Модернизация РТП-35

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Электроснабжение - отрасль промышленности, занимающая электроэнергией и передачей ее потребителям. Она является основой развития производственных сил в любом государстве. Электроснабжение обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие экономики России невозможно без постоянно развивающегося электроснабжения. Энергетическая промышленность тесно связана с комплексом топливной промышленности. Российская энергетика - это более 600 тепловых, свыше 100 гидравлических и 9 атомных электростанций. Ежегодно ими вырабатывается свыше 1 триллиона кВт/ч электроэнергии и более 1 миллиарда Гкал тепла. Общая длина линий электропередач превысила 2,5 млн. километров. Для обеспечения надежного электроснабжения объектов добычи нефти на новых месторождениях приходится создавать мощные энергетические базы. Согласно распоряжению В.В. Путина от 27 декабря 2010 года, введены программы по энергосбережению и повышению энергоэффективности составляются всеми государственными компаниями, бюджетными учреждениями и регулируемыми организациями, а также регионами и муниципалитетами.

Так же остро встает вопрос об экологической безопасности. Проблема маслонаполненного оборудования, заключается в сложности его эксплуатации и вреде экологии. Отработанные масла, попадающие в окружающую природную среду, лишь частично удаляются или обезвреживаются в результате природных процессов. Основная же их часть является источником загрязнения почвы, водоемов и атмосферы. Накапливаясь они приводят к нарушению воспроизводства птиц, рыб и млекопитающих, оказывают вредное воздействие на человека.

Помимо этого при отключении повышается ток потребления, и во время выключения (включения) повышается расход электроэнергии. На данный момент существует проблема энергосбережения как тепловой энергии так и электрической энергии, что существенно повышает стоимость энергоресурсов. Заводы НПЗ на данный момент, в большинстве случаев, оснащены устаревшим не энергоэффективным оборудованием.

Целью данного дипломного проекта является модернизация электрооборудования включающая в себя замену устаревшего, не энергоэффективного оборудования, на более современное надежное и экологический чистое, так же это позволит решить проблему с финансовой точки зрения. Сокращение затрат на эксплуатацию, сокращение затрат на электроэнергию в пиковые моменты работы оборудования, за счет сокращения времени работы, повышение надежности и снижение риска аварийных случаев, вот все то что включает в себя модернизация электрооборудования.

электрооборудование экологический эксплуатация затрата

1. Общая часть

1.1 Функциональное назначение технологической установки, режим работы

Одним из потребителей РТП-35 является установка сернисто-щелочных стоков. Сернисто-щелочные стоки образуется при очистке газов пиролиза от сероводорода и диоксида углерода в производстве низших олефинов, при щелочной обработке сжиженных газов, бензиновых и керосиновых фракций в процессах нефтепереработки. На установках первичной переработки нефти, каталитического крекинга, замедленного коксования и другие, где в технологическом процессе используется водяной пар, образуются загрязненные сероводородом водные технологические конденсаты. Сернисто-щелочные стоки, направляемые на очистные сооружения по напорному трубопроводу, должны во всех случаях поступать в усреднители отстойники, а из них равномерно, в течение всего времени года, подаваться в смеситель биохимической очистки стоков второй системы. Сернисто-щелочные стоки, характеризующиеся высоким содержанием солей и щелочи, могут подвергаться обезвреживанию либо методом ЛОКОС на гетерогенных катализаторах, либо другими методами обезвреживания. Сернисто-щелочные стоки по канализации поступают на две параллельно работающие двухсекционные нефтеловушки. В нефтеловушках происходит осаждение взвешенных механических примесей размером не менее 0,2-0,25 мкм, и выделение из стоков нефтепродуктов, всплывающих на поверхность. Время пребывания стоков в нефтеловушке не менее двух часов. Производительность одной нефтеловушки не более 50 м3/час. Отстоявшийся нефтепродукт собирается через щелевые поворотные трубы и по канализации поступает в нефтесборный резервуар. Изучая вопрос очистки сточных вод объектов нефтехимических предприятий одной из трудноразрешимых задач является переработка сернисто-щелочных стоков. Используемые на многих предприятиях методы очистки данных стоков не экологичны и являются невысоко эффективными. Наиболее перспективным считается метод каталитического окисления кислородом воздуха токсичных сульфидов до сульфатов и тиосульфатов. Однако при данном методе обезвреживания сернисто-щелочных стоков с повышением концентрации сульфидов увеличиваются энергетические затраты. Так как процесс отчистки происходит на протяжении всего года, то установка работает постоянно, а равно что, РТП-35 имеет потребителей первой категории. В свою очередь это определяет ряд правил. Первое правило включает в себя питание от двух и более независимых источников. Второе перерывы в электроснабжении допускаются только на время срабатывания аварийного включения резерва.

1.2 Характеристика объекта проектирования по взрыво-, пожаро- и электробезопасности

РТП-35 имеет категорию В4(пожароопасный) по взрыво- и пожароопасности данная категория характеризуется содержанием следующих факторов. Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудно горючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б

По электробезопасности помещение имеет категорию особо опасного, в которых имеется наличие двух признаков из второй группы или имеются в помещении едкие или ядовитые взрывоопасные вещества. А именно из за токопроводящих полов, наличие заземления, большого количества оборудования и возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.

1.3 Литературно патентный обзор

РТП-35 питает следующие потребители: СЩС (Сернисто-щелочные стоки), ССК и Щ ЦХР, ц.18, ТП при РТП-35 (собственные нужды). Так как потребители НПЗ относятся к первой категории то и оборудование необходимо высококачественное. Компании ABB, BENNING, Schneider Electric отвечают данному требованию.

