемы РУ на стороне 220 кВ ПС 12
1.2 Выбор схемы РУ на стороне 10 кВ ПС 14
1.3 Схема РП10 кВ питаемого от секции шин 10 кВ ПС 14
2 ВЫБОР РЕЖИМА ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ ТРАНСФОРМАТОРА 15
2.1 Выбор сечения КЛ 15
2.2 Расчет суммарного емкостного тока замыкания на землю 18
З СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ ПС 19
3.1 Выбор вида оперативного тока 19
3.2 Выбор источника оперативного тока 19
3.3 Определение мощности ТСН 19
3.4 Выбор предохранителей на ТСН 22
4 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРАТОРОВ 22
4.1 Определение суммарной максимальной нагрузки ПС 22
4.2 Определение мощности основных трансформаторов ПС 23
4.3 Выбор трансформатора 10/0,4 id3 РУ ПС 23
5 РАСЧЕТ ТКЗ 24
5.1 Расчет ТКЗ в программе ТоКо 25
5.2 Выбор сечения ВЛ 220 кВ 25
5.3 Расчет максимального и минимального режимов в программе
ТоКо 25
6 ВЫБОР СИЛОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ, РАЗЪЕДЕНИТЕЛЕЙ, КРУ 31
6.1 Выбор и проверка силовых выключателей и разъединителей на стороне 220 кВ 1IC 31
6.1.1 Нормативные требован ня 31
6.1.2 Определение рабочего максимального тока в месте
установки выключателя 32
6.1.3 Определение периодической составляющей ТКЗ 32
6.1.4 Определение ударного тока трёхфазного КЗ 32
6.1.5 Определение апериодической составляющей ТКЗ в момента
размыкания контактов выключателя 32
6.1.6 Расчет термического воз действия ТКЗ 3 3
6.2 Выбор и проверка силовых выключателей настроек 10 кВ ПС 34
6.2.2 Определение рабочего максимального тока в месте
установки выключателя 35
6.2.3 Определение периодической составляющей ТКЗ 35
6.2.4 Определение ударного тока трёхфазного КЗ 35
6.2.5 Определение апериодической составляющей ТКЗ в момент
размыкания контактов выключателя 36
6.2.6 Расчет термического воздействия ТКЗ 36
6.3 Проверка КЛ по термической стойкости 37
6.4 Положение секционных выключателей в нормальном режиме
работа 38
7. ВЫБОР ВИДОВ РЗА ДЛЯ ОБЪЕКТОВ НА СТОРОНЫ 220 И 10 КВ
ПС 38
7.1 Кабельная линия 10 кВ 38
7.2 Электродвигатель 10 кВ 38
7.3 Трансформатор10/0,4 кВ 40
7.4 Генератор 10 кВ 42
7.5 Вводной выключатель 10 кВ 43
7.6 Секционный выключатель 10 кВ 44
7.7 Шины 10 кВ 44
Транеформаторы220/Ю кВ 45
7.9 Воздушные линии 220 кВ 48
8. ВЫБОР ТИПОИСПОЛНЕНЕШ УРЗА НА СТОРОНЕ 220 И 10 кВ ПС 49
8.1 Выбор фирмы производителя УРЗА 49
8.2 Выбор типоисполнения УРЗА КЛ кР Потходящей от шин 10 кВ
ПС 51
8.3 Выбор типоисполнения УРЗА ЭД 10 53
8.4 Выбор типоисполнения УРЗА. трансформатора 10/0,4 кВ 54
8.5 Выбор типоисполнения УРЗА генератора 10 кВ 55
8.6 Выбор типоисполнения вводного выключателя секции шин 10 кВ ПС 55
8.8 Выбор типоисполнения ЗДЗ КРУ 10 кВ 1IC 57
8.9 Выбор типоисполнения УРЗА в ячейке ТН секции шин 10 кВ ПС 57
8.10 Выбор типоисполнения УРЗА трансформатора 220/10 кВ 58
8.11 Выбор типоисполнения УРЗА на выключатель 220 кВ 61
8.12 Выбор типоисполнения УРЗА ВЛ 220 кВ 63
9 РАСЧЕT ПАРАМЕТРОВ УРЗА 64
9.1 Электродвигатель 10 кВ 64
9.1.1 Ячейка КРУ выключателя короткой КЛ к ЭД 10 кВ -
АТД4 800 кВт 64
9.1.2 Защита от перегрузки 67
9.1.3 Защита от блокировки ротора и затянутого пуска 69
9.1.4 2>ГОВ 70
9.2 Ячейка КРУ выключателя короткой КЛ к трансформатору 10 кВ 72
9.2.1 Расчет тока однофазного КЗ на стороне 0,4 кВ 72
9.2.2 Токовая отсечка трансформатора 73
9.2.3 МТЗ трансформатора 75
9.2.4 Защита от перегрузки 78
9.2.5 Защиты от однофазных КЗ на стороне 0/1 кВ трансформатора 79
9.2.6 УРОН 81
9.3 Ячейка М’У выключателя КЛ к ТП 82
9.3.2 МТЗ с зависимой выдержкой времени 84
9.3.3 УРОН 88
9.4 Генератор 10 кВ 89
9.4.1 Ненаправленная МТЗ и токовая защита от однофазных
замыканий на землю 89
9.4.2 МТЗ 90
9.5 Силовой трансформатор 91
9.5.1 Дифференциальная защита трансформа гора 91
9.5.2 МТЗ силового трансформатора 94
9.5.3 Защита от перегрузки силового трансформатора 97
9.5.4 УРОН 97
9.6 Воздушные линии 220 98
9.6.1 Токовая отсечка ВЛ 98
9.6.2 УРОН ВЛ 99
9.6.3 Дистанционная защита линий 100
9.6.4 АПВ линий 110
10. ПРОВЕРКА НА ДОПУСТИМУЮ ПОГРЕШНОСТЬ НА СТОРОНЕ
10 кВ TPАНСФОРМАТOPA TW 4000/10 111
11 ЗАЩИТА МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ ТЕРМИНАЛОВ РЗА И
ДРУГИХ ЦИФРОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ ОТ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ 114
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 122
Современная электроэнергетическая система является с технической точки зрения очень сложной системой с большим количеством синхронно работающих и зависимых друг от друга элементов с протяженными электрическими связями между ними. Возникновение локальных аварийных ситуаций в такой системе (коротких замыкании (КЗ), выхода из синхронизма отдельных генераторов, скачкообразного значительного увеличения мощности генерации или потребления и т. и.) является поводом для развития т. н. каскадных аварий, при которых происходит нарушение нормального режима работы исправной части системы. Наиболее тяжелым таких аварий является прекращение электроснабжения большого количества потребителей на длительное время, либо ухудшение параметров качества поставляемой потребителям электроэнергии.
