Проектирование релейной защиты и автоматики района линии электропередачи 220 кВ ПС «Пересвет» - ПС «Шубинская » Тюменской энергосистемы
|
Введение 17
Объект и методы исследования 19
1. Релейная защита и автоматика района линии электропередачи 220 кВ ПС «Пересвет» - ПС «Шубинская » Тюменской энергосистемы 21
1.1 Краткая характеристика Тюменской энергосистемы 21
1.2 Описание подстанции Шубинска 22
1.3 Формирование района энергосистемы с точки зрения релейной
защиты и автоматики (РЗА) заданных объектов 25
1.4 Анализ исходных данных и принятие предварительных
проектных решений 27
1.4.1 Конфигурация, параметры схем элементов,
установившихся режимов выбранного района энергосистемы 27
1.4.2 Принятие варианта решений по составу и номенклатуре
РЗА заданных автоматизируемых объектов 29
1.5 Выбор измерительных трансформаторов 30
1.5.1 Выбор измерительных трансформаторов для линии
«Пересвет - Шубинская» 30
1.5.2 Выбор измерительных трансформаторов для высшей
стороны автотрансформатора на ПС Шубинская 31
1.5.3 Выбор измерительных трансформаторов для средней
стороны автотрансформатора на ПС Шубинская 32
1.6 Обоснование варианта выбранной релейной защиты
автотрансформатора АТДЦТН-125000/220/110 №384 34
1.6.1 Ступенчатая токовая защита нулевой последовательности
(СТЗНП) ШЭ 2607 34
1.6.1.1 Подготовка данных по уставкам первой и второй
ступеней СТЗНП смежных линий высшего и среднего напряжений 34
1.6.1.2 СТЗНП автотрансформатора на высшей стороне 37
1.6.1.3 СТЗНП автотрансформатора на средней стороне 46
1.6.2 СДЗ автотрансформатора № 384 54
1.6.2.1 Расчет уставок первых ступеней СДЗ смежных линий
высшего напряжения 54
1.6.2.2 Расчет уставок первых ступеней СДЗ смежных линий
среднего напряжения 55
1.6.2.3 СДЗ автотрансформатора на высшей стороне 55
1.6.2.4 СДЗ автотрансформатора на средней стороне 64
1.6.3 Продольная дифференциальная токовая защита
автотрансформатора 74
1.6.3.1 Расчет уставки дифференциального тока срабатывания
ДТЗ 80
1.6.3.2 Расчет уставки тока начала торможения ДТЗ 82
1.6.3.3 Расчет уставки тока торможения блокировки ДТЗ 82
1.6.3.4 Расчет уставки коэффициента торможения ДТЗ 84
1.6.3.5 Расчет уставки уровня блокировки по второй
гармонике 86
1.6.3.6 Расчет уставки дифференциальной отсечки 87
1.6.3.7 Проверка чувствительности защиты 88
1.6.3.8 Проверка чувствительности дифференциальной ^
отсечки
1.7 Обоснование варианта выбранных релейных защит
автоматизируемой линии Пересвет-Шубинская 220 кВ 93
1.7.1 СТЗНП линии Пересвет-Шубинская 220 кВ 93
1.7.1.1 Подготовка данных по уставкам предыдущих линий
первой и второй периферии 93
1.7.1.2 Расчет уставки первой ступени СТЗНП линии 96
Пересвет-Шубинская
1.7.1.3 Расчет уставки второй ступени СТЗНП линии
Пересвет-Шубинская 98
1.7.1.4 Расчет уставки третьей ступени СТЗНП линии
Пересвет-Шубинская 102
1.7.1.5 Расчет уставки четвертой ступени СТЗНП линии
Пересвет-Шубинская 107
1.7.1.6. Проверка чувствительности реле мощности 108
1.7.1.7 Эффективность первой ступени СТЗНП линии
Пересвет-Шубинская 109
1.7.2 Ступенчатая дистанционная защита линии 220 кВ
Пересвет-Шубинская 115
1.7.2.1 Расчет уставок первых ступеней СДЗ линий первой
периферии 115
1.7.2.2 Расчет уставки первой ступени СДЗ линии 220 кВ
Пересвет-Шубинская 116
1.7.2.3 Расчет уставки второй ступени СДЗ линии 220 кВ
Пересвет-Шубинская 117
1.7.2.4 Расчет уставки третьей ступени СДЗ линии 220 кВ
Пересвет-Шубинская 121
1.7.3 Междуфазная отсечка 124
1.7.4 Дифференциально-фазная высокочастотная защита ШЭ
2607 081 линии «Пересвет-Шубинская» 124
1.7.4.1 Выбор уставки токового органа с пуском по вектору разности фазных токов IL, действующего на
блокировку 126
1.7.4.2 Выбор уставки токового органа с пуском по вектору разности фазных токов IL, действующего на
отключение 126
1.7.4.3 Выбор уставки токового органа с пуском по току
обратной последовательности I2, действующего на блокировку 127
1.7.4.4 Выбор уставки токового органа с пуском по току
обратной последовательности I2, действующего на отключение 128
