ВВЕДЕНИЕ 6
1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 8
2 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ 15
2.1 Общие положения 15
2.2 Параметры элементов 15
3 ОПИСАНИЕ СОСТАВА ЗАЩИТ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА 22
3.1 Общие положения 22
3.2 Методика расчетов параметров срабатывания устройств РЗ 23
3.2.1 Продольная дифференциальная токовая защита (ДЗТ) 23
3.2.2 Газовая защита трансформатора и его устройства РПН 26
3.2.3 Максимальные токовые защиты с комбинированным пуском по
напряжению 27
3.2.4 Защита от перегрузки 31
3.2.5 Устройство резервирования при отказе выключателя 32
3.2.6 Логическая защита шин 32
4 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ . 33
4.1 Общие положения 33
4.2 ДЗТ шкафа ШЭ2607 041 производства компании НПП «ЭКРА» 33
4.3 ДЗТ устройства Sepam T87 производства компании «Schneider Electric» 34
4.4 ДЗТ устройства SIPROTEC: 7UT6 производства компании «Siemens AG» 38
4.5 ДЗТ с реле типа РНТ-565 43
4.6 Сравнительный анализ методик ДЗТ 47
4.7 Сравнение микропроцессорных устройств релейной защиты по
чувствительности к внутренним КЗ 50
5 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ 57
5.1 Расчет параметров срабатывания защит трансформатора на базе шкафа
ШЭ2607 041 57
5.2 Расчет параметров срабатывания дифференциальной токовой защиты трансформатора различных производителей 62
6 ОХРАНА ТРУДА 76
6.1 Общие положения 76
6.2 Защитное заземление подстанции ПС 110/6кВ 76
6.2.1 Исходные данные 76
6.2.2 Расчет защитного заземления 77
6.3 Меры безопасности при работе с устройствами релейной защиты 82
7 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 85
7.1 Общие положения 85
7.2 Оценка экономической эффективности устройств релейной защиты и
автоматики (РЗиА) 85
7.3 Расчет оценки экономической эффективности устройств релейной
защиты и автоматики 87
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 92
ПРИЛОЖЕНИЯ 94
Электроэнергетическая система - это сложная многозвенная система, предназначенная для производства, передачи и потребления электрической энергии. Ключевыми звеньями электроэнергетики являются электростанции и трансформаторные подстанции. В процессе их эксплуатации могут возникать различного рода повреждения и аварии, приводящие к выходу из строя оборудования и нарушению электроснабжения потребителей. Поэтому чтобы обеспечить бесперебойную работу системы необходимо организовать ее защиту. Релейная защита (РЗ) призвана обеспечить такую защиту. С помощью устройств РЗ происходит выявление поверженного участка сети, и быстрое его отключение от неповрежденной части с помощью выключателей. Согласно ПУЭ к релейной защите предъявляется ряд требований: селективность, быстродействие, чувствительность, надёжность. С развитием энергетики повышаются требования к устойчивости электроэнергетических систем, а, следовательно, ужесточаются требования к РЗ. По этой причине идёт постоянный процесс развития технологии релейной защиты, которая направлена на создание более совершенных защит.
Целью данной работы является расчет параметров срабатывания защит трансформаторов ТДНГУ-20000/110/6, установленных на подстанции (ПС) 110кВ. Особенностью данной ПС является, что на низкой стороне установлен генератор. В качестве основной защиты трансформатора применяется продольная дифференциальная защита, обладающая абсолютной селективностью. Так же в цели работы входит изучение и сравнительный анализ дифференциальной защиты трансформатора от различных производителей.
Схема замещения рассматриваемого участка и расчет токов КЗ в характерных режимах работы сети выполнены в программном комплексе АРМ СРЗА.
Комплекс позволяет производить расчет параметров срабатывания защит (а также оценивать их чувствительность) и непосредственно выполнять расчет электрических величин для любого вида повреждения сети.
В расчетном комплексе АРМ для определения токов КЗ и выбора параметров срабатывания УРЗ расчетами определяется периодическая составляющая полного тока короткого замыкания (сверхпереходный ток). Для расчета несимметричных токов КЗ используется метод симметричных составляющих.
В данной работе был рассмотрен участок сети с ПС 110кВ, на которой установлены трансформаторы ТДНГУ-20000/110/6. В качестве основной защиты для трансформаторов выбрана и рассчитана продольная дифференциальная токовая защита. Также рассмотрены следующие резервные защиты: газовая защита трансформатора и его устройства РПН, МТЗ НН и ВН с комбинированным пуском по напряжению, защита от перегрузки, УРОВ, логическая защита шин. Защита трансформатора реализована на базе шкафа типа ШЭ2607 041 производства ООО НПП “ЭКРА”. Все уставки основных и резервных защит трансформатора, установленных на ПС 110кВ, удовлетворяют условиям чувствительности.
Получены навыки владения специализированным расчетным комплексом АРМ СРЗА, в котором была составлена схема замещения рассматриваемого участка и выполнены расчеты токов короткого замыкания.
Произведен сравнительный анализ дифференциальных защит трансформаторов при техническом перевооружении тепловой станции. Для этого были изучены ДЗТ различных производителей и рассчитаны параметры срабатывания этих защиты. Установлено, что ДЗТ, выполненная на электромеханическом реле РНТ-565, не обеспечивает необходимую чувствительность.
Для сравнения микропроцессорных устройств защит была рассмотрена методика сравнения по чувствительности при внутреннем КЗ через переходное сопротивление когда ток КЗ соизмерим с начальным током срабатывания. В результате оказалось, что более выгодной в плане чувствительности для рассматриваемого трансформатора является защита производства компании НПП «ЭКРА», так как она имеет наибольшую область срабатывания.
В разделе охраны труда рассмотрены основные меры безопасности при работе с оборудованием релейной защиты и автоматики. Также произведен расчет защитного заземления ПС 110кВ методом наведенных потенциалов по допустимому напряжению прикосновения.
В заключительной главе бакалаврской работы рассмотрен вопрос оценки экономической эффективности устройств релейной защиты и автоматики. Результаты расчета экономической эффективности за счет внедрения защиты трансформатора на ПС 110кВ показали, что использование устройств РЗиА приводит к значительному снижению ущерба у потребителей.