Ячейки SM6 выпускаются по лицензии компании Schneider Electric (Франция). SM6 серия модульных ячеек в металлических корпусах с воздушной изоляцией и элегазовыми коммутационными аппаратами, а именно: выключателями нагрузки, выключателями Fluarc типа SF1 или SFset, разъединителями. Ячейки SM6 предназначены для внутренней установки на стороне высокого напряжения в распределительных подстанциях 6, 10, 20 кВ энергоснабжающих организаций и частных компаний. Ячейки серии SM6 удовлетворяют всем требованиям безопасности персонала и оборудования, просты и удобны в монтаже и эксплуатации. Расчетный срок службы ячеек составляет не менее 30 лет. Соответствуют требованиям: ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007.4-75 и технических условий ТУ3414-025-45567980-2002.

Таблица 1 - Технические характеристики SM6

Напряжение, кВ	6; 10 ; 20
Номинальный ток главных цепей, А	400; 630
Номинальный ток сборных шин, А	630-1250
Номинальный ток плавкой вставки предохранителей, А	6,3; 10; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100 125; 160; 200
Номинальный ток трансформаторов тока, А	20; 40; 100; 150; 200; 300; 400; 600… 1200
Ток включения выключателя нагрузки, кА	31,5; 40; 50
Ток термической стойкости, кА/1сек	12,5; 16; 20; 25
Степень защиты оболочкой по ГОСТ-14254-96	IP21



Шкаф оперативного постоянного тока типа ШОПТ предназначен для преобразования электрической энергии переменного тока от двух и более независимых трансформаторов собственных нужд в электрическую энергию постоянного тока и распределения по цепям постоянного тока; для питания цепей постоянного тока через выпрямительное зарядное устройство и от встроенной аккумуляторной батареи. Шкаф оперативного тока применяется на трансформаторных подстанциях и распределительных пунктах для питания оперативных цепей и схем.

Таблица 2 - Основные технические параметры ШОПТ

Входные параметры
Номинальное напряжение, В	220; 380
Частота питающего тока, Гц	50
Количество подзарядных устройств, шт	1...6
Выходные параметры
Количество автоматов отходящих фидеров	Согласно требованиям
Количество секций	Согласно требованиям
Диапазон выходного тока, А	5...2000
Выходное напряжение, В	24...220
Аккумуляторные батареи
Гарантийный срок эксплуатации аккумуляторной батареи, лет	от 5 до 20
Емкость аккумуляторной батареи	Согласно требованиям
Исполнение шкафа
Степень защиты оболочки	до IP54
Климатическое испонение	УХЛ4

ABB UniGear ZS1 - это распределительное устройство среднего напряжения широкого применения с воздушной изоляцией для первичного распределения, предназначенное для внутренней установки. Распределительное устройство UniGear ZS1 может быть одноуровневого и двухуровневого исполнения, также есть решения с двойной системой сборных шин. Одноуровневое решение с одной системой сборных шин может стыковаться с панелями типа UniGear 550, 500R и КРУ управления двигателями MCC. В шкафы ABB ZS1 имеется возможность установки вакуумных выключателей типа VM1, VD4 и релейной защиты REF542 VD4- стационарный вакуумный выключатель для закрытых помещений. Автоматические выключатели VD 4 отвечают стандартам МЭК 62271-100. Тип привода - пружинный с запасенной энергией, который всегда имеет механизм против «прыгания» и снабжен блокировками против ошибочных операций. В выключателях серии VD4 применены вакуумные камеры, залитые в эпоксидные полюса. Стационарный выключатель VD4 12.06.20 в базовом исполнении комплектуется каркасом и передним защитным экраном. В нижней части каркаса выполнены крепежные отверстия. Для электрических подключений вспомогательных цепей выключателя имеется специальная клеммная колодка.

Таблица 3 - VD4

Номинальное напряжение Un	10кВ
Наибольшее рабочее напряжение Ur	12кВ
Номинальное напряжение изоляции Us	12кВ
Номинальный ток, А	630
Номинальный ток отключения, кА	20
Пик тока включения, кА	50
Напряжение удерживания при 50Гц,Ud (1 мин)	28 кВ
Испытательное напряжение 50 Гц (1 мин)	42кВ
Напряжение стойкости к импульсу Up	75кВ
Номинальная частота	50-60 Гц
Последовательность операций	[0 - 0.3с - CO 15с - CO]
Продолжительность размыкания	33-60мс
Продолжительность дуги	10-15мс
Общая продолжительность прерывания	43-75мс
Продолжительность замыкания	60…80мс
Вес выключателя	73-79кг

Таблица 4 - Технические характеристики ZS1

Параметры (один уровень)
Номинальное напряжение (кВ)	7.2-24
Номинальный ток главной шины (A)	1250-4000
Номинальный кратковременно допустимый ток 3 сек (кА)	16-50
Параметры (два уровня)
Номинальное напряжение (кВ)	7.2-17.5
Номинальный ток главной шины (A)	1250-1600
Номинальный кратковременно допустимый ток 3 сек (кА)	16-50

Системы оперативного постоянного тока серии BENNING ТИРОСОТ позволяют получать на выходе практически любое напряжение (т.е. работать с любым количеством элементов аккумуляторной батареи) и соответствующую мощность, обеспечивая надежным питанием устройства контроля и технологическое оборудованием. Основные технические характеристики СОПТ ТИРОСОТ Зарядная характеристика IU/I согласно DIN 4177. Выходное напряжение Тиросота поддерживается при этом на установленном уровне с допустимым отклонением не превышающем ± 1% в диапазонах нагрузок от 0 до 100% номинального тока нагрузки.

Таблица 5 - Отклонения параметров питающей сети ТИРОСОТ

напряжения	± 10%
частоты	± 5%
Ускоренный заряд	2,4 В/эл
Поддерживающий заряд	2,25 В/эл
Непосредственное питание	2,0 В/эл
Тест аккумуляторной батареи	1,8 В/эл
Остаточная пульсация	5% эффективного значения
Электромагнитная совместимость	EN 50081-1, EN 50082-2
Способ охлаждения	самоохлаждение

1.4 Описание предлагаемых решений по модернизации

В следствии того что РТП-35 будет использоваться в течении длительного времени, следует проводить полную модернизацию, а не ретрофит. Мое предложение заключается в замене устаревших шкафов КСО на современные КРУ UniGear ZS1 от компании ABВ, модернизации существующей схемы собственных нужд, внедрением системы ТИРОСОТ от компании BENNING, замене существующей защиты на ABB REF 542 plus.

