Реконструкция подстанции "Гежская" 110/6 кВ
Реконструкция подстанции "Гежская" 110/6 кВ, находящейся в Соликамском районе ОАО "Березниковских электрических сетей" – филиала ОАО "Пермэнерго". Модернизация релейной защиты и автоматики, выполненная на базе современного микропроцессорного оборудования.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.06.2010 |
Размер файла | 1,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Выбор и проверка высоковольтных выключателей производится по номинальному напряжению сети, номинальному току, отключающейся способности, электродинамической и термической стойкости.
Условия выбора выключателей:
1) Выбор по номинальному напряжению:
, (2.1)
где - номинальное напряжение аппарата, кВ; - номинальное напряжение сети, кВ.
2) Выбор по номинальному току:
, (2.2)
где - номинальный ток аппарата, А; - максимальный действующий рабочий ток цепи, А,
Выбранные аппараты необходимо проверить по условиям электродинамической и термической стойкости.
а) Проверка на электродинамическую стойкость:
, (2.3)
где - ток электродинамической устойчивости, кА; - ударный ток короткого замыкания, кА.
б) Проводники, аппараты не должны нагреваться выше максимальной температуры, установленной нормами для кратковременного нагрева при прохождении через них тока КЗ.
, (2.4)
где - номинальный ток термической стойкости, который аппарат может выдержать без повреждений в течение время ; - установившейся ток КЗ; - приведенное время действия КЗ, равное 0,6 с.
Проверяем выключатель по отключающей способности:
, (2.5)
где - ток отключения, с; - ток отключения, кА.
В настоящее время в устройствах 110- 220 кВ широко применяются элегазовые выключатели. В качестве дугогасительной, теплопроводящей и изолирующей среды в них применяется элегаз. В нашем случае сторона 110 кВ комплектуется элегазовыми выключателями типа ВГТ-110-40/2500.
Технические характеристики выключателя представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Технические характеристики выключателя ВГТ-110-40/2500
Наименование параметра |
Величина |
|
Номинальное напряжение, кВ |
110 |
|
Наибольшее рабочее напряжение, кВ |
126 |
|
Номинальный ток, А |
2500 |
|
Номинальный ток отключения, кА |
40 |
|
Параметры сквозного тока короткого замыкания, кА - наибольший пик - начальное действующее значение периодической составляющей - ток термической стойкости (трехсекундный) |
102 40 40 |
|
Параметры тока включения, кА - наибольший пик - начальное действующее значение периодической составляющей |
102 40 |
|
Собственное время отключения, с |
19-25 |
|
Полное время отключения, с |
0,035 |
|
Собственное время включения, с |
40 |
|
Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с |
0,062 |
|
Нормированное испытательное напряжение, кВ - промышленной частоты 50 Гц, 1мин - грозового импульса относительно земли и между полюсами между разомкнутыми контактами |
230 550 630 |
|
Номинальное давление элегаза при 20єС абсолютное и избыточное, МПА |
0,5 и 0,4 |
|
Масса выключателя, кг |
1360 |
|
Масса привода, кг |
205 |
|
Масса элегаза, кг |
5,0 |
Преимущества выключателя:
1. Отключение емкостных токов без повторных зажиганий, что обеспечивается за счет высокой собственной электрической прочности элегаза и оптимизированного перемещения контактов;
2. Снижение эксплуатационных затрат;
3. Низкий уровень шума, т.е. пригоден для установки в жилых районах;
4. Высокая надежность, обусловленная малыми приводными силами,
отдельными дугогасильными контактами, двойными уплотненными кольцами во всех уплотнениях, за счет чего обеспечена минимально допустимая интенсивность утечки, надежными комплектующими узлами;
5. Простота монтажа и сдачи в эксплуатацию;
6. Выключатель предназначен для использования в экстремальных условиях.
Выбор и проверку выключателей производим по следующим параметрам (Таблица 3.2):
Таблица 3.2 Условия выбора и проверки выключателей
Паспортные данные выключателя |
Условия выбора |
Проверка |
|
Номинальное напряжение , кВ |
110110 |
||
Номинальный ток , А |
2500 44,24 |
||
Ток отключения , кА |
503,36 |
||
Ток электродинамической устойчивости , кA |
1028,55 |
||
Ток термической устойчивости за время , кА |
|
401,5 |
3.1.2.3 Выбор и проверка разъединителей
Непрерывно растущий спрос на электроэнергию предъявляет повышенные требования к распределительным устройствам и их элементам. В этой связи надежность, а также низкие расходы на эксплуатацию играют большую роль. Опыт эксплуатации постоянно отражается в разработке новых изделий и улучшении существующих.
Из анализа технических требований на реконструкцию следует, что в ячейках силовых трансформаторов Т1 и Т2 принимаем на стороне 110 кВ комплектную блочную трансформаторную подстанцию КТПБР-110/6, укомплектованную разъединителями типа РГНП.2-110/1000 и ОПН-110-80-10.
Разъединители серии РНГП предназначены для создания видимых разрывов в электрических цепях и (в случае необходимости) заземления отключенных участков. Они также пригодны для коммутации малых токов или токов, при которых на их выводах не происходит значительного изменения напряжения. Технические характеристики разъединителя представлены в таблице 3.3:
Таблица 3.3 Технические характеристики выключателя РНГП.2-110/1000
Наименование параметра |
Величина |
|
Номинальное напряжение, кВ |
110 |
|
Наибольшее рабочее напряжение, кВ |
126 |
|
Номинальный ток, А |
1000 |
|
Ток электродинамической стойкости для разъединителя и заземлителя, кА |
80 |
|
Ток термической стойкости для разъединителя и заземлителя, кА |
31,5 |
|
Привод главных ножей |
ПДГ-9-00 УХЛ1 |
|
Привод ножей заземмления |
ПРГ-6-01 УХЛ1 |
Выбор и проверку разъединителей производим по следующим параметрам (Таблица 3.4):
Таблица 3.4 Условия выбора и проверки разъединителей
Паспортные данные разъединителя |
Условия выбора |
Проверка |
|
Номинальное напряжение , кВ |
110 110 |
||
Номинальный ток , А |
1000 44,24 |
||
Ток электродинамической устойчивости , кA |
808,85 |
||
Ток термической устойчивости за время , кА |
|
31,51,5 |
Разъединители данного типа устанавливаем на ремонтной и шинной перемычках, а так же на вводах 110 кВ.
3.1.2.4 Выбор и проверка трансформаторов тока
Вместе с разъединителями в ячейках силовых трансформаторов Т1 и Т2 производится замена трансформаторов тока.
Трансформаторы тока выбираем по номинальному напряжению, первичному и вторичному токам, по роду установки (внутренняя, наружная) конструкции, классу точности и проверяем на термическую и электродинамическую стойкость при КЗ. Номинальный первичный ток выбирается с учётом параметров основного оборудования, его перегрузочная способность.
Класс точности ТТ выбирается соответственно необходимой точности измерения: для измерительных приборов класса точности 1 и 1,5 - ТТ класса 0,5; для приборов класса 2,5 - ТТ класса 1; для расчётных счётчиков - ТТ класса 0,5.
