Помощь студентам в учебе
РАЗРАБОТКА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ 110/10 КВ «РУДНЕНСКАЯ»
|
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ВЫБОР СХЕМ СОЕДИНЕНИЙ НА СТОРОНАХ 110 И 10 кВ
ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПС 10
1.1 Выбор схемы РУ на стороне 110 кВ ПС 10
1.2 Выбор схемы РУ на стороне 10 кВ ПС 12
1.3 Схема РП 10 кВ питаемого от секции шин 10 кВ ПС 12
2 ВЫБОР РЕЖИМА ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ ТРАНСФОРМАТОРА 13
2.1 Выбор сечения КЛ 14
2.2 Расчет суммарного емкостного тока замыкания на землю 15
3 СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ ПС 16
3.1 Выбор вида оперативного тока 16
3.2 Выбор источника оперативного тока 16
3.3 Определение мощности ТСН 17
3.4 Выбор предохранителей на ТСН 19
4 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 20
4.1 Определение суммарной максимальной нагрузки ПС 20
4.2 Определение мощности основных трансформаторов ПС 20
4.3 Выбор трансформатора 10/0,4 кВ РУ ПС 21
5 РАСЧЕТ ТКЗ 22
5.1 Ручной расчет ТКЗ 22
5.1.1 Расчетная схема 22
5.1.2 Определение параметров схемы замещения 23
5.2 Сравнение ручного расчета с расчетом в программе ТоКо 25
5.3 Расчет ТКЗ в программе ТоКо 25
5.3.1 Выбор сечения ВЛ 110 кВ 25
5.3.2 Расчет максимального и минимального режимов в программе
ТоКо 26
6 ВЫБОР СИЛОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ, РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ, КРУ 29
6.1 Выбор и проверка силовых выключателей и разъединителей на
стороне 110 кВ ПС 29
6.1.1 Нормативные требования 29
6.1.2 Определение рабочего максимального тока в месте
установки выключателя 30
6.1.3 Определение периодической составляющей ТКЗ 30
6.1.4 Определение ударного тока трёхфазного КЗ 30
6.1.5 Определение апериодической составляющей ТКЗ в момента
размыкания контактов выключателя 30
6.1.6 Расчет термического воздействия ТКЗ 31
6.2 Выбор и проверка силовых выключателей на стороне 10 кВ ПС 32
6.2.1 Нормативные требования 32
6.2.2 Определение рабочего максимального тока в месте
установки выключателя 33
6.2.3 Определение периодической составляющей ТКЗ 33
6.2.4 Определение ударного тока трёхфазного КЗ 33
6.2.5 Определение апериодической составляющей ТКЗ в момент
размыкания контактов выключателя 34
6.2.6 Расчет термического воздействия ТКЗ 34
6.3 Проверка КЛ по термической стойкости 35
6.4 Положение секционных выключателей в нормальном режиме
работы 36
7. ВЫБОР ВИДОВ РЗА ДЛЯ ОБЪЕКТОВ НА СТОРОНЫ 110 И 10 КВ ПС 37
7.1 Кабельная линия 10 кВ 37
7.2 Электродвигатель 10 кВ 38
7.3 Трансформатор 10/0,4 кВ 39
7.4 Генератор 10 кВ 41
7.5 Вводной выключатель 10 кВ 42
7.6 Секционный выключатель 10 кВ 43
7.7 Шины 10 кВ 43
7.8 Трансформатор 110/10 кВ 44
7.9 Воздушная линия 110 кВ 47
8. ВЫБОР ТИПОИСПОЛНЕНИЯ УРЗА НА СТОРОНЕ 110 И 10 кВ ПС 49
8.1 Выбор фирмы производителя УРЗА 49
8.2 Выбор типоисполнения УРЗА КЛ к РП отходящей от шин 10 кВ ПС 50
8.3 Выбор типоисполнения УРЗА ЭД 10 кВ 52
8.4 Выбор типоисполнения УРЗА трансформатора 10/0,4 кВ 53
8.5 Выбор типоисполнения УРЗА генератора 10 кВ 54
8.6 Выбор типоисполнения вводного выключателя секции шин 10 кВ ПС 54
8.7 Выбор типоисполнения УРЗА секционного выключателя секции
шин 10 кВ ПС 55
8.8 Выбор типоисполнения ЗДЗ КРУ 10 кВ ПС 56
8.9 Выбор типоисполнения УРЗА в ячейке ТН секции шин 10 кВ ПС 56
8.10 Выбор типоисполнения УРЗА трансформатора 110/10 кВ 57