В КРУ ZS1 могут быть установлено различное оборудование, например вакуумные выключатели типа VD4 и микропроцессорная защита типа REF542. Теоретически и практически доказано, что самый простой способ гашения электрической дуги, это гашение дуги в вакууме, где отсутствует среда, проводящая электрический ток. Вакуумные выключатели более просты в эксплуатации, чем масляные или электромагнитные и, благодаря своим преимуществам, постепенно вытесняют их. Основные преимущества вакуумных выключателей: отсутствие необходимости в замене и пополнении масла, высокая износостойкость при отключении как номинальных токов, так и токов КЗ. простота эксплуатации, снижение эксплуатационных затрат, бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные отсутствием внешних эффектов и выделений при отключении токов КЗ. Сравнительно малые габариты и масса выключателей, небольшие динамические воздействия на конструкции при работе. Легкая замена вакуумной дугогасительной камеры (ВДК) и ее произвольное положение при конструировании выключателя, высокое быстродействие выключателя. Отсутствие загрязнения окружающей среды.

Преимущества микропроцессорной защиты в быстродействии, надежности, селективности и высокой чувствительности, многофункциональность, удобство обслуживания так же является неоспоримыми преимуществами. Переход к микропроцессорной защите привел к уменьшению габаритов и упрощению интерфейса, а значит в облегчении эксплуатации. Так как все уставки и настройки реле выполнены в цифровом варианте снижается риск вывода из строя оборудования.

Дополнение схемы питания оперативных токов системой ТИРОСОТ позволяет использовать три независимых источника, вместе с двумя используемыми независимыми источниками питания и аккумуляторной батареей получим три независимых источника питания, позволяющие производить операции даже в самых сложных аварийных ситуациях. Система ТИРОСОТ взаимодействует с СДКУ «НЕВА» и REF542plus благодаря протоколу 802.1Q.

В следствии замены релейной защиты, масленых выключателей, и установкой аккумуляторных батарей появиться необходимость в отопительной системе помещения РТП, помимо этого потребуется полный демонтаж и монтаж нового оборудования которое отличается по габаритам.

2. Расчетная часть

2.1 Расчет электрической нагрузки на шинах РТП-35

Нагрузка на шинах РТП-35 рассчитывается исходя из тока нагрузки. Ток нагрузки находим по формуле (1) исходя из мощности и напряжению.

Размещено на http://www.allbest.ru/

(1)

Где Iн - ток нагрузки

P - мощность трансформатора

U - напряжение номинальное

Для удобства приведем расчет в таблицу 7

Таблица 6 - расчет нагрузки 1 секции

Наименование трансформатора	Sном, кВА	Uном, кВ	Iн,А
КТП СЩС	2000	6	192,68
КТП ССК и Щ ЦХР	630	6	60,69
КТП 587	1000	6	96,34
КТП 585	630	6	60,69
ТП при РТП-35	560	6	53,95

Так как РТП-35 имеет 2 секции имеющие одинаковое оборудование то вторая секция будет иметь те же электрические параметры как и первая. Сумма токов нагрузки на шине первой секции РТП-35 равна 464,35 А.

2.2 Компенсация реактивной мощности

Полная мощность всех трансформаторов равна 4820 кВА. Активную мощность определим по формуле (2), при Cos ц = 0,7



P=U*Iн* Cos ц*3 (2)

P=6*464,35*0,7*1,73=3373,96 кВТ

Так как активная и реактивные мощности являются катетами треугольника мощностей то сумма их квадратов будет равной квадрату полной мощности. Исходя из этого можно найти реактивную мощность по формуле

Q=(S^2-P^2) (3)

Q=(23232400-11383606,0816)= 3442,2 кВАР

при Cos ц = 0,7

P=U*Iн* Cos ц*3 (2)

P=6*464,35*0,9*1,73=4337,9 кВТ

Так как активная и реактивные мощности являются катетами треугольника мощностей то сумма их квадратов будет равной квадрату полной мощности. Исходя из этого можно найти реактивную мощность по формуле

Q=(S^2-P^2) (3)

Q=(23232400-18817376,41)= 2101,19 кВАР

Qк=Q1-Q2

Qк=3442,2-2101,19=1341,01 кВАР

Для компенсации такой мощности используются конденсаторные установки высокого напряжения, применяются как для групповой, так и для централизованной компенсации в промышленных распределительных сетях с напряжениями 6,3 кВ и 10,5 кВ (подстанции распределительных сетей, крупных промышленных предприятиях и на других объектах).

Применение установок позволяет: снизить перетоки реактивной мощности по линиям электропередачи и фидерам, соединяющим генератор электроэнергии и нагрузку; снизить потери энергии на линиях электропередачи, в кабелях, трансформаторах и распределительном оборудовании за счет уменьшения полных фазных токов; повысить напряжение в точке присоединения установки к сети; увеличить срок службы трансформаторов за счет снижения температуры перегрева обмоток; подключить дополнительную нагрузку за счет снижения тока потребляемого с силового трансформатора; для проектируемых объектов снизить затраты на закупку кабелей за счет уменьшения их сечения; повысить качество электроэнергии.

Стандартное исполнение высоковольтных установок - это ячейки, представляющие собой сборно-сварные металлические шкафы, в которых располагается все необходимые элементы. Для данного проекта рекомендуется установка двух УКСН В-6,3-750 -1-У1, однако их покупка является не рентабельной в связи с большой ценой высоковольтных установок компенсации реактивной мощности.

2.3 Расчет токов короткого замыкания

Требуется: определить токи короткого замыкания, мощность короткого замыкания в точках, указанных на расчетной схеме.