Выбор трансформаторов тока:
1. Выбор по номинальному напряжению по формуле (2.1).
2. Выбор по номинальному току по формуле (2.2).
Выбор трансформаторов тока необходимо проверить по условиям электродинамической и термической стойкости, формулы (2.3) и (2.4).
Для ввода 110 кВ силового трансформатора выбираем трансформатор тока марки ТФЗМ-110Б- IV.
Трансформаторы тока марки ТФЗМ-110Б-IV отличаются высокой надежностью, отсутствием существующих эксплутационных затрат. Конструкция трансформаторов устойчива к воздействию окружающей среды, а высокий класс точности измерительной обмотки 0,2 позволяет использовать их для коммерческого учета электроэнергии. Предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты и управления в установках переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 110-220 кВ. Технические характеристики трансформатора тока представлены в таблице 3.5
Таблица 3.5 Технические характеристики ТТ ТФЗМ--110Б-IV
Наименование параметра |
Величина |
|
Номинальное напряжение сети, кВ |
110 |
|
Наибольшее рабочее напряжение, кВ |
126 |
|
Номинальная частота, Гц |
50 |
|
Номинальный первичный ток, А |
100 |
|
Номинальный вторичный ток, А |
5 |
|
Ток термической стойкости, кА 1-секундный 3-секундный |
31,5 20 |
|
Ток электродинамической стойкости, кА |
80 |
|
Число вторичных обмоток, из них для измерений для защиты |
4 1 3 |
|
Материал изолятора |
Силикон или фарфор |
|
Диапазон рабочих температур, єС |
-60 до +45 |
Выбор и проверку трансформаторов тока производим по следующим параметрам (Таблица 3.6):
Таблица 3.6 Условия выбора и проверки трансформаторов тока
Паспортные данные трансформатора тока |
Условия выбора |
Проверка |
|
Номинальное напряжение, кВ |
110 110 |
||
Номинальный ток , А |
100 44,24 |
||
Проверка на электродинамическую стойкость |
808,85 |
||
Проверка на односекундную термическую стойкость |
|
31,526,03 |
Устанавливаем трансформаторы тока на вводах 110 кВ силовых трансформаторов.
3.1.3 Выбор оборудования на стороне 6 кВ
Вследствие морального и физического износа устаревшего оборудования модернизируемой подстанции имеется необходимость замены его на более совершенное с использованием современных технологий в области высоких напряжений, а конкретней установка вакуумных выключателей и микроконтроллерной РЗиА.
В качестве отличительных достоинств вакуумных выключателей, обеспечивающих им преимущества перед другими типами выключателей на средний класс напряжений, можно отметить следующее:
1) Высокая надежность;
2) Низкие эксплуатационные затраты;
3) Высокий коммутационный и механический ресурс;
4) Безопасность эксплуатации и экологичность.
Исходя из всего вышеизложенного, ЗРУ-6 кВ выполняем в виде металлического сооружения КРПЗ-10 состоящего из отдельных транспортабельных блоков (8 штук). Блоки КРПЗ-10 укомплектованы КРУ серии КУ-10ц. В ячейках КРУ устанавливаются вакуумные выключатели ВР-1 производства ОАО РЗВА, трансформаторы тока типа ТЛК. На каждую секцию шин предусмотрено по комплекту трансформаторов напряжения НАМИТ-10.
Для компенсации реактивной энергии на 1 и 2 секциях шин 6 кВ предусмотрены по одной батареи статических конденсаторов, мощностью по 1350 кВАр каждая, наружной установки производства «СевЗапТехника» г. Санкт-Петербург.
3.1.3.1 Комплектные распределительные устройства серии КУ-10ц
КУ-10Ц наиболее развитая и наиболее универсальная серия комплектных распределительных устройств (КРУ) внутренней установки на номинальное напряжение 6-10 кВ.
Комплектные распределительные устройства (КРУ) внутренней установки серии КУ-10Ц, с вакуумными выключателями, предназначены для приема и распределения электроэнергии трехфазного переменного тока с частотой 50 и 60 Гц и номинальным напряжением 6-10 кВ в системах с изолированной или частично заземленной нейтралью.
КРУ серии КУ-10Ц используется в распределительных устройствах собственных нужд электростанций всех видов на электрических подстанциях, в электроустановках предприятий всех отраслей промышленности, железных дорог и метрополитенов.
КРУ серии КУ-10Ц комплектуются вакуумными выключателями ВР1 и ВР2. Надежность шкафов по механическому и коммутационному ресурсу определяется параметрами установленных выключателей, и для ячеек с выключателями серий ВР составляет:
§ механический ресурс - до 100 000 циклов
§ коммутационный ресурс при номинальном токе - до 50 000 циклов
§ коммутационный ресурс при номинальном токе отключения - до 100 отключений
Шкафы с вакуумными выключателями комплектуются ограничителями перенапряжений, рекомендуются ОПН типов Polim D, производства АВВ.
Шкафы КРУ комплектуются современными микропроцессорными устройствами релейной защиты автоматики и управления Micom - производства фирмы ALSTOM.
Для реализации общих функций защиты, контроля, автоматики и управления в распредустройстве в целом, в составе серий предусмотрен отдельно стоящий (навесной) релейный шкаф.
Большое количество типоисполнений и высокая универсальность шкафов КРУ серии КУ-10Ц позволяет с успехом применять их как при строительстве новых, так при реконструкции или наращивании мощности действующих распределительных устройств 6-10 кВ любой сложности:
а) одностороннее обслуживание и малые габаритные размеры ячеек позволяют разместить распредустройство на строительной площади минимальных размеров;
б) по схемному решению шкафы КУ-10Ц, могут заменить КРУ большинства серий, как выпускавшихся ранее, так и производимых в настоящее время;
в) КУ-10Ц могут стыковаться по сборным шинам с ячейками других серий, от любых производителей, при помощи переходных шкафов;
г) большой выбор схем вспомогательных соединений, как на переменном, так и на постоянном оперативном токе;
д) схемы вспомогательных соединений выполняются как на традиционных реле, так и с использованием современных микропроцессорных устройств;
ж) схемы учета активной и реактивной энергии выполняются как с использование обычных, так и многотарифных программируемых счетчиков;
з) возможность интеграции в информационно-компьютерные системы контроля и управления, благодаря использованию устройств микропроцессорной релейной защиты.
Технические характеристики КРУ серии КУ-10Ц приведены в таблице 3.7
Таблица 3.7 Технические характеристики КРУ серии КУ-10Ц
Наименование параметра |
Величина |
|
Номинальное напряжение, кВ |
6,10 |
|
Наибольшее рабочее напряжение, кВ |
7,2; 12 |
|
Номинальный ток главных цепей, А |
630,1000,1600 |
|
Номинальный ток сборных шин, А |
1000, 1600, 2000, 3150 |
|
ток термической стойкости, кА |
20,31,5 |
|
время протекания тока термической стойкости, с |
3 |
|
ток электродинамической стойкости, кА |
51, 81 |
|
to окружающего воздуха |
-40…+40 |
3.1.3.2 Выбор и проверка выключателей
Выбор и проверка выключателей осуществляется в соответствии с алгоритмом, приведенным в главе 3.1.2.2.
