Магистерский диплом (ВКР) на тему Проектирование релейной защиты отходящих линий 35 кВ пс 110/35/10кВ на примере Магаданской области.

Содержание:

СОДЕРЖАНИЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ПОДСТАНЦИИ ПС-110/35/10 кВ 8
1.1 Анализ однолинейной схемы подстанции 8
1.2 Потребители энергии сети 35 кВ 12
1.3 Потребители энергии 10 кВ 13
1.4 Основные показатели подстанции 15
2 РАСЧЁТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 17
2.1 Расчёт и выбор силовых трансформаторов 17
2.2 Расчёт и выбор сечения проводов ВЛ-110 кВ 19
2.3 Расчёт и выбор сечения проводов отходящих линий ВЛ-35 кВ 20
3 РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 22
3.1 Выбор видов короткого замыкания для релейной защиты 22
3.2 Составление расчётной схемы и схемы замещения 26
3.3 Расчёт параметров элементов схемы замещения при 3-х и 2-х фазных коротких замыканиях 29
3.4 Расчёт токов многофазного короткого замыкания 32
3.5 Расчёт токов короткого замыкания на землю 36
4 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ 37
4.1 Выбор выключателей и разъединителей 37
4.2 Выбор защитных аппаратов 46
4.3 Выбор трансформаторов тока и напряжения 49
5 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ОТХОДЯЩИХ ЛИНИЙ 35 КВ 57
5.1 Назначение РЗ и требования к ней 57
5.2 Обзор существующих микропроцессорных средств РЗ 60
5.3 Выбор средств микропроцессорной РЗ 74
5.4 Расчёт токовой отсечки 75
5.5 Расчёт максимальной токовой защиты линий 77
5.6 Выбор системы оперативного тока 81
5.7 Определение собственных нужд подстанции 88
6 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 91
6.1 Организационные мероприятия для обеспечения безопасности работ 91
6.2 Технические мероприятия по обеспечению безопасности работ 98
6.3 Меры безопасности при выполнении работ в цепях РЗ 104
7 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 108
7.1 Расчёт стоимости устройств РЗ отходящих линий 108
7.2 Составление сметы на монтажные работы по установке устройств РЗ 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 114

Введение:

ВВЕДЕНИЕ
Магаданская область имеет довольно разветвлённую структуру энергосистемы, которая в своём составе имеет семь локальных энергосистем, действующих на территории Дальнего Востока. Предприятия по выработке и транспортировке электроэнергии полностью обеспечивают потребности Магаданской области и даже некоторой части потребителей Республики САХА.
Основной особенностью системы электроснабжения Магаданской области является изолированность от системы электроснабжения ЕЭС России и избыточная мощность электрогенерирующих предприятий.
Магаданская область имеет сложные природно-климатические условия. Среднегодовой перепад температур составляет 100°С (летом +40 °С, зимой - 60°С), часто бывают сильные ветры и снегопады.
В области отсутствует железнодорожное сообщение, слабо развито автомобильное сообщение, основной вид сообщения с другими регионами РФ – авиационный и морской, частично автомобильным транспортом.
Основная промышленность Магаданской области связана с добычей золота, серебра и сопутствующих дорогостоящих элементов.
В Магаданской области работают две энергокомпании: ОАО "Магаданэнерго", и ОАО "Колымаэнерго". Основной вид деятельности ОАО "Магаданэнерго" является производство, передача и сбыт электрической и тепловой энергии потребителям. ОАО "Колымаэнерго" является основным производителем электроэнергии. Энергосистема Магаданской области избыточна по мощности.
В магистерском дипломе рассматривается проектирование релейной защиты отходящих линий 35 кВ на примере Магаданской области. В качестве образца для примера взята двух трансформаторная ПС 110/35/10 кВ «Сокол».
Актуальность темы. Развитие электроэнергетики требует обеспечения надежности электроснабжения потребителей, что невозможно без эффективной работы релейной защиты. Актуальность темы проектирования релейной защиты отходящих линий 35 кВ обусловлена необходимостью обеспечения защиты оборудования и предотвращения аварийных ситуаций на подстанциях, что имеет критическое значение для стабильного функционирования энергосистемы и минимизации ущерба в случае возникновения неисправностей.
Цель исследования. Разработать проект релейной защиты отходящих линий 35 кВ ПС 110/35/10 кВ с учетом современных требований надежности, быстродействия и селективности.
Основные задачи исследования.
1. Описать особенности функционирования релейной защиты на линиях 35 кВ.
2. Провести анализ существующих методов и средств релейной защиты для линий 35 кВ.
3. Разработать схему релейной защиты отходящих линий 35 кВ для заданной подстанции.
4. Провести расчет уставок релейной защиты и оценить ее характеристики.
5. Обосновать выбор оборудования для реализации разработанного проекта.
Объект исследования. Отходящие линии 35 кВ ПС 110/35/10 кВ.
Предмет исследования. Методы, устройства и алгоритмы работы релейной защиты отходящих линий 35 кВ.