1.7.4.5 Определение коэффициента чувствительности
токового отключающего органа I2 129
1.7.4.6 Выбор уставки токового органа с пуском по
приращению DI2, действующего на блокировку 133
1.7.4.7 Уставка токового органа с пуском по приращению DI2,
действующего на отключение 133
1.7.4.8 Выбор уставки токового органа с пуском по
приращению DI1, действующего на блокировку 134
1.7.4.9 Выбор уставки токового органа с пуском по
приращению DI1, действующего на отключение 134
1.7.4.10 Орган манипуляции. Коэффициент комбинированного
фильтра токов 135
1.7.4.11 Орган сравнения фаз. Выбор уставки по углу
блокировки 137
1.7.4.12 Выбор уставки реле сопротивления 7откл 137
1.7.4.13 Выбор уставки реле сопротивления 7откл по углу
максимальной чувствительности 139
1.8 Проверка допустимости несинхронного АПВ 139
2. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 142
2.1 Потенциальные потребители результатов исследования и
анализ конкурентных технических решений 143
2.2 Формирование плана и графика разработки 145
2.2.1 Определение структуры работ 145
2.2.2 Определение трудоемкости работ 146
2.2.3 Разработка линейного графика 147
2.3 Формирование бюджета затрат на научное исследование 152
2.3.1 Материальные затраты 152
2.3.2 Основная заработная плата 153
2.3.3 Дополнительная заработная плата 155
2.3.4 Отчисления на социальные цели 156
2.3.5 Накладные расходы 157
2.3.6 Бюджет затрат на научное исследование 158
2.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой и
экономической эффективности исследования 159
2.5 Общие выводы по разделу 161
3. Социальная ответственность 164
3.1 Аннотация 164
3.2 Введение 164
3.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов 165
3.3.1 Производственная санитария 165
3.3.2 Техника безопасности 172
3.4 Экологическая безопасность 174
3.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 176
3.6 Правовые и организационные вопросы обеспечения 179
безопасности
Заключение 181
Список публикаций студента 183
Список использованных источников 184
Приложение А Relay protection development history and perspective 189
Приложение Б План эвакуации при пожаре 201
Приложение В Район линии 220 кВ Пересвет - Шубинская Тюменской энергосистемы. Схема электрическая соединений.
Приложение Г Район линии 220 кВ Пересвет - Шубинская Тюменской энергосистемы. Совмещенная схема замещения прямой, обратной и нулевой последовательности. 203
Приложение Д Район линии 220 кВ Пересвет-Шубинская Тюменской энергосистемы. Схема электрическая соединений и карта селективности. 204
Приложение Е РЗА линии 220 кВ Пересвет-Шубинская. Схема электрическая структурная. 205
Приложение Ж РЗА линии 220 кВ Пересвет-Шубинская. Схема электрическая подключения. 206
Объект и методы исследования 19
1. Релейная защита и автоматика района линии электропередачи 220 кВ ПС «Пересвет» - ПС «Шубинская » Тюменской энергосистемы 21
1.1 Краткая характеристика Тюменской энергосистемы 21
1.2 Описание подстанции Шубинска 22
1.3 Формирование района энергосистемы с точки зрения релейной
защиты и автоматики (РЗА) заданных объектов 25
1.4 Анализ исходных данных и принятие предварительных
проектных решений 27
1.4.1 Конфигурация, параметры схем элементов,
установившихся режимов выбранного района энергосистемы 27
1.4.2 Принятие варианта решений по составу и номенклатуре
РЗА заданных автоматизируемых объектов 29
1.5 Выбор измерительных трансформаторов 30
1.5.1 Выбор измерительных трансформаторов для линии
«Пересвет - Шубинская» 30
1.5.2 Выбор измерительных трансформаторов для высшей
стороны автотрансформатора на ПС Шубинская 31
1.5.3 Выбор измерительных трансформаторов для средней
стороны автотрансформатора на ПС Шубинская 32
1.6 Обоснование варианта выбранной релейной защиты
автотрансформатора АТДЦТН-125000/220/110 №384 34
1.6.1 Ступенчатая токовая защита нулевой последовательности
(СТЗНП) ШЭ 2607 34
1.6.1.1 Подготовка данных по уставкам первой и второй
ступеней СТЗНП смежных линий высшего и среднего напряжений 34