Устанавливаем согласно комплектации КРУ выключатели вакуумные серии ВР-10-20/630 и ВР-10-20/1000 на номинальное напряжение 6 кВ. Расчетные токи КЗ и ударный ток для проверки на электродинамическую и термическую устойчивость рассчитаны в главе 2.5.
Технические характеристики выключателя ВР-10-20/630 и ВР-10-20/1000 представлены в таблице 3.8.
Таблица 3.8 Технические характеристики выключателя ВР-10-20/630 и ВР-10-20/1000
Наименование параметра |
Величина |
|
Номинальное напряжение сети, кВ |
10 |
|
Наибольшее рабочее напряжение, кВ |
12 |
|
Номинальный ток, А |
630, 1000 |
|
Номинальный ток отключения, кА |
20 |
|
Ток термической стойкости (трехсекундный), кА |
20 |
|
Параметры сквозного тока короткого замыкания, кА - наибольший пик - периодической составляющей |
51 20 |
|
Ток электродинамической стойкости, кА |
51 |
|
Время протекания КЗ, мс, не менее |
120 |
|
Разновременность замыкания и размыкания контактов, мс, |
4 |
|
Номинальное напряжение электромагнитов привода (постоянный ток), В |
220 |
|
Электрическое сопротивление главной цепи полюса, мкОм |
40 |
|
Масса коммутационного модуля, кг, не более а) с междуполюсным расстоянием 200 мм б) с междуполюсным расстоянием 250 мм |
35 37 |
|
Срок службы, лет |
25 |
Данные по выбору и проверке оборудования приведены в Приложении лист 4.
3.1.3.3 Выбор и проверка трансформаторов тока
Выбор и проверка трансформаторов тока производится по методике, приведенной в главе 3.1.2.3.
Устанавливаем согласно комплектации КРУ трансформаторы тока серии ТЛК-10 на номинальное напряжение 6 кВ. Расчетные токи КЗ и ударный ток для проверки на электродинамическую и термическую устойчивость рассчитаны в главе 2.5.
Технические характеристики трансформатора тока ТЛК-10 представлены в таблице 3.9.
Таблица 3.9 Технические характеристики трансформатора тока ТЛК-10
Наименование параметра |
Величина |
|
Номинальное напряжение сети, кВ |
10 |
|
Наибольшее рабочее напряжение, кВ |
12 |
|
Номинальная частота, Гц |
50 |
|
Номинальный первичный ток, А |
1000 |
|
Номинальный вторичный ток, А |
5 |
|
Число вторичных обмоток, не более |
4 |
|
Номинальные вторичные нагрузки с коэффициентом мощности cos ц=0,8, ВА - обмотки измерения - обмотки для защиты |
5, 10 15 |
|
Номинальный класс точности: -измерений и учета - для защиты |
0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5 5P или 10Р |
|
Ток термической стойкости, кА, |
40 |
|
Ток электродинамической стойкости, кА, |
100 |
Данные по выбору и проверке оборудования приведены в Приложении лист 4.
3.1.3.4 Выбор трансформаторов напряжения
На каждую секцию шин КРУ предусмотрено по комплекту трансформаторов напряжения НАМИТ-10-2. Выбор производится по номинальному напряжению.
Электромагнитный однофазный трансформатор НАМИТ-10-2 предназначен для установки в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с глухо заземленной нейтралью с целью передачи сигнала измерительной информации приборам измерения, защиты устройств автоматики, сигнализации и управления.
Н? трансформатор напряжения; А ? антирезонансный; М ? охлаждение ? естественная циркуляция воздуха и масла; И ? для контроля изоляции сети; 110 ? класс напряжения первичной обмотки, кВ; УХЛ1 ? климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69.
3.1.3.5 Выбор и проверка предохранителей
Условия выбора:
1. Выбор по номинальному напряжению по формуле (2.1).
2. Выбор по номинальному длительному току по формуле (2.2).
,
где - мощность трансформатора собственных нужд.
Паспортные данные трансформатора собственных нужд:
3. Выбор по номинальному току отключения по формуле (2.5).
4. Выбор по номинальной мощности отключения по формуле:
,
где - номинальная мощность отключения; - мощность КЗ.
Выбираем предохранитель на трансформатор собственных нужд типа ПКН11-10-5-31,5 УЗ, по таблице 23-18 [2].
3.1.4 Многофункциональный счетчик электрической энергии ЕВРО-Альфа
Техническим заданием предусмотрено установка многофункциональных электронных счётчиков ЕВРО- Альфа по учёту расхода электроэнергии.
Счетчик предназначен для учета активной и реактивной энергии и мощности в цепях переменного тока в многотарифном или однотарифном режимах, для использования в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ), для передачи измерительных или вычислительных параметров на диспетчерский пункт по контролю, учету и распределению электрической энергии.
Счетчики ЕВРО-Альфа предназначены для применения на перетоках, генерации, высоковольтных подстанциях, в распределительных сетях и у промышленного потребителя. Технические характеристики счётчика указаны в таблице 3.10.
Таблица 3.10 Технические характеристики счётчика ЕВРО-Альфа
Наименование |
ЕА02 |
ЕА05 |
|
Класс точности |
0,2S |
0,5S |
|
Количество тарифов |
4 в сутках, 4 сезона, будни, выходные и праздничные дни, летнее и зимнее время |
||
Номинальное напряжение |
3*57-230/100-400 В 3*100-400 В |
||
Частота сети, Гц |
50±5% |
||
Номинальный (максимальный) ток, А |
1-5 (10) |
Пример записи счетчика EA02-RA-LX-P3-B-N-4:
EA - ЕвроАльфа; 02 - класс точности ( 02 - класс точности 0,2S, 05 - класс точности 0,5S); RA - измерение активной или активной и реактивной энергии (R - до 2-х величин, RA - до 2-х величин); LX - (LX - расширенная память для хранения данных графика электрической нагрузки, Т - режим многотарифности, L - многотарифность и хранение данных графика нигрузки); P3 - телеметрические выходы ( Р1 - плата с одним полупроводниковых реле, Р2 - плата с двумя группами по 2 полупроводниковых реле, Р3 - плата с тремя полупроводниковых реле, Р4 - плата с двумя группами по 4 полупроводниковых реле); B - цифровые интерфейсы (С - ИРПС «токовая петля», В - RS 485, S1 - RS 232); N - реле ( N - управление нагрузкой, F - переключение тарифов других счетчиков); 4 - число элементов (3 - двухэлементный счетчик (3-х проводная линия), 4 - трехэлементный счетчик (4-х проводная линия)).
На ПС «Гежская» 110/6 кВ в систему АСКУЭ включаются расчетные счетчики и счётчики технического учёта, установленные:
- на вводах 6 кВ силовых трансформаторов -2 сч;
- на вводах 0,4 кВ трансформаторов собственных нужд -2 сч;
- на отходящих линиях 6 кВ -8 сч;
Данные по местам установки счетчиков, типам применяемых счётчиков, их связным номерам, данные трансформаторов тока и напряжения приведены в таблице 3.11 и соответствуют схеме установки приборов учёта электроэнергии на подстанции «Гежская», утверждённой Главным энергетиком ООО «УралОйл».