С другой стороны, в последние значительно ужесточились требования к качеству и надёжности электроснабжения потребителей. т. к. без электрической энергии сегодня невозможна полноценная деятельность ни одной отрасли народного хозяйства.
В первую очередь, аварийности в энергетической системе обеспечивается за счёт уменьшения вероятности возникновения аварийных ситуаций. Так как обнулить вероятность появления аварий невозможно, необходимо использовать автоматизированные системы, позволяющие быстро их ликвидировать и не допускать локальных аварий в каскадные.
В энергосистеме функции автоматического выявления и устранения аварийных режимов работы возложены на устройства релейной защиты и автоматики (РЗА). При этом устройства релейной защиты предназначены для устранения локальных аварий (выявления и отключения токов КЗ. замыканий на землю; отключения перегруженных элементов сети и т. п.), а устройства автоматики не допускают развитие каскадных аварий (устраняют качания, асинхронные режимы, дисбалансы генерации и потребления и т. д.) и поддерживают нормальный режим работы всех элементов системы.
В настоящей выпускной квалификационной работе произведён расчёт уставок и выбор типоисполнения основных устройств РЗА для строящейся тупиковой понижающей подстанции «Ждановская»:
• питающие подстанцию ЛЭ11 220 кВ защищены дистанционной защитой (ДЗ) от междуфазных КЗ и перегрузки; токовой направленной защитой от однофазных замыканий на землю (ТНЗНП). Применено и устройство автоматики - автоматическое повторное включение: (A1IB) для быстрого восстановления работы ЛЭП после самоустраняющихся дуговых КЗ и замыканий на землю.
• силовые трансформаторы подстанции прежде всего защищены дифференциальной защитой (ДЗТ)от внутренних КЗ, максимальной токовой защитой от перегрузки и внешних КЗ (МТЗ), защитой от избыточного давления газов внутри бака (газовой защитой).
• Шиш>1 распределительных устройств низкой стороны (10 кВ) защищены логическими защитами шин (ЛЗШ) от КЗ.
• Присоединения к шинам (трансформаторы 10/0,4 кВ, асинхронные двигатели на 10 кВ) защищены МТЗ и токовыми отсечками (ТО), защитами от перегрузок, выполненными на базе МТЗ.
• Для генераторов дополнительно предусмотрены устройства автоматической синхронизации с последующим непрерывным контролем синхронизма; устройства автоматического регулирования генерируемых активной и реактивной мощностей.
• В случае большого дефицита активной мощности в питающей подстанцию энергосистеме и снижении частоты тока устройство автомата ческой частотной разгрузки (АЧР) приостанови электроснабжение всех или части потребителей подстанции для снижения потребляемой активной мощности от энергосистемы.
Выбранные устройства релейной защиты и автоматики для подстанции «Ждановская» выполнены на базе микропроцессоров, благодаря чему при высокой функциональности они экономичны, компактны, удобны в установке и настройке, имеют множество полезных дополнительных функций для персонала, работающего устройствами РЗА.
Разработка релейной защиты и автоматики была произведена согласно действующим нормативным техническим документам и неоднократно проверенным методикам расчета.
В ВКР для проектируемой подстанции 220/10 кВ «Ждановская» было выбрано:
• схемы для сторон 220 и 10 id3: «4Н Два блока линия - трансформатор с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий», «Одна секционированная выключателем система шин» соответственно.
• режимы заземления нейтралей трансформаторов: ВН - глухозаземленная, IIII - изолированная нейтраль.
• марка и сечение кабельной линии: ПвПух 185/25-10.
• ТСН:ТМГ-400/10-У1.
• предохранители: ПКТ-101-3,2-12,5.
• силовые трансформаторы: ТРДН-63000/220-У1.
• трансформаторы 0/0,4: ТМГ-4000/10-У1.
• ВЛ: АС240/32.
• выключатели 220 кВ:ВГТ-220Ш-1К-40/4000.
• разъединители 220 кВ: РПВ. 1-220/2000.
• КРУ с вакуумными выключателями фирм ы Таврида-Электрик.
• виды РЗА для объектов на сторонах 220 и 10 кВ.
• типоисполнения УРЗА на сторонах 220 и 10 кВ.
Для УРЗА были рассчичигIIы их параметры.
Рассчитанные в настоящей работе параметры цифровых терминалов РЗА могут учитываться на основании практической эксплуатации терминалов защит и силового оборудования подстанции Ждановская.
Проверка и, при необходимости, корректировка уставок терминалов РЗА потребуется после внесения изменений в Главную схему ПС, результатом которых является изменение значений токов КЗ, логики действия защит и условий селективности.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