1.6.1.2 СТЗНП автотрансформатора на высшей стороне 37
1.6.1.3 СТЗНП автотрансформатора на средней стороне 46
1.6.2 СДЗ автотрансформатора № 384 54
1.6.2.1 Расчет уставок первых ступеней СДЗ смежных линий
высшего напряжения 54
1.6.2.2 Расчет уставок первых ступеней СДЗ смежных линий
среднего напряжения 55
1.6.2.3 СДЗ автотрансформатора на высшей стороне 55
1.6.2.4 СДЗ автотрансформатора на средней стороне 64
1.6.3 Продольная дифференциальная токовая защита
автотрансформатора 74
1.6.3.1 Расчет уставки дифференциального тока срабатывания
ДТЗ 80
1.6.3.2 Расчет уставки тока начала торможения ДТЗ 82
1.6.3.3 Расчет уставки тока торможения блокировки ДТЗ 82
1.6.3.4 Расчет уставки коэффициента торможения ДТЗ 84
1.6.3.5 Расчет уставки уровня блокировки по второй
гармонике 86
1.6.3.6 Расчет уставки дифференциальной отсечки 87
1.6.3.7 Проверка чувствительности защиты 88
1.6.3.8 Проверка чувствительности дифференциальной ^
отсечки
1.7 Обоснование варианта выбранных релейных защит
автоматизируемой линии Пересвет-Шубинская 220 кВ 93
1.7.1 СТЗНП линии Пересвет-Шубинская 220 кВ 93
1.7.1.1 Подготовка данных по уставкам предыдущих линий
первой и второй периферии 93
1.7.1.2 Расчет уставки первой ступени СТЗНП линии 96
Пересвет-Шубинская
1.7.1.3 Расчет уставки второй ступени СТЗНП линии
Пересвет-Шубинская 98
1.7.1.4 Расчет уставки третьей ступени СТЗНП линии
Пересвет-Шубинская 102
1.7.1.5 Расчет уставки четвертой ступени СТЗНП линии
Пересвет-Шубинская 107
1.7.1.6. Проверка чувствительности реле мощности 108
1.7.1.7 Эффективность первой ступени СТЗНП линии
Пересвет-Шубинская 109
1.7.2 Ступенчатая дистанционная защита линии 220 кВ
Пересвет-Шубинская 115
1.7.2.1 Расчет уставок первых ступеней СДЗ линий первой
периферии 115
1.7.2.2 Расчет уставки первой ступени СДЗ линии 220 кВ
Пересвет-Шубинская 116
1.7.2.3 Расчет уставки второй ступени СДЗ линии 220 кВ
Пересвет-Шубинская 117
1.7.2.4 Расчет уставки третьей ступени СДЗ линии 220 кВ
Пересвет-Шубинская 121
1.7.3 Междуфазная отсечка 124
1.7.4 Дифференциально-фазная высокочастотная защита ШЭ
2607 081 линии «Пересвет-Шубинская» 124
1.7.4.1 Выбор уставки токового органа с пуском по вектору разности фазных токов IL, действующего на
блокировку 126
1.7.4.2 Выбор уставки токового органа с пуском по вектору разности фазных токов IL, действующего на
отключение 126
1.7.4.3 Выбор уставки токового органа с пуском по току
обратной последовательности I2, действующего на блокировку 127
1.7.4.4 Выбор уставки токового органа с пуском по току
обратной последовательности I2, действующего на отключение 128
1.7.4.5 Определение коэффициента чувствительности
токового отключающего органа I2 129
1.7.4.6 Выбор уставки токового органа с пуском по
приращению DI2, действующего на блокировку 133
1.7.4.7 Уставка токового органа с пуском по приращению DI2,
действующего на отключение 133
1.7.4.8 Выбор уставки токового органа с пуском по
приращению DI1, действующего на блокировку 134
1.7.4.9 Выбор уставки токового органа с пуском по
приращению DI1, действующего на отключение 134
1.7.4.10 Орган манипуляции. Коэффициент комбинированного
фильтра токов 135
1.7.4.11 Орган сравнения фаз. Выбор уставки по углу
блокировки 137
1.7.4.12 Выбор уставки реле сопротивления 7откл 137
1.7.4.13 Выбор уставки реле сопротивления 7откл по углу
максимальной чувствительности 139
1.8 Проверка допустимости несинхронного АПВ 139
2. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 142
2.1 Потенциальные потребители результатов исследования и
анализ конкурентных технических решений 143
2.2 Формирование плана и графика разработки 145
2.2.1 Определение структуры работ 145
2.2.2 Определение трудоемкости работ 146
2.2.3 Разработка линейного графика 147
2.3 Формирование бюджета затрат на научное исследование 152
2.3.1 Материальные затраты 152
2.3.2 Основная заработная плата 153
2.3.3 Дополнительная заработная плата 155
2.3.4 Отчисления на социальные цели 156
2.3.5 Накладные расходы 157