Таблица 3.11 Таблица счётчиков
№ п/п |
Тип счетчика |
Место установки |
Коэффициенты трансформации |
||
Ki |
Ku |
||||
1 |
EA05RL-B-3 |
Ввод Тр-р1, КРПЗ-10 ячейка №4 |
1000/5 |
6000/100 |
|
2 |
EA05RL-B-3 |
Ввод Тр-р2, КРПЗ-10 ячейка №17 |
1000/5 |
6000/100 |
|
3 |
EA05RL-B-3 |
Ввод т.с.н №1 ОПУ шкаф ввода тр-ов собственных нужд |
300/5 |
1 |
|
4 |
EA05RL-B-3 |
Ввод т.с.н №2 ОПУ шкаф ввода тр-ов собственных нужд |
300/5 |
1 |
|
5 |
EA05RL-B-3 |
КРПЗ-10 Ячейка №5 |
150/5 |
6000/100 |
|
6 |
EA05RL-B-3 |
КРПЗ-10 Ячейка №7 |
50/5 |
6000/100 |
|
7 |
EA05RL-B-3 |
КРПЗ-10 Ячейка №8 |
50/5 |
6000/100 |
|
8 |
EA05RL-B-3 |
КРПЗ-10 Ячейка №9 |
50/5 |
6000/100 |
|
9 |
EA05RL-B-3 |
КРПЗ-10 Ячейка №12 |
50/5 |
6000/100 |
|
10 |
EA05RL-B-3 |
КРПЗ-10 Ячейка №13 |
100/5 |
6000/100 |
|
11 |
EA05RL-B-3 |
КРПЗ-10 Ячейка №16 |
50/5 |
6000/100 |
|
12 |
EA05RL-B-3 |
КРПЗ-10 Ячейка №19 |
150/5 |
6000/100 |
3.2 Выводы по главе 3
Данная глава была посвящена выбору и проверке оборудования: силовых трансформаторов, питающих линии, разъединителей, выключателей, трансформаторов тока, предохранителей, КРУ.
На стороне 110 кВ приняли комплектную блочную трансформаторную подстанцию КТПБР-110/6 производства ЗАО «Высоковольтный союз» с трансформаторами мощностью 6,3 МВА укомплектованную элегазовыми выключателями ВГТ-110-40/2500, производства «Уралэлектротяжмаш».
ЗРУ-6 кВ выполнили в виде металлического сооружения КРПЗ-10, блоки КРПЗ-10 укомплектованы КРУ серии КУ-10ц. В ячейках КРУ установили вакуумные выключатели ВР-1 производства ОАО РЗВА, трансформаторы тока типа ТЛК.
Всё установленной на ПС оборудование выбрано по условиям длительного режима работы и проверено по условиям коротких замыканий. При этом для всех аппаратов производилось:
1. выбор по напряжению;
2. выбор по нагреву при длительных токах;
3. проверка на электродинамискую стойкость;
4. проверка на термическую стойкость.
Глава 4. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
4.1 Анализ и выбор микропроцессорных средств защиты систем электроснабжения
В настоящее время большинство фирм производителей прекращают выпуск электромеханических реле и устройств и переходят на цифровую элементную базу.
Переход на новую элементную базу не приводит к изменению принципов релейной защиты и электроавтоматики, а только расширяет её функциональные возможности, упрощает эксплуатацию и снижает стоимость. Именно по этим причинам микропроцессорные реле очень быстро занимают место электромеханических и микроэлектронных.
Основными характеристиками микропроцессорных защит значительно выше микроэлектронных, а тем более электромеханических. Так, мощность, потребляемая от измерительных трансформаторов тока и напряжения, находится на уровне 0,1- 0,5 ВА, аппаратная погрешность в приделах 2-5 %, коэффициент возврата измерительных органов составляет 0,96-0,97.
Мировыми лидерами в производстве релейной защиты и автоматики являются европейские концерны ALSTOM, ABB и SIMENS. Общим является всё больший переход на цифровую технику. Цифровые защиты, выпускаемые этими фирмами, имеют высокую стоимость, которая впрочем, окупается их высокими техническими характеристиками и многофункциональностью.
Современные цифровые устройства РЗА интегрированы в рамках единого информационного комплекса функций релейной защиты, измерения, регулирования и управления электроустановкой. Такие устройства в структуре автоматизированной системы управления технологическим процессом энергетического объекта являются оконечными устройствами сбора информации. В интегрированных цифровых комплексах РЗА появляется возможность перехода к новым нетрадиционным измерительным преобразователям тока и напряжения - на основе оптоэлектронных датчиков, трансформаторов без ферромагнитных сердечников и т.д. Эти преобразователи технологичнее при производстве, обладают очень высокими метрологическими характеристиками, но имеют алую выходную мощность и непригодны для работы с традиционной аппаратурой.
Цифровые микропроцессорные комплексы РЗ являются интеллектуальными техническими средствами. Им присущи:
а) многофункциональность и малые размеры (одно цифровое измерительное реле заменяет десятки аналоговых);
б) дистанционные изменения и проверка уставок с пульта управления;
в) ускорение противоаварийных отключений и включений;
г) непрерывная самодиагностика и высокая надёжность;
д) регистрация и запоминание параметров аварийных режимов;
е) дистанционная передача оператору информации о состоянии и срабатываниях устройств РЗ;
ж) возможность вхождения в состав вышестоящих иерархических уровней автоматизированного управления;
з) отсутствие специального технического обслуживания - периодических проверок настройки и исправности.
В условиях конкуренции, фирмы часто выпускают рекламные проспекты на еще разрабатывающиеся устройства и, когда дело доходит до заказа, то выясняется, что ряд функций в этом устройстве еще не доработано или совсем не разработано. Хотя с другой стороны, жизнь не стоит на месте, и чтобы выжить, фирмы постоянно совершенствуют свои устройства, часто перехватывая, а то и "заимствуя" друг у друга новинки или удачные решения, и поэтому тяжело поспевать за их разработками. Плохо, если приобретешь такую промежуточную разработку, которая быстро снимается с производства, и потом в дальнейшем будут трудности с ремонтом, т.к. замена чипов или полных блоков не всегда возможна, потому что технология производства тоже не стоит на месте и изменяются конструктивы элементов и комплектующих.
