Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Тема «реконструкция релейной защиты на ПС 500 Абаканская»

Содержание:

Введение 3

1 Характеристика объекта проектирования 6

1.1 Общая характеристика подстанции «Абаканская 500кВ» 6

1.2 Характеристика ОРУ 220 кВ 9

1.3 Характеристика основного оборудования подстанции 500 кВ 10

1.4 Техническое обоснование реконструкции 11

2 Выбор видов и типа исполнения терминалов релейной защиты и автоматики для реконструируемых присоединений 12

2.1 Требования к современным устройствам релейной защиты и

автоматики 12

2.2 Сравнительный анализ терминалов НПП «Бреслер» и НПП «Экра» 16

3 Расчет токов короткого замыкания для выбора параметров срабатывания устройств релейной защиты и автоматики 25

4 Расчет уставок устройства релейной защиты и автоматики 38

4.1 Расчет уставок воздушных линий 220 кВ Абакан-районная – Абаканская I цепь/220 кВ Абакан-районная – Абаканская II цепь 40

4.1.1 Дистанционная защита 40

4.1.2 Токовая защита нулевой последовательности 43

4.1.3 Междуфазная токовая отсечка 45

4.2 Расчет уставок воздушной линии 220 кВ Абакан-районная – Абаканская III цепь 46

4.2.1 Дистанционная защита 46

4.2.2 Токовая защита нулевой последовательности 48

4.2.3 Междуфазная токовая отсечка 49

5 Выбор устройств автоматики и телемеханики 51

6 Выбор трансформаторов тока и напряжения 57

7 Экономический раздел – расчет локальной сметы стоимости реализации реконструкции объекта 61

8 Система оперативного тока и система собственных нужд 65

Заключение 69

Список литературы 71

Введение:

Согласно правилам устройства электроустановки (ПУЭ) электроэнергетическая система – это электрическая часть энергетической системы в целом и питающиеся от нее приемники электрической энергии, которые объединяются общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии [1].

В настоящее время в электроэнергетической системе (ЭЭC) Российской Федерации насчитываются тысячи электрических станций и подстанций различного класса напряжения. Помимо основного электрооборудования (высоковольтного и низковольтного) на станциях и подстанциях устанавливают комплекс устройств, которые предназначены для автоматической ликвидации повреждений при авариях и ненормальных режимах [2]. Этими важными комплексами являются устройства релейной защиты и автоматики (РЗиА), обеспечивающую надежную и устойчивую работу ЭЭС.

В современной ЭЭС Российской Федерации в текущей эксплуатации находятся более полутора миллионов устройств РЗиА, однако до сих пор большая часть этих устройств – электромеханические, которые уже устарели и требуют замены.

Если рассмотреть разборы аварий, произошедших на объекта электроэнергетики, то можно заметить, что многие устройства РЗиА неправильно работают по причине их старения. Опытным путем было выявлено, что фактический средний срок службы электромеханических устройств РЗиА составляет 25 лет. Это срок обуславливается анализом корректной работы этих устройств в течение длительного времени.

На срок службы влияют несколько условий:

1) срок службы устройств определяется заводом-изготовителем, который учитывает ресурс всех комплектующих, входящих в состав устройства;

2) вовремя проведенное техническое обслуживание позволяет увеличить срок службы путем регулировки, ремонта или замены отдельных элементов, предотвращая их возможные отказы.

Модернизация станций и подстанций на всех их уровнях является основным направлением Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года [5]. Согласно сценарию, правительство видит одним из направлений развития экономики страны в её цифровизации.

Основной частью продвижения этой стратегии является замена электромеханических и устройств РЗиА на более современные микропроцессорные, которые позволяют повысить как качество доставляемой потребителю электроэнергии, так и ее надёжность ее передачи.

В современном мире в проектировании станций, подстанции, распределительных щитов и многое другого, необходимо учитывать современные разработки в рассматриваемой отрасли, которые прошли полигонные испытания и опытную эксплуатацию. Так как в противном случае из-за применения непроверенного в работе электрооборудования, а также некорректной конфигурации схемы подстанции, может быть потеряна устойчивость ЭЭС к различным воздействиям, которые могут спровоцировать аварийный или ненормальный режим. При этом, разумеется, не будет обеспечено требуемое качество электрической энергии.

В данной ВКР предполагается исследовать схему электрической сети подстанции «Абаканская 500кВ» номинальным напряжением 500 кВ и

Заключение:

В ходе выполнения данной дипломной работы были рассмотрена возможность реконструкции ПС 500 кВ Абаканская.