8.11 Выбор типоисполнения УРЗА на выключатель 110 кВ 60
8.12 Выбор типоисполнения УРЗА ВЛ 110 кВ 62
9 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ УРЗА 65
9.1 Электродвигатель 10 кВ 65
9.1.1 Ячейка КРУ выключателя короткой КЛ к ЭД 10 кВ - АТД4 800 кВт 65
9.1.2 Защита от перегрузки 68
9.1.3 Защита от блокировки ротора и затянутого пуска 70
9.1.4 УРОВ 71
9.2 Ячейка КРУ выключателя короткой КЛ к трансформатору 10 кВ 73
9.2.1 Расчет тока однофазного КЗ на стороне 0,4 кВ 73
9.2.2 Токовая отсечка трансформатора 74
9.2.3 МТЗ трансформатора 76
9.2.4 Защита от перегрузки 79
9.2.5 Защиты от однофазных КЗ на стороне 0,4 кВ трансформатора 80
9.2.6 УРОВ 82
9.3 Ячейка КРУ выключателя КЛ к ТП 84
9.3.1 Токовая отсечка КЛ 85
9.3.2 МТЗ с зависимой выдержкой времени 86
9.3.3 УРОВ 89
9.4 Генератор 10 кВ 91
9.4.1 Ненаправленная МТЗ и токовая защита от однофазных
замыканий на землю 91
9.4.2 МТЗ 91
9.5 Трансформатор ТДН 10000/110 92
9.5.1 Дифференциальная защита трансформатора 93
9.5.2 МТЗ силового трансформатора 96
9.5.3 Защита от перегрузки силового трансформатора 99
9.5.4 УРОВ 100
9.6 Воздушная линия 110 кВ 101
9.6.1 Токовая отсечка ВЛ 101
9.6.2 УРОВ ВЛ 102
9.6.3 Дистанционная защита линии 103
9.6.4 АПВ ВЛ 114
10 ПРОВЕРКА НА ДОПУСТИМУЮ ПОГРЕШНОСТЬ НА СТОРОНЕ
10 кВ ТРАНСФОРМАТОРА ТМ 1000 КВТ 10,5/0,4 КВ 116
11 ПУСК В ХОД ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 119
11.1 Общие требования 119
11.2 Прямой пуск 119
11.2.1 Реактивный пуск АД 120
11.2.2 Автотрансформаторный пуск АД 121
11.2.3 Пуск АД путем переключения со звезды на треугольник 122
11.3 Реактивный пуск АД с фазным ротором 123
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 125
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 126
1 ВЫБОР СХЕМ СОЕДИНЕНИЙ НА СТОРОНАХ 110 И 10 кВ
ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПС 10
1.1 Выбор схемы РУ на стороне 110 кВ ПС 10
1.2 Выбор схемы РУ на стороне 10 кВ ПС 12
1.3 Схема РП 10 кВ питаемого от секции шин 10 кВ ПС 12
2 ВЫБОР РЕЖИМА ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ ТРАНСФОРМАТОРА 13
2.1 Выбор сечения КЛ 14
2.2 Расчет суммарного емкостного тока замыкания на землю 15
3 СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ ПС 16
3.1 Выбор вида оперативного тока 16
3.2 Выбор источника оперативного тока 16
3.3 Определение мощности ТСН 17
3.4 Выбор предохранителей на ТСН 19
4 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 20
4.1 Определение суммарной максимальной нагрузки ПС 20
4.2 Определение мощности основных трансформаторов ПС 20
4.3 Выбор трансформатора 10/0,4 кВ РУ ПС 21
5 РАСЧЕТ ТКЗ 22
5.1 Ручной расчет ТКЗ 22
5.1.1 Расчетная схема 22
5.1.2 Определение параметров схемы замещения 23
5.2 Сравнение ручного расчета с расчетом в программе ТоКо 25
5.3 Расчет ТКЗ в программе ТоКо 25
5.3.1 Выбор сечения ВЛ 110 кВ 25
5.3.2 Расчет максимального и минимального режимов в программе
ТоКо 26
6 ВЫБОР СИЛОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ, РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ, КРУ 29
6.1 Выбор и проверка силовых выключателей и разъединителей на
стороне 110 кВ ПС 29
6.1.1 Нормативные требования 29
6.1.2 Определение рабочего максимального тока в месте
установки выключателя 30
6.1.3 Определение периодической составляющей ТКЗ 30
6.1.4 Определение ударного тока трёхфазного КЗ 30