Для выбора необходимых нам устройств защиты проведём сравнительный анализ разработок различных фирм производителей. В основном все подходы по функциональному признаку тесно переплетаются во всех разработках в сети 110-220 кВ. Основными характерными моментами являются:
1) не менее 5 зон дистанционной защиты от всех видов КЗ, с возможностью их блокирования при качаниях и при неисправности цепей напряжения;
2) возможность телеускорения в дистанционной защите, определенных ее зон (по выбору) с использованием различных (по выбору) схем связи, определенные схемы телеускорения могут иметь свой ВЧ канал также для телеускорения токовой направленной защиты нулевой последовательности от КЗ на землю;
3) возможность автоматического ускорения определенных ступеней дистанционной защиты при ручном включении и АПВ;
4) возможность ввода удлиненной зоны до АПВ;
5) наличие аварийных токовых защит, вводимых автоматически при неисправности цепей напряжения и блокировании дистанционной защиты;
6) наличие отдельных токовых защит вводимых автоматически на время опробования линии при ручном включении линии или АПВ;
7) наличие токовых защит, используемых как МТЗ для различных режимов, например: междуфазной токовой отсечки, защиты ошиновки ВЛ при полуторной схеме, резервных токовых защит линии, в том числе с различной степенью инверсности токозависимых по времени характеристик срабатывания;
8) наличие токовых защит нулевой последовательности с использованием направленности (по выбору), телеускорения и автоматического ускорения отдельных ступеней;
9) наличие токовых защит обратной последовательности, для работы при несимметричных КЗ, особенно за обмотками трансформаторов "звезда"/"треугольник";
10) функции УРОВ;
11) функции АПВ, включающие в себя ОАПВ, УТАПВ, ТАПВ, причем последние могут выполняться с контролями напряжений и контролем синхронизма;
12) функции определения места повреждения на линии;
13) функции регистрации аварийных параметров и сигналов;
14) контроль цепей тока и напряжения;
15) измерение рабочих значений токов, напряжения, мощности, частоты, в амплитудных и средних значениях;
16) контроль цепей отключения и включения выключателя;
17) контроль числа коммутаций выключателя, с регистрацией суммы токов отключения;
18) переключение наборов уставок (4 набора).
Подробнее рассмотрим защиты, которые в настоящее время производятся серийно и уже находятся в эксплуатации во многих странах мира. Это защиты SPAC801 фирмы «ABB» и защита Micom фирмы «ALSTOM». Ввиду большого числа функций и возможных вариантов использования характеристик в терминалах, сравнение производится по основным из них. Второстепенные характеристики и параметры настройки следует смотреть в заводской (фирменной) документации на изделия. Сравнение будем вести по техническим и функциональным признакам. Сравнительная характеристика представлена в таблице 4.1
Таблица 4.1 Сравнительная характеристика микропроцессорных защит
Описание функций |
Micom P123 |
SPAC801 |
|
Направленная трехфазная МТЗ |
|||
Трехфазная МТЗ |
Х |
Х |
|
Защита от тепловой перегрузки |
Х |
Х |
|
Трехфазная защита по минимальному току |
Х |
Х |
|
МТЗ обратной последовательности |
Х |
Х |
|
Однофазная МТЗ (ЗНЗ) |
Х |
Х |
|
АПВ |
Х |
Х |
|
Включение на повреждение |
Х |
Х |
|
Мест./дист. управл. выключателем |
Х |
Х |
|
Выбор чередования фаз |
Х |
- |
|
УРОВ |
Х |
Х |
|
Контроль ресурса выключателя и цепей откл. |
Х |
Х |
|
Определение обрыва провода L2/L1 |
Х |
- |
|
Отстройка от пусковых токов |
Х |
- |
|
Подхват выходных реле |
Х |
Х |
|
Логика блокирования |
Х |
- |
|
Логика селективности |
Х |
Х |
|
Режим наладки реле |
Х |
Х |
|
Дистанционное упр. выходными реле |
Х |
Х |
|
Количество групп уставок |
2 |
2 |
|
Дополнительные таймеры |
Х |
Х |
|
Измерения |
Х |
Х |
|
Макс. и средние значения тока |
Х |
- |
|
Регистрация аварий |
Х |
Х |
|
Регистрация пусков защит |
Х |
Х |
|
Регистрация событий |
Х |
- |
|
Запись переходных процессов |
Х |
- |
|
Дискретные входы/выходные реле |
5/8 |
5/8 |
|
Входы тока/напряжения |
4/0 |
4/0 |
|
Протокол связи Modbus RTU |
Х |
- |
|
Протокол связи I EC 60870-5-1 03 |
Х |
- |
|
Протокол связи Courier |
Х |
- |
|
Программа связи Micom S1 |
Х |
- |
Познакомившись с Micom P123 и SPAC801, приходим к выводу, что по набору защит они одинаковы, поэтому рассмотрим по дополнительным функциям:
1. Габаритные размеры у Micom P123, в 2 раза меньше SPAC801;
2. Micom P123 имеет 4-х строчный ЖКД, а SPAC801однострочный с тремя символам;
3. Micom P123 выражает реальные величины, а SPAC801 - в относительных, требуется перерасчет;
4. Micom P123 регистрирует до 75 аварий и переходных процессов, SPAC801только 5 последних событий и срабатывает индикатор;
5. Различные функции терминала Micom P123 можно связать между собой с помощью логических элементов, SPAC801 жестко забитая логика вывод защиты через диаграмму ключей, нет возможности логической связи.
Из данной таблице можно сделать вывод, что микропроцессорная защита Micom P123, превосходит по некоторым функциональным параметрам. Также следует учесть тот факт, что персонал Березниковских электрических сетей ознакомлен с микропроцессорами фирмы «ALSTOM» - это и является главным критерием для их установки на подстанции.
4.2 Выбор вида и типа защит элементов системы электроснабжения ПС «Гежская»
Защита элементов системы электроснабжения должна ограничить или полностью устранить в них возможные нарушения нормального режима работы, вызванные электрическими, тепловыми или механическими перегрузками, а так же аварийными повреждениями, основными причинами которых обычно являются различные виды КЗ. Для обеспечения защиты применяются аппараты отключения: а) плавкие предохранители ВН и НН и автоматические выключатели НН; б) аппараты релейной защиты, действующие на отключение выключателя.
Релейная защита - совокупность специальных устройств и средств (реле, измерительные трансформаторы и другие аппараты), обеспечивающие автоматическое отключение поврежденной части электрической установки или сети. Если повреждение не представляет для электроустановки непосредственной опасности, то релейная защита должна приводить в действие сигнальные устройства, не отключая установку. Основные условия надежной работы релейной защиты:
1) обеспечение селективности, т.е. отключение только поврежденных участков. Время срабатывания защиты характеризуется выдержкой времени, обеспечивающей селективность. Выдержка определяется полным временем действия защиты до отключения поврежденного участка;
2) остаточная чувствительность ко всем видам повреждений на защищаемой линии и на линиях, питаемых от нее, а так же к изменению в связи с этим параметров (тока, напряжения и др.), что оценивается коэффициентом чувствительности;
3) максимальная простота схем с наименьшим числом аппаратов и достаточная надежность и быстродействие;
4) наличие сигнализации о неисправностях в цепях, питающих аппараты релейной защиты.
Исходя, из главы 5.1 примем и рассчитаем, устройства релейной защиты выполненные на терминале Micom Р632, Р139 производства «ALSTOM». Проектом предусмотрено техническое задание на устройства защиты, автоматики, управления и измерения ОРУ-110 кВ, ЗРУ-6 кВ и силового трансформатора.