В процессе проведения реконструкции была произведена замена микропроцессорных устройств защит воздушных линий, отходящих от рассматриваемой подстанции.

Микропроцессорные устройства имеют возможность автоматически собирать и обрабатывать информацию о текущем состоянии оборудования, возможных нарушениях режима работы сети, и регистрировать аварийные ситуации с определением места повреждения. Поэтому, данную возможность целесообразно использовать в целях управления энергосетями, так как это сведет время восстановления энергоснабжения потребителей к минимуму.

В первой главе представлена характеристика объекта дипломного проектирования – ПС 500 кВ Абаканская, которая состав Хакасского предприятия магистральных электрических сетей (ПМЭС), которое в свою очередь является филиалом Публичного акционерного общества «Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы» (ПАО «ФСК ЕЭС»). Приведено описание оборудования подстанции и приведено техническое обоснование реконструируемых в рамках данного проекта линий.

Во второй главе «Выбор видов и типа исполнения терминалов РЗиА» произведено сравнение устройств двух производителей ‒ НПП «Экра» и НПП «Бреслер». В рамках данного сравнения пришли к выводу, что оба устройства соответствуют предъявляемым требованиям нормативной документации и заказчикам, имеют обширный современный функционал, но устройства НПП «Экра» дороже, поэтому выбор пал на терминалы НПП «Бреслер».

В третьей главе «Расчет токов короткого замыкания» произведен расчет ТКЗ, которые необходимы для выбора высоковольтного оборудования и расчета уставок настройки устройств релейной защиты и автоматики.

В четвертой главе произведен расчет уставок РЗиА для дистанционной защиты, токовой защиты нулевой последовательности и междуфазной токовой отсечки.

В пятой главе произведен выбор устройств автоматики и телемеханики.

В шестой главе произведен выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения, на ПС 500 кВ Абаканская устанавливаются трансформаторы тока типа ТОГФ-220 У1 и трансформаторы напряжения ЗНОГ-220 У1.

В экономическом разделе определено, что суммарная стоимость реконструкции ПС 500 кВ Абаканская составляет 36117940,8 рублей.

В восьмом разделе рассмотрены системы оперативного тока на подстанции и трансформаторов собственных нужд.

Результатом работы, проведенной в данной ВКР, являются готовые к применению уставки релейной защиты воздушной линии для выбранных микропроцессорных терминалов РЗиА НПП «Бреслер».

Практической значимостью данной работы является необходимость замены устаревшего как физически, так и морально оборудования ПС 500 кВ «Абаканская», что обеспечит более надежное электроснабжение питающихся от данной подстанции потребителей.

Все результаты, полученные в ходе выполнения данной работы, могут быть применены при реконструкциях других объектов электроэнергетической системы Российской Федерации.

Выпускная квалификационная работа выполнена в полном объеме.

 

Фрагмент текста работы:

1 Характеристика объекта проектирования

1.1 Общая характеристика подстанции «Абаканская 500кВ»

Подстанция «Абаканская 500кВ» номинальным напряжением 500 кВ входит в состав Хакасского предприятия магистральных электрических сетей (ПМЭС), которое в свою очередь является филиалом Публичного акционерного общества «Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы» (ПАО «ФСК ЕЭС»).

Филиал ПАО «ФСК ЕЭС» Хакасское ПМЭС был создан в 1998 году, после выделения данного предприятия из состава электрических сетей ПАО «Хакасэнерго» двух подстанций напряжением 500 кВ:

1. подстанция «Абаканская» (г. Абакан);

2. подстанция «Означенное» (г. Саяногорск),

а также шести воздушных линий электропередачи классом напряжения 500 кВ:

1. ВЛ Саяно-Шушенская ГЭС – Новокузнецкая (I, II цепь);

2. ВЛ Саяно-Шушенская ГЭС – Означенное (I, II цепь);

3. ВЛ Означенное – Абаканская;

4. ВЛ Абаканская – Итатская.

Объекты эксплуатации Хакасского ПМЭС находятся в трех регионах Российской Федерации: Республике Хакасия, Республике Тыва и Красноярском крае и включают в себя более 3000 км линий электропередачи различного класса напряжения (от 110 до 500 кВ), 17 подстанций напряжением 110-550 кВ, трансформаторная мощность которых составляет почти 6500 МВА.

Основной задачей предприятия является осуществление бесперебойного и надежного электроснабжения потребителей рассматриваемых регионов.

Помимо электроснабжения Хакасское ПМЭС также осуществляет технический надзор за состоянием сетевых объектов и электрооборудования,