ВВЕДЕНИЕ 3
1 ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИИ И ЕЁ ПРЕИМУЩЕСТВО ПЕРЕД
ТРАДИЦИОННЫМИ ПОДСТАНЦИЯМИ 6
1.1 Особенности цифровой подстанции 6
1.2 Требования к измерительным трансформаторам напряжения для цифровой
подстанции 14
2 ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ КОМПЛЕКТНОЙ ЦИФРОВОЙ
ПОДСТАНЦИИ 16
2.1 Выбор основного оборудования цифровой подстанции 16
2.2 Балансы мощностей западного района города 18
2.3 Расчет нормального и послеаварийного режима работы электрической сети
западного района города 19
2.4 Расчёт токов короткого замыкания в электрической сети 110 кВ в районе
подстанции 110 кВ 22
2.5 Решения по организации электроснабжения собственных нужд подстанции 24
2.6 Выбор ограничителей перенапряжений 110 кВ 28
2.7 Решения по организации собственных нужд постоянного тока 33
2.7.1 Расчет аккумуляторной батареи и выбор зарядного устройства 34
2.8 Релейная защита и автоматика 36
2.8.1 Защиты силовых трансформаторов и автоматика и управление
выключателями 110 кВ 36
2.8.2 Автоматика РПН силовых трансформаторов 37
2.8.3 Защиты вводов 10 кВ 38
2.8.4 Защиты секционных выключателей 10 кВ 38
2.8.5 Защита отходящих линий 10 кВ 39
2.8.6 Защиты и автоматика трансформаторов напряжения 10 кВ 39
2.8.7 Дуговая защита шин 10 кВ 40
2.8.8 Управление дугогасящими реакторами 10 кВ 40
2.8.9 Организация центральной сигнализации 40
2.9 Определение места повреждения на линии и регистрация аварийных событий 41
2.10 Дистанционная защита ВЛ 110кВ Тюмень - Тюменская ТЭЦ1-1,2 на Тюменской ТЭЦ1 41
2.11 Токовая защита нулевой последовательности ВЛ 110кВ Тюмень - Тюменская
ТЭЦ1-1,2 на Тюменской ТЭЦ1 47
2.11.1 1 ступень токовой защиты направленной последовательности 47 
2.11.2 2, 3, 4 ступень токовой защиты направленной последовательности 47
2.12 Выбор уставок дифференциальная-фазная защита ВЛ 110кВ Тюмень -
Тюменская ТЭЦ1-1,2 на Тюменской ТЭЦ1 49
2.12.1 Выбор уставки токовых органов с пуском по вектору разности фазных токов 49
2.12.2 Выбор уставки токовых органов с пуском по току обратной
последовательности 50
2.12.3 Выбор уставки органа направления мощности нулевой последовательности
по току 51
2.12.4 Выбор уставки токового органа с пуском по приращению 52
2.12.5 Орган манипуляции. Коэффициент комбинированного фильтра токов 53
2.12.6 Орган сравнения фаз. Выбор уставки по углу блокировки 54
2.12.7 Выбор уставки реле сопротивления 54
2.13 Выводы по изменению уставок ВЛ 110кВ Тюмень - Тюменская ТЭЦ1-1,2 на
Тюменской ТЭЦ1 55
3 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ (АСУ ТП) 57
3.1 Общие сведения 57
3.1.1 Цели, назначение и области использования АСУ ТП 57
3.1.2 Описание объекта автоматизации 58
3.1.3 Состав функций и задач реализуемых АСУ ТП 60
3.2 Основные решения по АСУ ТП 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 68
ПРИЛОЖЕНИЕ

Купить

Актуальность темы исследования. Инновационное развитие электроэнергетики направлено на создание интеллектуальной электроэнергетической системы. Ключевым компонентом такой системы являются подстанции, основанные на интегрированных цифровых системах измерения параметров электроэнергии, управления высоковольтным оборудованием, релейной защиты и автоматики. Доступ к информации, её передача и обработка на такой подстанции производится в цифровом виде, в связи с чем в Положении ОАО «Россети» о единой технической политике в электросетевом комплексе она получила название цифровой.