Рисунок - расчетная схема



Порядок расчета

1. На основании анализа однолинейной принципиалной схемы эл. снабжения составляем расчетную схему и наносим на нее необходимые данные расчета, намечаем точки короткого замыкания.

2. На основании расчетной схемы составляем схему замещения и после расчета наносим на нее значения сопротивления отдельных ее элементов. Также как и на расчетной схеме наносим точки короткого замыкания.

3. Принимаем базовую мощность равной Sб = 100мва и приводим к ней все относительные сопротивления элементов схемы замещения определяется индуктивное сопротивление, Ом, по формуле 9:

[12] (9)

Где - индуктивное сопротивление кабельной линии в именованных единицах, Ом;

- базисная мощность, МВА;

- среднее напряжение, кВ;

- удельное реактивное сопротивление кабельной линии, Ом/км;

- длина кабельной линии, км;

=0,27 Ом

По формуле 10 определяется активное сопротивление, Ом:

[12] (10)

Где - активное сопротивление кабельной линии в именованных единицах, Ом;

-базисная мощность, МВА;

- среднее напряжение, кВ;

[12] (11)

Где L - длина кабельной линии, км;

? - 32 - удельная проводимость алюминия, м/Ом•;

S - сечение жилы кабеля, ;

,2



Результирующие сопротивление кабельной линии определяется по формуле 12:

[12] (12)

Где - активное сопротивление, Ом;

[12] (13)

0,61

Далее определяется сопротивление кабельной линии к трансформатору 6/0,4 кВ ТП при РТП - 12:

Определяем индуктивное сопротивление по формуле 17

(17)

Далее по формуле 17 определяется активное сопротивление, Ом:

(18)

(19)

Определяем ток и мощность в точке К - 1:

Принимаем базисное напряжение равное 6 кВ.

Определяем базисный ток, кА по формуле 19:

(20)

Где -базисная мощность, МВА;

- среднее напряжение, кВ;

(20)

Определяем результирующие сопротивление короткозамкнутой сети в точке Л - 1:

[12] (21)

Где - результирующее активное сопротивление активное сопротивление короткозамкнутой цепи в точке K-1;

- результирующие реактивное сопротивление короткозамкнутой цепи в точке К - 1 ;

=0,88 [12] (21)

Ом

Определяем периодическую составляющую тока короткого замыкания, кА по формуле 22:

[12] (22)

Где - базисный ток, кА:

- результативное сопротивление короткозамкнутой цепи в точке К - 1:

Ом 

Определяем ударный ток короткого замыкания, кА:

Определяем постоянную затухания апериодической составляющей, сек, по формуле 23:

(23)

iук-3= ky•• Iп К-3

Где - ударный коэффициент который равен 1,8;

- периодическая составляющая тока короткого замыкания, кА;

iук-3=1,8•• 10,6

Определяем постоянную времени затухания апериодической составляющей, сек, по формуле 24:

[12] (24)

Где - результирующее активное сопротивление активное сопротивление короткозамкнутой цепи в точке K-1;

- результирующие реактивное сопротивление короткозамкнутой цепи в точке К - 1 ;

Определяем мощность короткого замыкания, МВА по формуле (24):

Где базисная мощность, МВА;

- результирующие сопротивление короткозамкнутой цепи в точке К -

Определяем ток и мощность в точке К - 3:

Определяем регулирующие сопротивление короткозамкнутой цепи в точке К-3

Где - результирующие реактивное сопротивление короткозамкнутой цепи в точке К - 1 ;

индуктивное сопротивление:

[12] (44)

[12] (45)

Определяем периодическую составляющую тока короткого замыкания, кА по формуле 23:

[12] (46)

Где - базисный ток, кА:

- результативное сопротивление короткозамкнутой цепи в точке К - 1:

кА

Определяем ударный ток короткого замыкания, кА:

Определяем постоянную затухания апериодической составляющей, сек, по формуле 23:

(48)

Где - ударный коэффициент;

- периодическая составляющая тока короткого замыкания, кА;

Определяем постоянную времени затухания апериодической составляющей, сек, по формуле 24:

[12] (50)

Где - результирующее активное сопротивление активное сопротивление короткозамкнутой цепи в точке K-1;

- результирующие реактивное сопротивление короткозамкнутой цепи в точке К - 1 ;

(50)

Определяем мощность короткого замыкания, МВА по формуле 51:



Где базисная мощность, МВА;

- результирующие сопротивление короткозамкнутой цепи в точке К -2

Результаты расчетов заносим в таблицу 9.

Таблица 9 - результаты расчетов токов короткого замыкания

Точки КЗ на схеме замещения	Результирующее сопротивление КЗ цепи	Базовая мощность (МВА)	Базовое напряжение (кВ)	Базовый ток (кА)	Периодический ток КЗ (кА)	Ударный ток (кА)	Мощность КЗ (МВА)
К-1	0,61	100	6	9,6	10,6	14,9	111,1
К-2	1,43	100	6	9,6	12,8	12,8	133,3

2.4 Выбор высоковольтного оборудования с учетом действия токов короткого замыкания

Для выбора высоковольтного оборудования следует проверить его на совместимость с техническими требованиями с учетом воздействия токов короткого замыкания

Таблица 9 - Требования к высоковольтному оборудованию

номинальное напряжение	6,3 кВ
ток короткого замыкания	2,64 кА
номинальный ток	200 А

Таблица 10 - Характеристики VD4

Номинальное напряжение Un	10кВ
Наибольшее рабочее напряжение Ur	12кВ
Номинальное напряжение изоляции Us	12кВ
Номинальный ток, А	630
Номинальный ток отключения, кА	20
Пик тока включения, кА	50
Напряжение удерживания при 50Гц,Ud (1 мин)	28 кВ
Испытательное напряжение 50 Гц (1 мин)	42кВ
Напряжение стойкости к импульсу Up	75кВ
Номинальная частота	50-60 Гц
Последовательность операций	[0 - 0.3с - CO 15с - CO]
Продолжительность размыкания	33-60мс
Продолжительность дуги	10-15мс
Общая продолжительность прерывания	43-75мс
Продолжительность замыкания	60…80мс
Вес выключателя	73-79кг

Сравнивая таблицы видим несоответствия в номинальных напряжениях, но данное несоответствие объясняется конструкцией токоведущих частей. Они одинаковы, что для 6 кВ, что для 10 кВ разница в изоляционных материалах которые рассчитаны на большее термическое воздействие, что положительно влияет на устойчивость к токам короткого замыкания. В остальном VD4 отвечает всем требованиям, плюс дает возможность дальнейшей модернизации с запасом возможной мощности передаваемой этим выключателем.

