Дипломна робота: Релейний захист, автоматика, сигналізація підстанції «Демня» ВАТ «Львівобленерго» (2010)
Енергетика є основою економіки нашої країни, оскільки вона має великий вплив на пришвидшення прогресу не тільки у промисловому виробництві, але й у всіх інших галузях життя нашого суспільства. Роль електричної енергії пояснюється універсальністю її використання, можливістю передачі на практично будь-які віддалі і безмежним поділом. До основних елементів електроенергетичної системи, що забезпечують виробництво і пересилання електричної енергії споживачам, належать генератори, трансформатори, кабелі і лінії. Електрична система – це сукупність взаємодіючих елементів, які можна розбити на дві групи: Силові елементи, які: • виробляють (наприклад генератори); • перетворюють (трансформатори, випростувачі); • пересилають і розподіляють (лінії пересилання, мережі); • споживачі електричної енергії. Елементи керування: регулюють і змінюють стан енергосистеми (регулятори збудження синхронних машин, регулятори частоти, реле, вимикачі і т.д.). Всі елементи енергосистеми пов’язані єдністю процесів генерування, пересилання, розподілу і споживання електричної енергії і процесів, що з’являються при зміні стану у системі основною специфічною особливістю якого є швидке протікання подій і неминучість пошкоджень аварійного характеру. Сучасна енергосистема не може працювати без пристроїв релейного захисту і автоматики, які здійснюють автоматичну ліквідацію пошкоджень та ненормальних режимів в електричній частині енергосистеми і є найважливішою автоматикою. Тому надійне і економічне функціонування систем електропостачання можливе тільки при автоматичному керуванні ними. Для цієї мети використовують комплекс автоматичних пристроїв, серед яких перше місце займають пристрої релейного захисту і автоматики. Зростання споживання електроенергії і ускладнення систем електропостачання потребують постійного вдосконалення цих пристроїв. Спостерігається тенденція створення і впровадження автоматичних систем управління на основі використання цифрових універсальних і спеціалізованих обчислювальних машин. Разом з цим широко експлуатуються і простіші пристрої захисту: топкі запобіжники, автоматичні вимикачі, магнітні пускачі, реле прямої дії, магнітні трансформатори струму, пристрої оперативного змінного струму і т.п. Основне місце серед пристроїв автоматичного управління займає релейний захист, який діє при появі ненормальних режимів роботи електричних установок. Релейний захист знайшов використання в системах електропостачання раніше, ніж інші пристрої автоматичного керування. Найнебезпечніші і найчастіші пошкодження – короткі замикання між фазами електричної установки і короткі замикання фаз на землю в мережах з глухозаземленими нейтралями. Можливі і складніші пошкодження, які супроводжуються короткими замиканнями й обривом фаз. В електричних машинах і трансформаторах поряд з вказаними пошкодженнями виникають замикання між витками однієї фази. Внаслідок короткого замикання порушується нормальна робота системи електропостачання з можливим виходом синхронних генераторів, компенсаторів і електричних двигунів з синхронізму і порушення режиму роботи споживачів. Небезпеку представляє також термічна і динамічна дія струму короткого замикання як безпосередньо в місці пошкодження, так і при проходженні його по непошкодженому обладнанню. Щоб недопустити розвитку аварії або зменшити наслідки можливого пошкодження при к.з. необхідно швидко виявити і вимкнути пошкоджений елемент системи електропостачання. В ряді випадків пошкодження повинно бути ліквідоване протягом долі секунди. Зрозуміло, що людина не в змозі вирішити таку задачу. Пристрої релейного захисту повинні визначити місце пошкодження і подіяти на вимкнення відповідного вимикача. Основним елементом релейного захисту є спеціальний апарат – реле. В деяких випадках вимикач і захист суміщають в одному пристрої захисту і комутації, наприклад у вигляді топкого запобіжника. Однофазні замикання на землю в мережах з ізольованою чи заземленою через дугогасні реактори нейтраллю не супроводжується виникненням великих струмів (струми не перевищують декількох десятків ампер). Міжфазні напруги при цьому незмінюються і робота системи електропостачання не порушується. Але цей режим роботи не можна рахувати нормальним, так як напруга непошкоджених фаз відносно землі зростає і виникає небезпека переходу однофазного замикання на землю в багатофазне коротке замикання. Необхід¬ності в швидкому відключенні пошкодженої ділянки немає, тому пристрої релейного