Магистерский диплом (ВКР) на тему Проектирование релейной защиты автотрансформатора 125 МВт ПС 220/110/10 кВ на территории Магаданской области.

Содержание:

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 5

ВВЕДЕНИЕ 6

1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЗ ПОДСТАНЦИИ ПС-220/110/10 КВ 7

1.1 Общая характеристика подстанции 7

1.2 Анализ однолинейной схемы подстанции 8

1.3 Анализ потребителей электроэнергии 110 кВ 15

1.4 Анализ потребителей электроэнергии 10 кВ 16

1.5 Обоснование применения релейной защиты 17

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 19

2.1 Автотрансформаторы, их виды и назначение 19

2.2 Особенности и принцип действия автотрансформаторов 22

2.3 Технические характеристики автотрансформаторов 24

2.4 Релейные защиты автотрансформатора 27

2.5 Технические требования к РЗ автотрансформатора 29

3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ 32

3.1 Обзор проблем РЗ автотрансформаторов 32

3.2 Обзор современных типов РЗ автотрансформаторов 35

3.3 Особенности, преимущества и недостатки МПУ РЗА 44

3.4 Выбор МПУ РЗА для защиты автотрансформатора 47

4 СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ 50

4.1 Выбор видов защит автотрансформатора 50

4.2 Принципы работы РЗ автотрансформатора 52

4.3 Расчёт токов короткого замыкания для РЗ 62

4.4 Расчёт ДЗТ 67

4.5 Расчёт МТЗ 71

4.6 Расчёт защиты от перегрузки 74

4.7 Расчёт блокировки РПН 75

4.8 Газовая защита 76

4.9 Вопросы эксплуатации РЗ автотрансформатора 77

5 ПРОИЗВДСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 84

5.1 Меры безопасности при обслуживании трансформаторов 84

5.2 Меры безопасности при обслуживании релейной защиты 86

6 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 94

6.1 Расчёт затрат на оборудование РЗ 94

6.2 Составление сметы затрат на монтаж РЗ 96

6.3 Расчёт экономического эффекта от внедрения РЗ 101

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 105

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 106

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 111

Однолинейная схема подстанции 112

Функциональные схемы РЗ автотрансформатора 113

Схема подключения шкафа ШЭ2607 042 114

Расчётная схема и схема замещения 115

Введение:

ВВЕДЕНИЕ

Магаданская область имеет довольно разветвлённую структуру энергоси-стемы, которая в своём составе имеет семь локальных энергосистем, действую-щих на территории Дальнего Востока. Предприятия по выработке и транспор-тировке электроэнергии полностью обеспечивают потребности Магаданской области и даже некоторой части потребителей Республики САХА.

Основной особенностью системы электроснабжения Магаданской области является её изолированность от системы электроснабжения ЕЭС России и избы-точная 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 авто-мобильное сообщение, основной вид сообщения с другими регионами РФ – авиационный и морской, частично автомобильным транспортом.

Основная промышленность Магаданской области связана с добычей золо-та, серебра и сопутствующих дорогостоящих элементов.

В Магаданской области работают две энергокомпании: ОАО «Мага-данэнерго», и ОАО «Колымаэнерго». Основной вид деятельности ОАО «Мага-данэнерго» является производство, передача и сбыт электрической и тепловой энергии потребителям. ОАО «Колымаэнерго» является основным производите-лем электроэнергии. Энергосистема Магаданской области избыточна по мощ-ности.

В магистерском дипломе рассматривается проектирование релейной за-щиты автотрансформатора 125 МВт ПС 220/110/10кВ на примере Магаданской области. В качестве образца для примера взята подстанция ПС 220/110/10 кВ «Усть-Омчуг» с двумя автотрансформаторами мощностью по 125 МВт.

В ближайшие несколько лет планируется соединение электричеВВЕДЕНИЕ

Магаданская область имеет довольно разветвлённую структуру энергоси-стемы, которая в своём составе имеет семь локальных энергосистем, действую-щих на территории Дальнего Востока. Предприятия по выработке и транспор-тировке электроэнергии полностью обеспечивают потребности Магаданской области и даже некоторой части потребителей Республики САХА.

Основной особенностью системы электроснабжения Магаданской области является её изолированность от системы электроснабжения ЕЭС России и избы-точная 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 авто-мобильное сообщение, основной вид сообщения с другими регионами РФ – авиационный и морской, частично автомобильным транспортом.

Основная промышленность Магаданской области связана с добычей золо-та, серебра и сопутствующих дорогостоящих элементов.