2.5 Расчет релейной защиты и автоматики на вводах РТП-35

Релейная защита REF542plus имеет возможность цифровой настройки в зависимости от необходимых параметров, так же данное реле имеет возможность мониторинга параметров электрической сети. Таким образом достаточно сравнить максимальные возможности реле с требованиями к защите РТП-35 в зависимости от нужд потребителя. Проверяя функционал REF542plus делаю вывод что данное реле соответствует всем требованиям к защите. Ниже перечислен функционал данного реле

Токовая защита: блокировка бросков тока намагничивания; максимальная токовая защита без выдержки времени; максимальная токовая защитас независимой выдержкой времени, 2 порога; направленная максимальная токовая защита, 2 порога; максимальная токовая защита с характеристикой IDMT; защита от замыканий на землю; защита от замыканий на землю с характеристикой IDMT; направленная защита от замыканий на землю, 2 порога; защита от замыканий на землю, направленная, чувствительная; защита от замыканий на землю, направленный сектор, 10 порогов;

Защита по напряжению: защита по максимальному напряжению без выдержки времени; защита по максимальному напряжению с независимой выдержкой времени, 2 порога; защита по минимальному напряжению без выдержки времени;

защита по минимальному напряжению с независимой выдержкой времени, 2 порога;

защита по напряжению нулевой последовательности, 2 порога.

Защита линии: дистанционная защита.

Дифференциальная защита: дифференциальная защита двигателей и трансформатора; защита трансформатора от замыканий на землю с торможением.

Тепловая защита: защита кабелей, двигателей и трансформаторов.

Специальная защита двигателей: счет числа пусков; заклинивание ротора; пуск двигателя; низкая нагрузка ; асимметричная нагрузка.

Снижение качества электроэнергии: контроллер коэффициента мощности; защита от резонанса при переключении; защита от высших гармоник;

Другие защиты и связанные функции: защита по частоте , 6 порогов для сети; проверка синхронизма; регистратор аварийных процессов; автоматическое повторное включение; направление мощности.

В блоке REF542plus можно установить до 24 функций защиты. Максимальное их число так или иначе зависит от имеющихся вычислительных возможностей;

Регистратор аварийных процессов: Блок REF 542plus имеет мощную и универсальную функцию регистрации аварийных процессов. Она может использоваться для регистрации до 8 аналоговых входных каналов и 32 двоичных сигналов. Аналоговые входные сигналы записываются с частотой дискретизации 1,2 кГц в течение временного интервала не менее 1 с и не более 5 с. Время записи включает в себя время, предшествующее неисправности и время после неисправности. Полное время записи составляет 5 с.

2.6 Расчет заземляющего устройства РТП-35

Предполагается сооружение заземлителя с внешней стороны здания с расположением вертикальных электродов по контуру. В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальные стержни диаметром 15 мм и длиной 2 м, которые погружают в грунт методом ввертывания. Верхние концы электродов располагают на глубине 0,7 м от поверхности земли. К ним приваривают горизонтальные электроды стержневого типа из той же стали, что и вертикальные электроды.

Для стороны 6,3 кВ в соответствии с ПУЭ, сопротивление заземляющего устройства определяем по формуле:

(8)

где, - наибольший ток замыкания на землю, А

Сопротивление ЗУ для электроустановок напряжением до 1 кВ в соответствии с ПУЭ не должно быть больше 10 Ом, поэтому за расчетное сопротивление принимаем 5,6 Ом.

Предварительно с учетом площади, занимаемой объектом, намечаем расположение заземлителей - по периметру с расстоянием между электродами 4 м.

Сопротивление искусственного заземлителя при отсутствии естественных заземлителей принимаю равным допустимому сопротивлению ЗУ:

Ru=R3=5,6 Ом (9)

Определяю расчетные удельные сопротивления грунта:

Для горизонтальных заземлителей:

(10)

где, - удельное сопротивление грунта, ;

- повышающий коэффициент для горизонтальных электродов.

4.2 Для вертикальных заземлителей

(11)

где, - удельное сопротивление грунта, ;

- повышающий коэффициент для вертикальных электродов

Сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа:

(12)

где, - расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей,

- длинна вертикального электрода, м;

-диаметр вертикального электрода, м;

- расстояние от середины вертикального электрода до земли, м;

Определяю примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования kи.в = 0,64.

(13)

где, - сопротивление растекания одного вертикального электрода, Ом;

- коэффициент использования вертикального электрода;

- сопротивление искусственного заземлителя, Ом.

Определяю расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов по формуле:

(14)

где, - расчетное удельное сопротивление грунта для горизонтальных заземлителей,

- длинна горизонтального электрода, м;

- коэффициент использования горизонтального электрода;

-ширина полосы 25,7

Уточняю необходимое сопротивление вертикальных электродов:

(15)

где, - расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов, Ом

- сопротивление искусственного заземлителя, 80,04Ом

9. Определяю число вертикальных электродов при коэффициенте использования kи.в.у= 0,61

(16)

где, - сопротивление растеканию одного вертикального электрода, Ом;

- коэффициент использования;

- сопротивление вертикальных электродов, Ом.