1. Трансформатор силовой трёхфазный ТМН-6300/110-У1; 115/6,6 кВ
№ |
Наименование |
Стороны трансформатора |
||
115 кВ |
6,6 кВ |
|||
Защита |
||||
1 |
Дифференциальная токовая защита |
? |
? |
|
2 |
МТЗ с выдержкой времени |
? |
? |
|
3 |
Защита от перегрузки |
? |
? |
|
Измерения |
||||
1 |
Ток |
? |
? |
|
2 |
Напряжение |
? |
? |
|
Автоматика и управление |
||||
1 |
Автоматическое регулирование напряжения (АРН) |
? |
||
2 |
Выключатель |
? |
2. ЗРУ-6 кВ
№ |
Наименование |
СВ |
ВВ |
ТСН |
КЛ |
ВЛ |
Линия КУ |
|
Защита |
||||||||
1 |
МТЗ с выдержкой времени |
? |
? |
? |
? |
? |
||
2 |
Токовая отсечка |
? |
? |
? |
||||
Измерения |
||||||||
1 |
Коммерческий учёт электроэнергии |
? |
? |
|||||
2 |
Технический учёт электроэнергии |
? |
? |
В соответствии с ПУЭ на ПС «Гежская» 110/6 кВ предусматриваются следующие виды защиты:
1) защита силового трансформатора:
а) максимальная токовая защита от токов короткого замыкания с двумя выдержками времени «меньшей» - отключается выключатель ввода 6 кВ, со второй выдержкой времени «большей» - отключается выключатель 110 кВ.
При использовании микропроцессорного блока Micom Р632 защита называется максимально-токовой с независимой характеристикой времени срабатывания;
б) защита от перегрузки на вводе 110 кВ силового трансформатора, действующая на сигнал;
в) дифференциальная токовая защита от токов короткого замыкания, действующая на отключение вводов 110 и 6 кВ силового трансформатора.
2) защита шин 6 кВ
Специальной защиты шин 6 кВ на подстанции не предусмотрено. При коротком замыкании. При коротком замыкании на шинах 6 кВ отключается выключатель ввода 6 кВ или секционный выключатель 6 кВ при работе одного трансформатора на две секции шин 6 кВ.
Выключатель ввода 6 кВ отключается от защиты силового трансформатора. Секционный выключатель 6 кВ отключается от собственной максимальной токовой защиты.
3) защита отходящих линий 6 кВ
На отходящих линиях 6 кВ предусмотрена двухступенчатая максимальная токовая защита. Защита выполнена в двухфазном двухрелейном исполнении на микропроцессорном блоке Micom Р123 и действует на отключение выключателя.
Первая ступень действует мгновенно, вторая с выдержкой времени.
На ПС предусмотрен следующий объем автоматики:
1) автоматическое повторное включение (АПВ) выключателей вводов 6 кВ и отходящих линий 6 кВ;
2) автоматическое включение резервного питания (АВР) на секционном выключателе 6 кВ.
4.3 Расчёт и выбор уставок МТЗ и токовой отсечки
Общие положения расчёта и выбора уставок на терминале Micom Р123:
На каждой из сторон трансформатора предусмотрено по три ступени максимальной токовой защиты, используется одна из них.
Ток срабатывания максимальной токовой защиты выбирается с учетом следующих соображений: отстройка от максимально возможного тока нагрузки, согласование защиты по току с защитами последующих элементов, обеспечение необходимой чувствительности.
Выдержка времени выбирается, исходя из условия согласования с выдержкой времени последующей защиты. 1 ступень защиты может быть выбрана с зависимой или независимой от тока характеристикой выдержки времени. Как правило, на трансформаторах применяется независимая выдержка времени. Для этого в уставки ступени I > реле необходимо ввести
тип - НЕЗАВИС.
Расчёт уставок производится с учетом требований выпуска 13Б Руководящих указаний по релейной защите (Москва 1985год) и методике по выбору уставок с учетом особенностей защит, уставки которых выбираются [14].
До начала выбора защиты трансформатора 110 кВ ПС «Гежская» необходимо рассчитать защиты отходящих линий 6 кВ.
4.3.1 Расчёт токовой отсечки
Токовую отсечку обычно называют одну из ступеней двухступенчатой или трёхступенчатой максимальной токовой защиты. Токовая отсечка защищает только часть линии или обмотки трансформатора, расположенные ближе к источнику питания. Отсечка срабатывает без специального замедления, то есть t=0 с.
Расчёт тока срабатывания селективной токовой отсечки без выдержки времени, установленной на линии, на понижающем трансформаторе и на блоке линия- трансформатор. Селективность токовой отсечки мгновенного действия обеспечивается выбором её тока срабатывания большим, чем значение тока КЗ при повреждении в конце защищаемой линии электропередачи или на стороне НН защищаемого понижающего трансформатора:
?
Коэффициент надёжности для токовых отсечек без выдержки времени, установленных на линии электропередачи и понижающих трансформаторах, при использовании цифровых реле, в том числе Micom, может приниматься в пределах от 1,1 до 1,15. Для сравнения можно отметить, что при использовании в электромеханических дисковых реле РТ- 40 электромагнитного элемента (отстройки) принимаются в приделах = 1,3 - 1,4.
Еще одним условием выбора токовой отсечки, является отстройка от суммарного броска тока намагничивания трансформаторов, подключенных к линии. Эти броски тока возникают в момент включения под напряжение ненагруженного трансформатора и могут первые несколько периодов превышать номинальный ток в 5 - 7 раз. При расчёте токовой отсечки линии электропередачи, по которой питается несколько трансформаторов, необходимо в соответствии с условием отстройки от тока КЗ обеспечить несрабатывание отсечки при КЗ за каждым трансформатором и дополнительно проверить надёжность несрабатывания отсечки при суммарном значении бросков тока намагничивания всех трансформаторов, подключённых как к защищаемой линии, так и предыдущим линиям, если они одновременно включаются под напряжение. При включении линии под
напряжение при выдержке времени отсечки порядка 0,05с. ток срабатывания отсечки должен быть равен пяти суммарным номинальным токам:
?
Если это последнее условие оказывается расчетным, следует попытаться использовать загрубление на время включения.
Проверка чувствительности защиты:
ПУЭ требуют для токовых защит коэффициент чувствительности 1.5 при коротких замыканиях на защищаемом оборудовании, и 1.2 в зоне резервирования. Коэффициент чувствительности определяется по выражению:
Для расчета берется ток двухфазного КЗ в минимальном режиме.
Расчёт токовой отсечки по отходящим фидерам представлен в приложении лист 5.
4.3.2 Расчёт максимальной токовой защиты
Принцип действия МТЗ основан на том, что при возникновении КЗ ток увеличивается и начинает превышать ток нагрузочного режима. Селективность действия при этом достигается выбором выдержек времени.
В пределах каждого элемента МТЗ устанавливается как можно ближе к источнику питания.
Для того чтобы защита работала при КЗ и не работала в нормальных режимах необходимо определять ток срабатывания защиты - .
- это наименьший первичный ток, необходимый для действия ПО защиты. При этом необходимо обеспечить несрабатывание МТЗ при максимальных токах () и пусковых токов () нагрузки. Для этого необходимо выполнение следующих условий:
1. - пусковые органы защит не должны приходить в действие при максимальном рабочем токе нагрузки;
2. Пусковые органы защиты, пришедшие в действие при внешнем КЗ, должны вернуться в исходное состояние после его отключения и снижения до . Для выполнения этого условия ток возврата защиты должен удовлетворять требованию , где - коэффициент самозапуска двигательной нагрузки, учитывает возрастание тока при самозапуске двигателей, .