захисту від замикань на землю діють на сигнал, привертаючи увагу персоналу. Виняток складають системи електропостачання гірничих підпри¬ємств, де за вимогами техніки безпеки захисти виконуються з дією на вимкнення. Час-від-часу в експлуатації виникають ненормальні режими, викликані перевантаженням чи зовнішніми короткими замиканнями, які виникають в суміжних елементах. При цьому по непошкодженому обладнанню проходять значні струми (надструми), які призводять до передчасного старіння ізоляції, зношення обладнання. Надструми, викликані зовнішніми короткими замикан¬нями, ліквідовуються після вимкнення пошкодженого елемента власним захистом. Від надструмів перевантаження на відповідному обладнанні повинен передбачатися захист, який діє на сигнал. При цьому оперативний персонал приймає заходи з розвантаження обладнання чи його вимкнення. При відсут¬ності постійного чергового персоналу захист повинен діяти на автоматичне розвантаження чи вимкнення. Своєрідним ненормальним режимом є режим хитань паралельно працюючих синхронних електричних машин, що виникають внаслідок коротких замикань, які призводять до гальмування одних і прискорення інших синхронних машин. Хитання супроводжується зростанням струму і пониженням напруги, зміна значень яких має пульсуючий характер. При цьому пристрої релейного захисту не повинні діяти на вимкнення. Для відновлення нормального режиму іноді передбачається спеціальна проти¬аварійна автоматика (ПА), яка при виникненні хитань і можливому порушенні стійкості роботи здійснює поділ системи в певних вузлах на несинхронно працюючі системи. Звідси можна зробити висновок, що одного релейного захисту недостатньо для забезпечення надійності електропостачання. В цьому можна переконатися на прикладі такої схеми електропостачання. Шини розподільчого пункту виконуються у вигляді двох секцій. Секційний вимикач при нормальному режимі роботи вимкнений. Кожна лінія електропередачі, яка відходить від них, зв’язана тільки з певною секцією. При пошкодженні однієї з ліній і вимкненні її релейним захистом електропостачання споживачів відпо¬відних секцій переривається. Електропостачання можна відновити вмиканням секційного вимикача пристроєм автоматичного вмикання резерву. Досвід експлуатації повітряних ліній електропередачі показує, що більшість пошкоджень після швидкого вимикання лінії релейним захистом самоліквідовується, а лінія, ввімкнена повторно, залишається в роботі, продов¬жуючи забезпечувати електропостачання. Повторне вмикання виконується пристроєм автоматичного повторного ввімкнення. Пошкодження одного з елементів системи електропостачання і його вимкнення, як правило, відображаються на роботі всієї системи. Наприклад, вимкнення частини споживачів призводить до надлишку виробленої електроенергії і, як наслідок, часто недопустимого збільшення частоти і діючого значення напруги. Крім того, при вимкненні потужного генератора виникає дефіцит електроенергії, що може привести до глибокого пониження частоти і діючого значення напруги, порушення роботи споживачів, виходу з синхронізму генераторів і порушення стійкості роботи всієї енергосистеми. Напругу в системі електропостачання можна відновлювати зміною ЕРС синхронних генераторів, за допомогою інших джерел реактивної потужності та РПН на трансформаторі. Напругою в системі постачання можна керувати також шляхом автоматичної зміни реактивної потужності, що генерується компенсуючими пристроями: неперервно синхронними компенсаторами і перезбудженими синхронними електродвигунами і дискретно – компенсуючими конденсатор¬ними пристроями (зміною числа ввімкнених секцій конденсаторів, автоматичними пристроями керування компенсуючими установками). Широко використовуються пристрої автоматичного регулювання коефіцієнта трансформації трансформатора. З економічних причин надається перевага встановленню трифазних трансформаторів. Їх вартість, розхід активних матеріалів (міді та сталі) на 20-25% менший, втрати енергії при експлуатації на 12-15% менші, ніж в групі однофазних трансформаторів такої ж потужності. В енергетичних системах переважно використовуються дво- і триобмоткові трифазні трансформатори. Два двообмоткові трансформатори встановлюють тільки при відсутності перспективи розвитку навантаження на вторинній напрузі і при загальному її значенні, меншому 10-15% потужності трансформатора. До основних параметрів трансформатора відносять повна потужність, частота, напруга, струм, втрати активної та реактивної потужності, ККД. Якщо всі ці параметри задовольняють вимоги стандарту, то їх називають номінальними.