Окончательно принимаю к установке 24 вертикальных электрода, расположенных по контуру РТП-35



Рисунок Габариты электрода и расстояние до поверхности и эскиз заземляющего контура подстанции

2.7 Расчет и выбор устройства молниезащиты РТП-35

По степени надежности защита типа - А выбираем два стержневых молниеотвода. Определяем активную высоту, м, молниеотвода.

(17)

Где h=18м, высота молниеотвода;

hx=10м, высота защищаемого сооружения;

hм= 1,8м

Рассчитываем коэффициент К :

(18)

Определим расстояние rx , при котором защищаемый объект окажется внутри зоны:

(19)

Определяем

Следовательно, защищаемый объект находится внутри зоны защиты

Рисунок - Граница зоны защиты молниеотвода

3. Эксплуатационная часть

3.1 Разработка мероприятий по энергосбережению

Перечень мероприятий по энергосбережению на РТП-35 после модернизации:

Установка микроконтроллера, который будет поддерживать температуру помещения в холодное время года, принцип работы которого достаточно прост. Температура измеряется через терморезистор и передает значение в микроконтроллер, где сигнал преобразуется в цифровой и с помощью программного обеспечения микроконтроллера анализируется, далее подается один из двух возможных сигналов на включение отопления или его отключения по достижению заданной температуры. Диапазон температуры для установки РТП-35 содержащею в себе новое оборудование РЗиА рекомендуется установить в пределах от +7 до +17 градусов по Цельсию. Данный диапазон гарантирует максимально экономичное использование теплоэнергии, как в зимнее так и в летнее время года.

Замена системы освещения на более экономичную, внедрение новых энергоэффективных светильников: позволяет добиться сокращения затрат на электроэнергию для освещения помещений до 70%, переход на люминесцентные лампы позволяет снизить потребление электричества в 5 раз, а светодиодных светильников -- в 8 раз. отключение общего освещения или снижение его использования, максимальное использование местного освещения. Покраска стен и потолков в светлые тона: экономия от 1 до 10% электроэнергии для освещения помещений.



3.2 Система текущего и планово-предупредительного ремонта

Таблица 11 - Испытания вакуумных выключателей

Наименование испытания	Вид испытания	Нормы испытания	Указания
Испытание изоляции повышенным напряжением:
Испытание изоляции выключателя	К	Значение испытательного напряжения принимается согласно табл.7
Проверка минимального напряжения срабатывания ЭМУ	К	ЭМУ должны срабатывать при напряжениях: электромагниты включения - 0,85Uном электромагниты отключения - 0,7Uном
Испытания выключателей многократными опробованиями	К	Число операций сложных циклов должно составлять: (35) операций включения и отключения (23) цикла В-О без выдержки времени между операциями	Испытания проводятся при номинальном напряжении на выводах электромагнитов
Проверка характеристик выключателя		Производятся в соответствии с указаниями заводов-изготовителей
Тепловизионный контроль	М	Производится в соответствии с установленными нормами и инструкциями заводов-изготовителей.

Таблица 12 - Таблица напряжений для проведения испытаний

Класс напряжения, кВ	Испытательное напряжение, кВ
	Силовые трансформаторы, шунтирующие и дугогасящие реакторы	Аппараты, трансформаторы тока и напряжения, токоограничивающие реакторы, изоляторы, вводы, конденсаторы связи, экранированные токопроводы, сборные шины, КРУ и КТП, электродные котлы
	Нормальная изоляция	Облегченная изоляция*	Фарфоровая изоляция**	Другие виды изоляции**
до 0,69	4,3	2,6	1,0	1,0
3	15,3	8,5	24,0	21,6
6	21,3	13,6	32,0 (37,0)	28,8 (33,3)
10	29,8	20,4	42,0 (48,0)	37,8 (43,2)
15	38,3	31,5	55,0 (63,0)	49,5 (56,7)
20	46,8	42,5	65,0 (75,0)	58,5 (67,5)
35	72,3	-	95,0 (120,0)	85,5 (108,0)

К, М - производятся в сроки, устанавливаемые системой планово-предупредительного ремонта

3.3 Организационно-технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ при ремонте электрооборудования РТП-35

При производстве работ в электроустановках выполняются технические и организационные мероприятия (меры) предосторожности для того, чтобы исключить случайную подачу напряжения к месту работы и случайное приближение или прикосновение к токоведущим частям, оставшимся под напряжением.

Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках, выполняют в следующем порядке:

Отключают напряжение и принимают меры, исключающие его ошибочную подачу к месту работы,

Вывешивают предупредительные плакаты на коммутационной аппаратуре, на постоянных и временных ограждениях,

Проверяют, есть ли напряжение на отключенной для работы части установки и накладывают на токоведущие части установки переносное заземление.

Подготовка рабочего места

Чтобы подготовить рабочее место к работе, следует произвести необходимые отключения и принять меры, препятствующие подаче напряжения к месту работы из-за самопроизвольного или ошибочного включения коммутационной аппаратуры, вывесить запрещающие плакаты и, при необходимости, установить ограждения, проверить отсутствие напряжения, наложить переносные заземления, вывесить предупредительные и разрешающие плакаты (при работах с полным снятием напряжения данное требование не обязательно).

Оставшиеся под напряжением токоведущие части ограждают.

Если оперативное обслуживание установки осуществляется двумя лицами в смену, подготовка рабочего места выполняется вдвоем. При единоличном обслуживании - одним лицом.

Отключение

На месте работы должны быть отключены токоведущие части, на которых производится работа, и те, которые могут быть доступны прикосновению во время работ. Допускается не отключать соседние части, а оградить их изолирующими накладками.

Для предотвращения подачи напряжения к месту работы вследствие трансформации нужно отключить со стороны высшего и низшего напряжения все связанные с подготавливаемым к ремонту оборудованием силовые, измерительные и другие трансформаторы. Сделать это следует таким образом, чтобы предназначенные для работы участки электроустановки отделялись от токоведущих частей, находящихся под напряжением, коммутационными аппаратами или снятыми предохранителями.