6.1.5 Определение апериодической составляющей ТКЗ в момента
размыкания контактов выключателя 30
6.1.6 Расчет термического воздействия ТКЗ 31
6.2 Выбор и проверка силовых выключателей на стороне 10 кВ ПС 32
6.2.1 Нормативные требования 32
6.2.2 Определение рабочего максимального тока в месте
установки выключателя 33
6.2.3 Определение периодической составляющей ТКЗ 33
6.2.4 Определение ударного тока трёхфазного КЗ 33
6.2.5 Определение апериодической составляющей ТКЗ в момент
размыкания контактов выключателя 34
6.2.6 Расчет термического воздействия ТКЗ 34
6.3 Проверка КЛ по термической стойкости 35
6.4 Положение секционных выключателей в нормальном режиме
работы 36
7. ВЫБОР ВИДОВ РЗА ДЛЯ ОБЪЕКТОВ НА СТОРОНЫ 110 И 10 КВ ПС 37
7.1 Кабельная линия 10 кВ 37
7.2 Электродвигатель 10 кВ 38
7.3 Трансформатор 10/0,4 кВ 39
7.4 Генератор 10 кВ 41
7.5 Вводной выключатель 10 кВ 42
7.6 Секционный выключатель 10 кВ 43
7.7 Шины 10 кВ 43
7.8 Трансформатор 110/10 кВ 44
7.9 Воздушная линия 110 кВ 47
8. ВЫБОР ТИПОИСПОЛНЕНИЯ УРЗА НА СТОРОНЕ 110 И 10 кВ ПС 49
8.1 Выбор фирмы производителя УРЗА 49
8.2 Выбор типоисполнения УРЗА КЛ к РП отходящей от шин 10 кВ ПС 50
8.3 Выбор типоисполнения УРЗА ЭД 10 кВ 52
8.4 Выбор типоисполнения УРЗА трансформатора 10/0,4 кВ 53
8.5 Выбор типоисполнения УРЗА генератора 10 кВ 54
8.6 Выбор типоисполнения вводного выключателя секции шин 10 кВ ПС 54
8.7 Выбор типоисполнения УРЗА секционного выключателя секции
шин 10 кВ ПС 55
8.8 Выбор типоисполнения ЗДЗ КРУ 10 кВ ПС 56
8.9 Выбор типоисполнения УРЗА в ячейке ТН секции шин 10 кВ ПС 56
8.10 Выбор типоисполнения УРЗА трансформатора 110/10 кВ 57
8.11 Выбор типоисполнения УРЗА на выключатель 110 кВ 60
8.12 Выбор типоисполнения УРЗА ВЛ 110 кВ 62
9 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ УРЗА 65
9.1 Электродвигатель 10 кВ 65
9.1.1 Ячейка КРУ выключателя короткой КЛ к ЭД 10 кВ - АТД4 800 кВт 65
9.1.2 Защита от перегрузки 68
9.1.3 Защита от блокировки ротора и затянутого пуска 70
9.1.4 УРОВ 71
9.2 Ячейка КРУ выключателя короткой КЛ к трансформатору 10 кВ 73
9.2.1 Расчет тока однофазного КЗ на стороне 0,4 кВ 73
9.2.2 Токовая отсечка трансформатора 74
9.2.3 МТЗ трансформатора 76
9.2.4 Защита от перегрузки 79
9.2.5 Защиты от однофазных КЗ на стороне 0,4 кВ трансформатора 80
9.2.6 УРОВ 82
9.3 Ячейка КРУ выключателя КЛ к ТП 84
9.3.1 Токовая отсечка КЛ 85
9.3.2 МТЗ с зависимой выдержкой времени 86
9.3.3 УРОВ 89
9.4 Генератор 10 кВ 91
9.4.1 Ненаправленная МТЗ и токовая защита от однофазных
замыканий на землю 91
9.4.2 МТЗ 91
9.5 Трансформатор ТДН 10000/110 92
9.5.1 Дифференциальная защита трансформатора 93
9.5.2 МТЗ силового трансформатора 96
9.5.3 Защита от перегрузки силового трансформатора 99
9.5.4 УРОВ 100
9.6 Воздушная линия 110 кВ 101
9.6.1 Токовая отсечка ВЛ 101
9.6.2 УРОВ ВЛ 102
9.6.3 Дистанционная защита линии 103
9.6.4 АПВ ВЛ 114
10 ПРОВЕРКА НА ДОПУСТИМУЮ ПОГРЕШНОСТЬ НА СТОРОНЕ
10 кВ ТРАНСФОРМАТОРА ТМ 1000 КВТ 10,5/0,4 КВ 116
11 ПУСК В ХОД ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 119
11.1 Общие требования 119
11.2 Прямой пуск 119
11.2.1 Реактивный пуск АД 120
11.2.2 Автотрансформаторный пуск АД 121
11.2.3 Пуск АД путем переключения со звезды на треугольник 122
11.3 Реактивный пуск АД с фазным ротором 123
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 125
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 126