В Магаданской области работают две энергокомпании: ОАО «Мага-данэнерго», и ОАО «Колымаэнерго». Основной вид деятельности ОАО «Мага-данэнерго» является производство, передача и сбыт электрической и тепловой энергии потребителям. ОАО «Колымаэнерго» является основным производите-лем электроэнергии. Энергосистема Магаданской области избыточна по мощ-ности.

В магистерском дипломе рассматривается проектирование релейной за-щиты автотрансформатора 125 МВт ПС 220/110/10кВ на примере Магаданской области. В качестве образца для примера взята подстанция ПС 220/110/10 кВ «Усть-Омчуг» с двумя автотрансформаторами мощностью по 125 МВт.

В ближайшие несколько лет планируется соединение электрических сетей Магаданской области с сетями ЕЭС России, поэтому актуальным является во-прос применения микропроцессорных средств РЗ, чтобы без проблем интегри-роваться в единую энергосистему РФ.

ских сетей Магаданской области с сетями ЕЭС России, поэтому актуальным является во-прос применения микропроцессорных средств РЗ, чтобы без проблем интегри-роваться в единую энергосистему РФ.

Заключение:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью ВКР является проектирование релейной защиты автотрансформа-тора 125 МВт на напряжение 220 кВ. В результате работы проведён анализ схемы подстанции питающихся от неё потребителей чтобы результаты анализа использовать при расчётах РЗ.

В технологическом разделе определены технические требования к ре-лейной защите автотрансформатора. Эти требования использовались впо-следствии для выбора типа релейной защиты.

В исследовательском разделе выявлен круг проблем релейной защиты автотрансформатора и проведён обзор современных типов релейных защит. Исходя из полученной информации от обзора я сделал вывод, что наиболее перспективным типом релейной защиты автотрансформатора является мик-ропроцессорная релейная защита.

Сделав анализ рынка отечественной микропроцессорной техники РЗ выбор сделал в пользу продукции НПП «Экра». Немалую роль сыграл тот фактор, что компания осуществляет широкую поддержку потребителей её продукции, и предоставляет прекрасно разработанные методички по расчёту релейных защит и их настройке.

Проведённый расчёт экономической эффективности от внедрения РЗ по-казал, что затраты на её внедрение окупаются меньше, чем за один год.

Обобщая сказанное, можно сделать вывод, что применение современ-ных микропроцессорных защит автотрансформаторов, да и не только их, ак-туально на данный момент времени, а в дальнейшем будет ещё более востре-бованным.

Фрагмент текста работы:

1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЗ ПОДСТАНЦИИ ПС-220/110/10 КВ

1.1 Общая характеристика подстанции

Подстанция «Усть-Омчуг» снабжает электроэнергией предприятия по добыче золота и серебра, которые относятся к горнодобывающей промышлен-ности. На подстанции установлены два автотрансформатора АТДЦТН 125000/220/110 мощностью 125 МВт на напряжение 220/110/10 кВ [4]. Под-станция получает питание от Колымской ГЭС, имеющей 5 гидроагрегатов по 180 МВт с полной установленной мощностью 900 МВт. Колымская ГЭС явля-ется самой мощной в Магаданской области, она обеспечивает около 70% всей потребной мощности.

Подстанция Усть-Омчуг соединена с Колымской ГЭС двумя двухцепны-ми воздушными линиями с проводами АС-300 и протяжённостью 156,8 км [4]. От этой линии осуществлена отпайка на подстанцию ПС Нововетренный 220 кВ.

Шлейфом от подстанции идёт одна одноцепная линия 220 кВ «Палатка-Усть-Омчуг», выполненная проводом АС-240 и протяжённостью 175 км.

От подстанции Усть-Омчуг идёт две двухцепных линии 220 кВ «Усть-Омчуг-Омчак-Новая», протяжённостью 120 км, выполненной проводами АС-300.

Воздушные линии 110 кВ идут в двух направлениях:

Одноцепная воздушная линия 110 кВ «Палатка-Усть-Омчуг» протяжён-но¬стью 175 км, с сечением проводов 120 мм2 обеспечивает питанием подстанции 110 кВ «Тэутэджак» и «Агат». Эти подстанции подключения к линии отпайками с проводами АС-120.

Одноцепная воздушная линия 110 кВ «Усть-Омчуг-Павлик» протяжён-но¬стью 108 км, с сечением проводов 120 мм2 обеспечивает питанием подстанции 110 кВ «Нелькоба» и «Транспортный». Эти подстанции подключения к линии отпай¬ками с проводами АС-120.

Карта с расположением всех подстанций в Магаданской области показа-на на рисунке 1.1. Все данные по подстанциям и линиям электропередач были взяты из сточников использованной литературы [1, 2, 3, 4].