Токи и связаны коэффициентом возврата :
,
где , для МТЗ на цифровых реле .
Следовательно, при выполнении условия 2 всегда выполняется условие 1, поэтому выражение для определения можно получить следующим образом:
где - коэффициент надёжности, учитывает погрешность в определении , при использовании цифровых реле, в том числе Micom, может приниматься в пределах от 1,1 до 1,15.
.
Зная величину , можно определить - ток срабатывания реле, как ток , пересчитанный на вторичную обмотку ТА , где - коэффициент схемы, зависящий от схемы соединения ТА и обмоток реле и равный отношению тока в реле ко вторичному току ТА; - коэффициент трансформации ТА. По рассчитанному значению определяют - ток уставки. Участи токовых реле регулируется плавно, у других - ступенчато, при этом округление до производится в большую сторону.
Данные расчета уставок МТЗ ЗРУ-6 кВ представлены в Приложении лист 6.
4.3.3 Выполнение уставок на устройстве
Токи срабатывания защиты МТЗ должны быть пересчитаны в доли номинального тока реле или номинального вторичного тока трансформатора согласно [15].
Если уставки защиты выбраны в первичном токе, то они должны быть приведены к напряжению, где установлена защита, а затем определен относительный вторичный ток срабатывания реле, делением первичного тока срабатывания на первичный ток трансформатора тока соответствующей стороны:
>>=
Если уставки защиты выбраны в относительных единицах к номинальному току соответствующей стороны, должен быть определен относительный вторичный ток срабатывания, умножением относительного тока срабатывания на базисный ток этой стороны:
>>=
Базисный ток (коэффициент) на каждой стороне трансформатора - отношение номинального тока соответствующей стороны трансформатора к номинальному первичному току трансформатора тока этой стороны:
Диапазон уставок по току срабатывания 0,2 - 50 по каждой стороне трансформатора. У реле Micom P123 один диапазон 0,5-40х с точностью 0,01. Необходимо устанавливать ближайшее к расчетному значение. Заводом установлено 0,5.
Ступень имеет выход с выдержкой времени и мгновенный выход. Мгновенный выход используется для блокировки вышестоящей защиты (логическая селективность). Диапазон уставок по времени отключения Micom P123 0-150сек. по времени отключения 0,06 - точность установки составляет 0,01сек.
Расчёт уставки секционного выключателя, уставок ввода 6 кв и МТЗ стороны 110 кВ на реле Micom Р123 приведены в Приложении лист 7.
4.4 Расчёт дифференциальной защиты трансформатора
1. Дифференциальная защита трансформатора использует 2 комплекта трансформаторов тока, расположенных с обеих сторон трансформатора. Выравнивание вторичных токов по величине и по фазе производится защитой автоматически расчетным путем, для чего при задании общих характеристик задаются параметры трансформатора и трансформаторов тока. При этом возникает возможность собрать трансформаторы тока со всех сторон в «звезду», что снижает нагрузку вторичных цепей. Ток нулевой последовательности при этом устраняется расчетом, что делает характеристики независимыми от режима нейтрали трансформатора.
2. Реле имеет тормозную характеристику пропорционального типа (процентное торможение)- ток срабатывания защиты увеличивается пропорционально увеличению тока короткого замыкания. Тормозным током является самый большой ток среди подводимых к реле, по каждой фазе отдельно.
3. Характеристика состоит из четырех участков.
Характеристика дифференциальной защиты Micom P632.
- дифференциальный ток;
- тормозной ток - равен наибольшему из двух вторичных токов.
Участок АВ - начальный, на этом участке ток срабатывания не зависит от торможения. В точке В характеристика начального участка пересекается с первой тормозной характеристикой. Она имеет наклон Р1 и начинается от начала координат. Эта характеристика работает при малых токах короткого замыкания, когда погрешность трансформаторов тока невелика.
При токах, больших 2.5, начинается вторая тормозная характеристика, которая пересекается с первой в точке С и имеет более крутой наклон - Р2, учитывая большую погрешность трансформаторов тока при больших токах короткого замыкания.
И последний участок - DE - ток срабатывания опять не зависит от тормозного тока.
Ломаная линия ABCDE представляет общую характеристику дифференциальной защиты.
4. Блокировка током второй гармоники предназначена для обеспечения отстройки дифзащиты от броска тока намагничивания при подаче напряжения. Благодаря наличию блокировки ток срабатывания дифзащиты может быть выполнен значительно меньшим номинального тока трансформатора.
5. Блокировка по току пятой гармоники, предназначена для предотвращения ложной работы дифзащиты от повышенного тока намагничивания при перевозбуждении (подачи напряжения на обмотку трансформатора значительно выше номинального). Предполагается, что на трансформаторах украинского и российского производства без такой блокировки можно обойтись.
Выбор уставок выполняется по условиям:
1) Реле градуировано в относительных единицах к номинальному вторичному току трансформаторов тока стороны ВН, принятой за основную. Вторичные токи остальных сторон пересчитываются к основной стороне автоматически.
2) Реле отстроено от броска намагничивающего тока при токе срабатывания 1 участка характеристики (АВ), 02 номинального тока трансформатора.
3) При выборе коэффициента торможения Р1 первого участка тормозной характеристики в зоне малых токов КЗ, предполагается, что погрешность трансформаторов тока с учетом переходных процессов при внешних коротких замыканиях не превышает 5%.
4) При выборе коэффициента торможения Р2 второго участка тормозной характеристики в зоне больших токов КЗ, предполагается, что погрешность трансформаторов тока составляет 10%, а влияние переходных процессов на погрешность трансформаторов тока при внешних коротких замыканиях учитывается коэффициентом 1,5.
5) Ток срабатывания второго горизонтального участка (отсечки), не зависящий от торможения, принимается равным небалансу при внешнем коротком замыкании, с учетом загрубляющего коэффициента, при расчете погрешности трансформатора тока, равном 3. С учетом необходимости отстройки от броска тока намагничивания ток срабатывания отсечки должен быть не менее 6.
6) Ток блокировки по 2 гармонике принимается установленный заводом - 12%.
7) Погрешность выравнивания вторичных токов расчетным путем за счет дискретности этих расчетов можно не учитывать во всем диапазоне уставок реле.
8) Учитывая высокую точность работы микропроцессорной защиты, коэффициенты запаса при выборе уставок можно принять равными 1,2.
Выбор уставок дифзащиты трансформатора
Выбор уставок дифзащиты сводится к выбору параметров тормозной характеристики и проверки чувствительности.