ЗМІСТ
АНОТАЦІЯ ВСТУП 1. ОПИС ЕНЕРГЕТИЧНОГО РАЙОНУ, ПІДСТАНЦІЇ І ОБЛАДНАННЯ 13 1.1. Опис енергетичного району та підстанції 1.2. Опис обладнання 2. РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКИХ ЗАМИКАНЬ НА ПІДСТАНЦІЇ „ДЕМНЯ” 2.1. Розрахунок аперіодичної складової струму короткого замикання 2.2. Розрахунок значення ударного струму короткого замикання 2.3. Poзрахунок номінальних та максимальних струмів 2.4. Розрахунок теплового імпульсу 3. ВИБІР ЕЛЕМЕНТІВ КЕРУВАННЯ ПІДСТАНЦІЇ «ДЕМНЯ» 3.1. Вибір вимикачів та роз’єднувачів 3.1.1. Вибір вимикачів та роз’єднувачів на стороні ВН 110 кВ 3.1.2. Вибір вимикачів на стороні НН 6 кВ 3.2. Вибір розрядників 3.3. Вибір вимірювальної апаратури 3.4. Вибір трансформаторів струму 3.4.1. Вибір трансформаторів струму на стороні ВН 110 кВ 3.4.2. Вибір трансформаторів струму на стороні НН 6 кВ 3.5. Вибір трансформаторів напруги 3.5.1. Вибір трансформатора напруги на стороні ВН 110 кВ 3.5.2. Вибір трансформатора напруги на стороні НН 6 кВ 3.6. Вибір шин та ошиновки підстанції 3.6.1. Вибір гнучких шин на стороні ВН 110 кВ 3.6.2. Вибір жорстких шин на стороні НН 6 кВ 4. РЕЛЕЙНИЙ ЗАХИСТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ТИПУ ТДН-10000/110/6 КВ 4.1. Загальні положення 4.2. Елементи і функціональні частини пристроїв релейного захисту і автоматики 4.3. Основні види пошкоджень та особливі режими роботи трансформатора 4.4. Функції релейного захисту і основні вимоги, які ставляться до пристроїв 4.5. Газовий захист трансформатора 4.6. Призначення та особливості виконання диференційних захистів трансформаторів 4.6.1. Виконання диференційного захисту трансформатора із використанням реле серії ДЗТ-11 4.6.2. Розрахунок диференційного захисту трансформатора з використанням реле серії ДЗТ-11 4.7. Максимальний струмовий захист трансформатора 4.7.1. Максимальний струмовий захист від надструмів зовнішніх к.з. 4.7.2. Розрахунок максимального струмового захисту 4.8. Захист трансформатора від перенавантажень 4.8.1. Розрахунок захисту трансформатора від перевантажень 4.9. Диференційний захист ошиновки 110 кВ 4.9.1. Розрахунок диференційного захисту шин 4.10. Автоматичне регулювання напруги трансформатора 4.11. Автоматичне ввімкнення резерву 4.11.1. Загальні положення 4.11.2. Розрахунок пристрою АВР СМВ-6.3 кВ 4.12. Автоматичне повторне ввімкнення 4.12.1. Загальні положення 4.12.2. Розрахунок пристрою АПВ СМВ-110 кВ 5. ЗАХОДИ З ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БЕЗПЕКИ І СТІЙКОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ ПІД ЧАС ЕКСПЛУАТАЦІЇ ПІДСТАНЦІЇ 6. ОХОРОНА ПРАЦІ 6.1. Промислова санітарія 6.1.1. Системи опалення і вентиляції 6.1.2. Водопостачання і каналізація 6.1.3. Виробниче освітлення 6.1.4. Розрахунок виробничого освітлення 6.2. Електробезпека 6.2.1. Заземлюючі пристрої 6.2.2. Розрахунок заземлюючих пристроїв 6.3. Пожежонебезпека 6.3.1. Блискавкозахист 7. ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА 7.1. Загальні положення 7.2. Визначення капіталовкладень у пpoeктне рішення 7.3. Визначення щорічних експлуатаційних витрат 7.4. Визначення щорічних економічних збитків ВИСНОВКИ СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ Додаток А. Розрахунок струмів КЗ для підстанції „Демня”
!!! Якщо у Вас виникла помилка при завантаженні роботи - зв'яжіться з автором !!! ↑↑↑ Контактні дані ↑↑↑