Отключение можно выполнить ручными коммутационными аппаратами, положение контактов которых видно с передней или задней стороны панели или. при открытии кожухов, а также -- контакторами и другими коммутационными устройствами с дистанционным управлением с контактами, доступными для осмотра, после того как приняты меры, исключающие возможность ошибочного выключения,-- например сняты предохранители оперативного тока.

Отключение можно производить также коммутационными аппаратами с закрытыми контактами и ручным управлением (автоматические выключатели, пакетные выключатели и т. д.), если имеется полная уверенность, что положение рукоятки или указателя соответствует положению контактов. При этом непосредственно после отключения нужно проверить отсутствие напряжения на всех фазах.

Вывешивание предупредительных плакатов

Для предупреждения об опасности приближения к частям, находящимся под напряжением, запрещения неправильных действий, указания места выполнения работ и т. п. применяются предупреждающие, запрещающие, предписывающие и указательные плакаты.

На ключах управления и приводах рубильников и выключателей, а также на основаниях предохранителей, при помощи которых может быть подано напряжение к месту работ, вывешиваются плакаты «Не включать: работают люди!».

При работе на линии на привод рубильника или выключателя вывешивается плакат «Не включать: работа на линии!», который устанавливается или снимается по распоряжению диспетчера или оперативного лица, в чьем ведении находится линия.

На временных ограждениях вывешивают плакаты «Стой. Напряжение!». Если вблизи от места работы имеются не отключенные части установки, на всех подготовленных к работе местах вывешиваются плакаты «Работать здесь».

Плакаты, установленные при подготовке рабочего места, запрещается убирать или переставлять до полного окончания работы.

Ограждение места работы

Неотключенные токоведущие части, доступные случайному прикосновению, должны во время работы ограждаться крепкими, хорошо укрепленными изолирующими накладками из дерева, гетинакса, текстолита, резины и т. п. На временных ограждениях, вывешивают плакаты или наносят предупредительную надпись «Стой. Напряжение!».

Проверка отсутствия напряжения

Перед началом работ со снятием напряжения обязательно проверить отсутствие напряжения на участке работы между всеми фазами и между каждой фазой и нулевым проводам или землей.

Эта проверка производится указателем напряжения или переносным вольтметром. Прибор должен быть рассчитан на линейное напряжение сети. Применение контрольных ламп в сетях 380/220 В запрещено.

Непосредственно перед проверкой следует убедиться в исправности указателя или вольтметра на расположенных вблизи токоведущих частях, заведомо находящихся под напряжением. Если поблизости нет источника напряжения, допускается проверять указатель напряжения или вольтметр в другом месте. Если проверенный прибор подвергся толчкам и ударам либо его роняли, проверку следует повторить.

Стационарно включенные сигнальные лампы или вольтметры служат только вспомогательными средствами. На основании их показаний нельзя делать вывода об отсутствии напряжения, а только о его наличии. Отклонение вольтметра или горение сигнальной лампы говорят о недопустимости работы на данном оборудовании.

Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках

Наложение и снятие заземления

Чтобы защитить работающих от поражения током в случае ошибочной подачи напряжения, на все фазы отключенной установки накладывается заземление со всех сторон, откуда может быть подано напряжение (в том числе и путем обратной трансформации через сварочные трансформаторы, трансформаторы местного освещения и т. п.). При единоличном оперативном обслуживании заземление может накладывать одно лицо.

Для заземления используют специальные переносные заземлители с зажимами для присоединения. Запрещается пользоваться какими-либо проводниками, не предназначенными для этой цели, а также присоединять заземления путем скрутки.

Порядок наложения заземления

Прежде чем проверить отсутствие напряжения, один конец переносного заземления присоединяют к заземляющей шине или заземленной конструкции в специально предназначенном для этого и зачищенном от краски месте. Затем проверяют отсутствие напряжения. Непосредственно после проверки отсутствия напряжения с помощью изолирующей штанги зажимы переносного заземления накладывают на подлежащие заземлению токоведущие части и закрепляют их штангой или руками в диэлектрических перчатках.

Снятие заземлений производится в обратном порядке: сначала штангой или руками в диэлектрических перчатках отсоединяют заземления с токоведущих частей, а потом отсоединяют зажим от заземляющего устройства. Если для выполнения работы необходимо временно снять заземление, например при испытании изоляции мегаомметром, то снятие и обратная установка заземлений может выполняться оперативным персоналом.

3.4 Разработка руководства по оперативным переключениям в РТП-35

Переключения на электрооборудовании и устройствах РЗА (ПА), которым управляет оперативный персонал, выполняются только по его распоряжению, а на находящемся в ведении оперативного персонала - по его разрешению.

В распределительных сетях, при отсутствии диспетчеризации, переключения могут выполняться по распоряжению руководителя или специалиста, который в этом случае исполняет функции диспетчера.

Перечень электроустановок с таким порядком переключений определяется распоряжением по предприятию электрических сетей.

Допускается многоподчинённость оперативного персонала электроустановок диспетчерам разного уровня в соответствии с распределением оборудования электростанций и электрических сетей по способу диспетчерского управления.

Переключения без распоряжения и разрешения оперативного персонала высшего уровня, но с последующим его уведомлением, разрешается выполнять в случаях, не терпящих промедления (несчастный случай, стихийное бедствие, пожар, авария), с соблюдением требований раздела 9.

Выполнение переключений в электроустановках разрешается лицам из оперативного, оперативно-ремонтного и лицам из состава руководителей и специалистов, которые имеют право ведения оперативных переговоров и переключений. Списки таких лиц ежегодно утверждаются главным инженером предприятия.

Оперативный персонал, по разрешению которого проводятся переключения, несет ответственность за возможность и своевременность их выполнения при существующей схеме и режиме работы электросети, допустимость режимов после переключений.