Принципиальным отличием цифровой подстанции от традиционной является использование цифровых унифицированных интерфейсов сбора и обмена информацией взамен аналоговым.
Управление оборудованием и режимами работы цифровой подстанции основано на первичных данных, поступающих от измерительных трансформаторов тока и напряжения.
В настоящее время для использования на цифровой подстанции разработаны и внедряются в опытную эксплуатацию трансформаторы тока, работающие на магнитооптическом эффекте Фарадея и имеющие цифровой интерфейс. Однако задача создания трансформаторов напряжения на оптическом эффекте (эффекте Поккельса) широкого промышленного применения остается нерешенной. Выходной сигнал оптических трансформаторов подвержен влиянию внешних факторов, таких как температура, вибрация и давление, что отрицательно сказывается на погрешности измерений. Также можно предположить значительное влияние на погрешность измерений электрического поля токоведущих элементов соседних фаз и другого оборудования. Мероприятия по компенсации влияния данных факторов на погрешность измерения трудно реализуемы технически и ведут к удорожанию оптических трансформаторов.
На цифровой подстанции могут применяться традиционные электромагнитные трансформаторы напряжения совместно с измерительным объединяющим устройством, выполняющим преобразование аналогового сигнала в цифровой и его передачу в соответствии с протоколом IEC 61850- 9.2LE. Оцифровка сигнала в месте установки электромагнитного трансформатора напряжения решает следующие проблемы, связанные с его эксплуатацией:
- обеспечение метрологического класса точности при перегрузках во вторичных цепях;
- наличие электромагнитных помех во вторичных цепях, приводящих к дополнительным метрологическим погрешностям при измерениях;
- вынос большого потенциала в случае аварии с ОРУ на щит управления вторичных цепей. 
Однако, это не решает проблем самих электромагнитных трансформаторов напряжения, ведет к удорожанию реконструкции и необходимости размещения дополнительного оборудования на территории открытого распределительного устройства. Так, большинство электромагнитных трансформаторов напряжения является маслонаполненными, а, соответственно, взрыво- и пожароопасными, они имеют недостаточный частотный диапазон измерений, что накладывает некоторое ограничение на развитие систем релейной защиты, автоматики и методов определения мест повреждений, и не позволяют выполнять измерения постоянного напряжения, что необходимо для систем высоковольтных линий постоянного тока. Кроме того, работа обычных электромагнитных трансформаторов напряжения во время переходных процессов может приводить к возникновению феррорезонансных явлений, которые, в свою очередь, приводят к неправильной работе электроэнергетического оборудования, выходу его из строя, развитию крупных аварий. Возникновение феррорезонанса возможно при наличии емкостных элементов в цепи индуктивного трансформатора напряжения и связано с насыщением магнитопровода, изменением индуктивности намагничивания трансформатора.
Цифровые оптические измерительные трансформаторы являются альтернативой традиционным измерительным трансформаторам, их назначение — высокоточное измерение тока, напряжения и их фазовых характеристик, выдача измеренных значений по цифровому интерфейсу для использования вторичным оборудованием — счетчиками коммерческого учета, приборами телеметрии, контроля качества электроэнергии, релейной защиты и автоматики. При интеграции в структуру подстанции они позволяют оптимизировать архитектуру систем измерения, защиты, управления и контроля качества электроэнергии. Сегодняшнее российское электросетевое хозяйство характеризуется как физическим, так и моральным устареванием основных фондов: более 50% оборудования имеет сверхнормативный срок эксплуатации (свыше 25 лет), и не соответствует современным требованиям точности измерений, удобства и надежности.
Целью диссертационной работы является развитие электрической сети западного района города с разработкой подстанции 110/10 кВ закрытого типа с использованием инновационных технологий в сфере автоматизации и мониторинга подстанции.
Основные задачи диссертационной работы. Для достижения поставленной цели, в работе решаются следующие основные задачи:
1. Расчёт режимов высоковольтной линии к которой будет подключаться разрабатываемая подстанция.
2. Разработка электротехнологических решений для проектируемой подстанции.
Купить