При использовании микропроцессорного реле Micom P632 появляется возможность скомпенсировать отличие вторичных токов сторон ВН и НН и угловой сдвиг, появляющейся при трансформации токов со стороны ВН(Y) и НН(?). Расчёт общих уставок сведён в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 Общие уставки
№ |
Наименование величины |
Расчётная формула |
Числовое значение для стороны |
||
110 |
6 |
||||
1 |
Напряжения обмоток, кВ |
115 |
6,3 22 |
||
2 |
Первичные номинальные токи, А |
31,62 |
551,1 |
||
3 |
Соединение обмоток трансформаторов тока |
Y |
Y |
||
4 |
Коэффициент трансформации трансформаторов тока |
6,64 |
115,7 |
||
5 |
Принятый коэффициент трансформации ТТ |
100/5 (20) |
1000/5 (200) |
||
6 |
Номинальный первичный ток ТТ, А |
100 |
1000 |
||
7 |
Базисный ток, А |
0,32 |
0,51 |
||
8 |
Максимальные первичные токи при скв. 3-х фазных КЗ (повреждение на шинах 6 кВ),А |
(из расчёта токов КЗ) |
396 |
6,89 |
1. Уставка первой ступени дифференциального тока (начального участка характеристики). Согласно рекомендациям завода - изготовителя:
> = 0,2
где > - ток срабатывания 1ступени, приведенный к номинальному току трансформатора.
Уставка набираемая на реле:
>=,
где - уставка набираемая на реле;
- базисный ток стороны ВН трансформатора ( см. таблицу общих уставок).
Она может быть выполнена в пределах 0,15 - 1,5. Принимаем минимальную уставку 0,15 и получаем что она составляет: >=0,15/0,32=0,45 номинального тока трансформатора.
2. Наклон характеристики (коэффициент торможения) первого участка - участок находится в зоне малых токов - от 0 до 2.5 трансформаторов тока с малыми погрешностями, предполагается, что погрешность трансформатора тока при внешних КЗ не превышает 5%:
%
где - коэффициент запаса равен 1.2;
- погрешность трансформаторов тока, принимается для малых токов равной 5%;
- диапазон регулирования коэффициента трансформации устройством РПН- 16%.
Принимаем: 25%
3. Наклон характеристики (коэффициент торможения) второго участка- в зоне больших токов:
%,
где - коэффициент учитывающий рост погрешности за счет апериоди-ческой составляющей. Принимается равным 1.5;
- погрешность трансформаторов тока, принимается для больших токов равной 10%, при условии выбора трансформаторов тока по кривым 10% погрешности;
- диапазон регулирования коэффициента трансформации устройством РПН - 16% .
Принимаем минимально возможное: 40%
4. Уставка второй ступени дифференциального тока (отсечки).
Отстройка от небаланса при внешних КЗ:
> > =А
где - ток короткого замыкания в амперах в максимальном режиме на стороне низкого напряжения с учетом имеющегося регулирования. напряжения на этой стороне;
- коэффициент учитывающий рост погрешности за счет апериодической составляющей. Принимается равным 3.
Отстройка от броска тока намагничивания:
Полученный расчетом ток сравнивается с номинальным током силового трансформатора и, если это отношение меньше 6, то ток берется равным шестикратному номинальному току трансформатора.
> > = А
Уставка на реле:
>> = >> /
Полученный ток округляется до ближайшего большего целого числа, которое и задается в качестве уставки. Может регулироваться в пределах от 1 до 30.
5. Выбор уставки блокировки защиты током второй гармоники. Отношение тока блокировки к основному дифференциальному току. В связи с отсутствием методики для выбора принимается установленная заводом уставка:
%
Может быть отрегулировано в пределах 10 - 50%.
Способ блокировки может быть выбран (ВКЛ): пофазная блокировка, или (ВКЛ АВС): блокировка всех фаз наибольшим током второй гармоники, (ОТКЛ): блокировка отключена.
Используется заводская настройка:
БЛОК = ВКЛ АВС
6. Выбор режима блокировки током пятой гармоники.
Способ блокировки может быть выбран (ВКЛ): пофазная блокировка, или (ВКЛ АВС): блокировка всех фаз наибольшим током второй гармоники, (ОТКЛ): блокировка отключена.
БЛОК = ОТКЛ
7. Проверка чувствительности защиты.
В связи с тем, что уставка 1 ступени защиты при малых токах мала (уставка > составляет около 0,2 номинального тока трансформатора), в проверке чувствительности нет необходимости.
4.5 Противоаварийная автоматика
Микропроцессорные устройства защиты и автоматики фирмы «ALSTOM» содержит программную логическую часть, выполняющую функцию АПВ и АВР.
АПВ двукратного действия предусматриваем на отходящих фидерах напряжением не более 10 кВ согласно ПУЭ. АПВ однократного действия предусматриваем на вводах напряжением 10 кВ при раздельной работе трансформаторов [1], необходимой для автоматического восстановления их нормальной работы после аварийных отключений, несвязанных с внутренними повреждениями трансформатора.
Подобные документы
Модернизация релейной защиты подстанции 110/35/10 кВ "Буда-Кошелёво". Совершенствование противоаварийной автоматики на подстанции, электромагнитной совместимости электрооборудования. Охрана труда и безопасность при эксплуатации устройств релейной защиты.
дипломная работа [576,1 K], добавлен 15.09.2011Экономико-географическая характеристика республики Тыва. Краткая характеристика Тывинской энергосистемы. Реконструкция подстанции "Городская", связанная с увеличением мощности подстанции. Расчет релейной защиты трансформаторов. Анализ режимов системы.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 17.05.2011Реконструкция подстанции 110/10 кВ "ГПП-2г" города Актау. Характеристики и параметры существующего основного оборудования. Схема главных электрических соединений ПС 110/10 кВ "ГПП-2Г". План и разрезы подстанции. Основные виды защиты трансформатора.
дипломная работа [373,3 K], добавлен 20.04.2015Выбор электрической аппаратуры, токоведущих частей и изоляторов, измерительных трансформаторов, оперативного тока. Расчет собственных нужд подстанции, токов короткого замыкания, установок релейной защиты. Автоматизированные системы управления процессами.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 11.01.2016Теоретические основы методики расчета экономической эффективности от внедрения релейной защиты подстанции. Описание проекта по внедрению релейной защиты на подстанции "Бишкуль" 110/10 кВ. Показатели финансово-экономической эффективности инвестиций.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 24.06.2015Реконструкция подстанции "Сенная 110/35/10 кВ", расчёт основных технико-экономических показателей подстанции, выбор числа и мощности трансформаторов, главной схемы электрических соединений и электрооборудования. Экономическое обоснование проекта.
дипломная работа [241,2 K], добавлен 27.09.2012Технический проект реконструкции тяговой подстанции Толмачёво Санкт-Петербургской Балтийской дистанции электроснабжения. Расчет релейной защиты и автоматики силовых трансформаторов. Проверка эксплуатируемых и токоведущих частей и электрических аппаратов.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.06.2014Электрические нагрузки подстанции. Расчет токов нормальных режимов и короткого замыкания, релейной защиты и автоматики. Выбор трансформаторов, коммутационной и защитной аппаратуры, шинопроводов. Оценка затрат на проведение электромонтажных работ.
дипломная работа [223,6 K], добавлен 10.04.2017Реконструкция подстанции 35/6 кВ "Байдарка" с целью улучшения технико-экономических показателей при минимальных затратах денежных средств, оборудования и материалов. Установка нового оборудования, отвечающего требованиям изменившегося режима работы.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 29.04.2010Трансформатор собственных нужд тяговой подстанции. Устройства релейной защиты и автоматики трансформатора собственных нужд. Расчет срока окупаемости проекта модернизации низковольтного оборудования тяговой подстанции. Расчет численности персонала.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 18.11.2014