В электрической сети возможны следующие повреждения и ненормальные режимы работы: междуфазные короткие замыкания (КЗ), однофазные КЗ, двухфазные КЗ, двухфазные КЗ на землю, перегрузки, качания, асинхронный режим, повышенные токи в линиях при повреждениях на стороне низшего напряжения трансформаторов приемной подстанции. Для защиты от выше-описанных ненормальных режимов работы и повреждений разработаны следующие типы защит: токовые защиты, токовые направленные защиты, дистанционные защиты, дифференциальные токовые продольные и поперечные защиты, защиты от перегрузок и т.д. Разработка защиты того или иного электроэнергетического объекта заключается в выборе необходимого объема релейной защиты для каждого элемента входящего в объект, выборе соответствующих устройств релейной защиты, расчета уставок и правильного подключения. Сложностью разработки релейной защиты является обеспечение требований по быстродействию, надежности и селективности проектируемой защиты, а также снижению затрат на установку устройств РЗ. Все эти вопросы затронуты в данной работе.
Разработка релейной защиты и автоматики для подстанции была произведена согласно действующим нормативным техническим документам и неоднократно проверенным методикам расчета.
В ВКР для проектируемой подстанции 110/10 кВ «Рудненская» было выбрано:
• схемы для сторон 110 и 10 кВ: «4Н Два блока линия - трансформатор с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий», «Одна секционированная выключателем система шин» соответственно.
• режимы заземления нейтралей трансформаторов: ВН - эффективно- заземленная, НН - изолированная нейтраль.
• сечение кабельной линии: АПвБП*240/25-10.
• ТСН: ТМГ-400/10-У1.
• предохранители: ПКТ-101-3,2-12,5.
• силовые трансформаторы: ТДН-10000/110-У1.
• трансформаторы 10/0,4: ТМГ-1000/10-У1.
• ВЛ: АС 70/11.
• выключатели: ВЭБ УЭТМ-110.
• разъединители: РПД-УЭТМ-110.
• КРУ: СЭЩ-59 с вакуумным выключателем ВВУ-СЭЩ-10.
• виды РЗА для объектов на сторонах 110 и 10 кВ.
• типоисполнения УРЗА на сторонах 110 и 10 кВ.
Для УРЗА были рассчитаны их параметры,
На этом основании можно утверждать, что релейная защита и автоматика подстанции будет верно функционировать в течение запланированного срока службы при выполнении требований по монтажу и эксплуатации цепей и оборудования подстанции.
В ВКР для проектируемой подстанции 110/10 кВ «Рудненская» было выбрано:
• схемы для сторон 110 и 10 кВ: «4Н Два блока линия - трансформатор с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий», «Одна секционированная выключателем система шин» соответственно.
• режимы заземления нейтралей трансформаторов: ВН - эффективно- заземленная, НН - изолированная нейтраль.
• сечение кабельной линии: АПвБП*240/25-10.
• ТСН: ТМГ-400/10-У1.
• предохранители: ПКТ-101-3,2-12,5.
• силовые трансформаторы: ТДН-10000/110-У1.
• трансформаторы 10/0,4: ТМГ-1000/10-У1.
• ВЛ: АС 70/11.
• выключатели: ВЭБ УЭТМ-110.
• разъединители: РПД-УЭТМ-110.
• КРУ: СЭЩ-59 с вакуумным выключателем ВВУ-СЭЩ-10.
• виды РЗА для объектов на сторонах 110 и 10 кВ.
• типоисполнения УРЗА на сторонах 110 и 10 кВ.
Для УРЗА были рассчитаны их параметры,
На этом основании можно утверждать, что релейная защита и автоматика подстанции будет верно функционировать в течение запланированного срока службы при выполнении требований по монтажу и эксплуатации цепей и оборудования подстанции.