Оперативный персонал, по распоряжению которого выполняются переключения, несет ответственность за допустимость и своевременность переключений при существующей схеме и режиме работы оборудования, а также правильную последовательность и необходимое количество операций коммутационными аппаратами и устройствами РЗА и ПА.

Лица, непосредственно выполняющие операции и контролирующие переключения, несут ответственность за допустимость операций в данной схеме и режиме работы оборудования, правильность выбора типового бланка и последовательность операций с коммутационными аппаратами и устройствами РЗА (ПА), своевременность и точность выполнения распоряжений диспетчера.

Сложные переключения выполняются по бланкам переключений двумя лицами, одно из которых - контролирующее. Вопрос о принадлежности переключений к числу сложных решает руководство предприятия.

Простые переключения могут выполняться без бланка переключений и одним лицом, независимо от состава смены, в соответствии с требованиями данного пункта.

На каждом предприятии должен быть разработан и утвержден главным инженером перечень переключений, которые выполняются по бланкам переключений, с указанием количества лиц, принимающих участие в тех или иных переключениях, и распределением обязанностей между ними.

На подстанциях и в распределительных устройствах, где вышла из строя или отсутствует оперативная блокировка хотя бы одного присоединения, или блокировка выполнена не в полном объеме все переключения выполняются только по бланкам (СЗН СШ или Сек.Ш. не сблокированы с ШР отходящих присоединений, трансформаторов, ШСМВ, СМВ).

При участии в переключениях двух лиц, контролирующим должен быть старший по должности. В отдельных случаях непосредственное выполнение операций может возлагаться соответствующим распорядительным документом на старшего в смене. Ответственность за правильность переключений во всех случаях несут оба лица.

При переключениях в электроустановках с использованием простых или типовых бланков, для выполнения отдельных операций на закрепленном оборудовании может быть привлечен персонал службы релейной защиты, связи. В соответствующих пунктах бланков необходимо отметить: "Выполняет персонал СРЗА".

Привлеченный к переключениям работник должен быть ознакомлен с целью и последовательностью операций. В бланк переключений записывается его фамилия. Распоряжения дежурного, который выполняет переключения в первичной схеме, а также уведомление о их выполнении могут передаваться средствами связи.

Привлеченные к переключениям лица несут ответственность за правильность и точность выполнения распоряжений дежурного. Уклонение от переключений этих лиц не допускается.

Программы и бланки переключений.

Диспетчеры ОДС,ОДГ осуществляют руководство оперативными переключениями на энергообъектах по программам переключений.

Дежурный персонал, который непосредственно выполняет переключения, использует исключительно бланки переключений. Их замена каким-нибудь другим оперативным документом запрещается.

В программах и бланках переключений установлен порядок и последовательность операций в схемах электрических соединений электроустановок, цепях релейной защиты, автоматики и связи.

Программы оперативных переключений разрабатываются диспетчерами ОДС, ОДГ в управлении которых находится задействованное оборудование. Программы оперативных переключений составляются на бланках строгой отчетности и находятся на учете диспетчеров.

Программы оперативных переключений на ввод нового оборудования, изменение схемы сети разрабатываются ОДС, ОДГ совместно с персоналом СРЗА, ЛИП за подписью начальников данных служб или лиц их замещающих.

Суть программы оперативных переключений состоит в определении мероприятий по подготовке схемы, режима, устройств РЗ и ПА для вывода в ремонт или для ввода в работу того или иного оборудования, а также обеспечения необходимой последовательности выполнения операций на различных энергообъектах.

Программы оперативных переключений составляются в общем виде, без излишней детализации. Группа операций, которые выполняются на одном объекте и направленные на достижение одной цели, может быть отображена в программе одним распоряжением. Например:

"Отключить выключатель и разобрать его схему"; "Освободить систему шин" и т.д.

Операции с устройствами РЗ и ПА содержатся в пунктах программ, которые определяют их суть, без приведения номеров панелей и переключающих устройств. Например: "Вывести действие автоматики деления на отключение выключателя Змиев ТЭС".

Копии программ оперативных переключений следует направлять на нижние уровни оперативного управления для дополнения их вопросами, которые не должны решаться на высшем уровне.

Составление программ оперативных переключений обязательно для ВЛ и оборудования, где они требуют сложной подготовки режима, схемы а также устройств РЗ и ПА на разных энергообъектах. Программы утверждаются главным инженером предприятия.

Лица, рассматривающие оперативные заявки, определяют возможность применения в каждом случае имеющейся в наличии программы и, при необходимости, в заявке обуславливают изменения или дополнения к программе, определяют необходимость разработки специальной разовой программы.

При выполнении оперативных переключений на энергообъектах применяются как обычные, так и типовые бланки, разработанные с учетом мероприятий, приведенных в программах оперативных переключений.

В бланках переключений все операции в первичной схеме и цепях вторичной коммутации следует детализировать с применением диспетчерских наименований коммутационной аппаратуры, номеров панелей и названий переключающих устройств.

Операции, которые выполняются по распоряжению диспетчера, должны иметь отметку «По распоряжению диспетчера». Кроме этого в бланки переключений обязательно вносятся наиболее важные проверочные действия:

проверка на месте положения выключателей перед операциями с разъединителями;

проверка отсутствия напряжения перед заземлением оборудования;

проверка отсутствия «Земли» на постоянном токе или в сети 6/35кВ;

проверка отсутствия блинкера «неисправность цепей напряжения» на дистанционных защитах;

проверка отсутствия блинкеров и введенное положение защит на трансформаторах;

проверка отсутствия заземлений и закороток на оборудовании.

Каждая операция или действие, занесенные в бланк переключений, для удобства учета должны иметь порядковый номер. Запрещается вносить в бланк переключений пункты, имеющие порядковый номер 1-а, 13-б и.т.д. Операции с коммутационными аппаратами в бланке переключений должны оформляться записью следующего содержания:

при выполнении оперативных пере...