2.3.6 Бюджет затрат на научное исследование 158
2.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой и
экономической эффективности исследования 159
2.5 Общие выводы по разделу 161
3. Социальная ответственность 164
3.1 Аннотация 164
3.2 Введение 164
3.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов 165
3.3.1 Производственная санитария 165
3.3.2 Техника безопасности 172
3.4 Экологическая безопасность 174
3.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 176
3.6 Правовые и организационные вопросы обеспечения 179
безопасности
Заключение 181
Список публикаций студента 183
Список использованных источников 184
Приложение А Relay protection development history and perspective 189
Приложение Б План эвакуации при пожаре 201
Приложение В Район линии 220 кВ Пересвет - Шубинская Тюменской энергосистемы. Схема электрическая соединений.
Приложение Г Район линии 220 кВ Пересвет - Шубинская Тюменской энергосистемы. Совмещенная схема замещения прямой, обратной и нулевой последовательности. 203
Приложение Д Район линии 220 кВ Пересвет-Шубинская Тюменской энергосистемы. Схема электрическая соединений и карта селективности. 204
Приложение Е РЗА линии 220 кВ Пересвет-Шубинская. Схема электрическая структурная. 205
Приложение Ж РЗА линии 220 кВ Пересвет-Шубинская. Схема электрическая подключения. 206
Нефтегазовая промышленность является одним из основных источников пополнения бюджета Российской Федерации. Добыча углеводородов на месторождениях России происходит непрерывно в течение всего года. Применительно к нефтегазовой промышленности, основными потребителями электрической энергии являются различные электродвигатели, приводящие в движение насосы и другое оборудование, перерыв в электроснабжении которого приводит к нарушению сложного технологического процесса, значительному материальному ущербу, опасности для жизни людей. Следовательно, данные объекты относятся к первой категории по надежности электроснабжения. Одним из актуальных вопросов в обеспечении надежности электроснабжения является создание надежной и современной системы релейной защиты и автоматики, поскольку именно эта система предотвращает развитие самых характерных для энергосистем аварий.
На сегодняшний день передовыми являются устройства релейной защиты и автоматики, построенные на базе микропроцессорной техники. Достоинствами такого типа устройств являются многофункциональность, точность измерения и удобство чтения электрических величин при сравнительно небольших габаритах. Поэтому при проектировании актуально применение именно данного типа устройств РЗА.
Целью данной выпускной работы является проектирование релейной защиты и автоматики района линии электропередачи 220 кВ ПС «Пересвет» - ПС «Шубинская » Тюменской энергосистемы.
Объектом исследования является подстанция 220/110/35/6 кВ Шубинская района электрических сетей номер №1 Приобского месторождения ООО «РН-Юганскнефтегаз».
защит.
Полученные результаты могут быть использованы для рабочего проектирования в расчетных группах РЗА центрального, объединенного или регионального диспетчерского управления.
На сегодняшний день передовыми являются устройства релейной защиты и автоматики, построенные на базе микропроцессорной техники. Достоинствами такого типа устройств являются многофункциональность, точность измерения и удобство чтения электрических величин при сравнительно небольших габаритах. Поэтому при проектировании актуально применение именно данного типа устройств РЗА.
Целью данной выпускной работы является проектирование релейной защиты и автоматики района линии электропередачи 220 кВ ПС «Пересвет» - ПС «Шубинская » Тюменской энергосистемы.
Объектом исследования является подстанция 220/110/35/6 кВ Шубинская района электрических сетей номер №1 Приобского месторождения ООО «РН-Юганскнефтегаз».
защит.
Полученные результаты могут быть использованы для рабочего проектирования в расчетных группах РЗА центрального, объединенного или регионального диспетчерского управления.