Заключение:

Целью ВКР является проектирование релейной защиты отходящих линий напряжением 35 кВ подстанции ПС 110/35/10 кВ. В первом разделе работы проведён анализ схемы подстанции и питающихся от неё потребителей для того, чтобы результаты анализа можно было использовать при расчётах РЗ.
Во втором разделе произведён выбор силовых трансформаторов и выбрано сечение проводов воздушных линий 110 и 35 кВ. Результаты выбора использованы при расчёте релейной защиты.
В третьем разделе произведён расчёт токов короткого замыкания. Результаты расчётов были использованы для выбора электрооборудования подстанции, также они применены для расчётов релейной защиты отходящих линий 35 кВ.
В основном, пятом, разделе работы сделан анализ рынка отечественной микропроцессорной техники релейных защит, выбор сделан в пользу продукции НТЦ «Механотроника». Немалую роль сыграл тот фактор, что продукция этой компании дешевле аналогичной продукции других компаний, кроме этого, компания осуществляет широкую поддержку потребителей её продукции, и предоставляет прекрасно разработанные методички по расчёту релейных защит и их настройке.
В разделе охраны труда разработаны организационные и технические мероприятия по безопасному ведению работ на подстанции и в цепях релейной защиты.
В экономической части составлена смета затрат на приобретение оборудования для релейной защиты отходящих линий и смета затрат на монтаж оборудования средств РЗ.

Фрагмент текста работы:

1 АНАЛИЗ ПОДСТАНЦИИ ПС-110/35/10 кВ
1.1 Анализ однолинейной схемы подстанции
Подстанция «Сокол» снабжает электроэнергией близлежащие предприятия по добыче золота и серебра, золото извлекающую фабрику (ЗИФ), которые относятся к горнодобывающей промышленности. Кроме этого, подстанция снабжает электроэнергией одноимённый посёлок городского типа «Сокол».
Большинство потребителей электроэнергии подстанции в соответствии с требованиями ПУЭ относятся к электроприемникам I и II категории по надёжности электроснабжения [1].
Перерывы в электроснабжении потребителей этих категорий приводят к негативным последствиям, которые выражаются в следующем:
• наносится значительный ущерб производству;
• вызывает повреждения дорогостоящего основного оборудования, нарушает сложные технологические процессы;
• приводит к массовому браку продукции;
• происходит недоотпуск продукции, вызывает простои рабочих и механизмов.
Потребители жилой застройки посёлка городского типа «Сокол» относятся к потребителям III категории электроснабжения, за исключением котельных и насосных станций.
На основании этого можно, в соответствии с ПУЭ можно сделать вывод, что потребители подстанции «Сокол» должны обеспечиваться от двух взаимно резервируемых источников электроэнергии.
На подстанции ПС 110/35/10 кВ «Сокол» установлено два силовых трансформатора мощностью по 16 МВт. Питание подстанции осуществляется по двум воздушным линиям: