Электрооборудование подстанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Характеристика потребителей электрической энергии объекта

Потребителями ГПП-19 являются агрегаты «печь-ковш» (АПК). АПК предназначены для внепечной обработки металла после его плавки в конверторе перед подачей на машины непрерывной разливки стали. Агрегаты «печь-ковш» обеспечивают технологический процесс рафинирования металла в ковше под высокоосновным безжелезистым шлаком и инертной атмосферой над расплавом металла с эффективным раскислением и десульфурацией металла, снижением содержания газов и неметаллических включений. В результате перемешивания металла инертным газом создаются благоприятные условия для усреднения температуры и химического состава металла, в объёме ковша достигается высокий уровень воспроизводимости условий от плавки к плавке и высокое усвоение элементов. Также АПК обеспечивает выдержку металла, в случае необходимости, с регулирующим нагревом, выступая в качестве буфера между конвертером и отделением непрерывной разливки стали. Это позволяет избежать излишнего перегрева металла в конвертере, обеспечивая вместе с тем, необходимую температуру металла на входе в машину непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Кроме того, при внепечной обработке стали в сталеразливочный ковш загружаются по расчёту ферросплавы для доведения химического состава стали до заданных условий для данной марки с обеспечением меньшего угара легирующих элементов и сокращения расхода ферросплавов.

Таким образом, основная нагрузка ГПП-19 носит ударный характер. Также АПК имеют низкий коэффициент мощности и оказывают значительное влияние на питающую сеть, так как графики их нагрузки имеют циклический резкопеременный характер. В связи с этим, на шинах 35 кВ питающей подстанции возникают провалы напряжения, нарушается гармонический состав тока и напряжения, несимметрия напряжения.

Для уменьшения влияния высших гармоник на сеть на ГПП-19 установлены фильтркомпенсирующие устройства (ФКУ), представляющие собой LC-цепочку, настроенную на определенную резонансную частоту.

Специфика работы дуговых печей (АПК является одним из видов дуговых печей) заключается в том, что величины фазных токов во многом определяются сопротивлением дуги и, следовательно, совпадают очень редко. Для уменьшения влияния несимметрии на сеть на РУ-35кВ установлены дугогасительные агрегаты (ДГА).

2. Определение расчетных токов

Шины низшего напряжения ГПП-19 относятся к пятой группе электроприёмников [1, с. 47]. Однако в связи с большой неравномерностью и ударностью нагрузок расчет будем производить по номинальным параметрам потребителей. Нагрузки для данной группы берутся на основе данных о суммарной установленной мощности потребителей и коэффициенте использования активной мощности.

Максимальные нагрузки ГПП-19 сведены в табл. 1.

Таблица 1. Максимальные нагрузки для КРУ-35 кВ ГПП-19

Наименование потребителя	P, МВт	Q, МВАр	S, МВА	I, А
КРУ-35 кВ
АПК-1 КЦ-2 яч. №7	36	27	45	742
АПК-2 КЦ-2 яч. №12	36	27	45	742
АПК-1 КЦ-1 яч. №9	20	15	25	412
АПК-2 КЦ-1 яч. №10	20	15	25	412
ФКУ-1 яч. №11	0	30	30	495
ФКУ-2 яч. №8	0	30	30	495

Нагрузки для питающих линий определяются на основании данных табл. 2 для нормального и утяжелённого режимов. Нормальным считается режим с раздельной работой секций КРУ-35 кВ ГПП-19 и с полностью функционирующими устройствами ФКУ. Утяжелённым считается режим с работой распределительных устройств через одну питающую линию без компенсации реактивной мощности.

Нагрузки питающих линий в нормальном режиме работы:

- яч. №7, 9 или яч. №10, 12 КРУ-35 кВ:

(3.1)

(3.2)

(3.3)

Токовые нагрузки питающих линий на напряжении 35 кВ составят:

(3.4)

Токовые нагрузки питающих линий на напряжении 110 кВ составят:

. (3.5)

Токовые нагрузки линий ФКУ составят:

(3.6)

Нагрузки питающих линий в утяжелённом режиме работы:

- яч. №7, 9 и яч. №10, 12 КРУ-35 кВ:

(3.7)

 (3.8)

(3.9)

Токовые нагрузки питающих линий на напряжении 35 кВ составят:

(3.10)

Токовые нагрузки питающих линий на напряжении 110 кВ составят:

. (3.11)

Данные по проектным максимальным и расчётным нагрузкам позволяют осуществить проверку электрооборудования по условиям длительной работы в нормальном и утяжелённом режимах.

3. Режимы работы электрической сети

В качестве максимального режима рассматривается режим работы, при котором включены линии РП-1 ВЛ-110 кВ связь правая, левая в транзит и отключены АТ1 Металлургической подстанции и 1 ТГ ТЭЦ-2.

В качестве минимального режима принят режим работы, при котором отключены ВЛ-110 кВ Северная - ГПП-18 одна цепь; РП-1 - ГПП-18 одна цепь; ТЭЦ НЛМК - РП-1 первая цепь, вторая цепь; СВ-1 и СВ-2 110 кВ ПС РП-1; АТ2 ПС Новая; Т4, ТГ6, Т7 ТЭЦ НЛМК.

Параметры энергосистемы в данных режимах приведены в табл. 2.

Таблица 2. Параметры энергосистемы

Режим работы	Z1, Ом	Z0, Ом
Максимальный	0,111+1,586j	0,338+2,41j
Минимальный	0,235+5,078j	0,892+8,369j

4. Описание внешнего и внутреннего электроснабжения

Описание схемы внешнего электроснабжения

Формирование схемы электроснабжения потребителей ОАО «НЛМК» базируется на требованиях обеспечения надежности и экономичности работы электроустановок с учетом характера электрических нагрузок, взаимного расположения распределительных и главных понизительных подстанций, ожидаемых перспектив развития схемы, загрязнения атмосферы в процессе металлургического производства и т.п.

Электроснабжение потребителей ОАО «НЛМК» осуществляется от электростанций ОЭС Центра по сетям 110-220 кВ Верхне-Донского предприятия магистральных электрических сетей (ПМЭС) филиала ОАО «ФСК-ЕЭС», подстанций 500/220 кВ «Липецкая» и «Борино», подстанций 220/110 кВ «Новая», «Северная», «Металлургическая», «Правобережная», от липецкой ТЭЦ-2 филиала «ТГК-4» и подстанций центра электроснабжения энергетического производства ОАО «НЛМК».

ГПП-19 запитана от распределительной подстанции 110 кВ №1 (РП-1). В свою очередь, РП-1 на напряжении 110 кВ имеет 6 линий связи с главной понизительной подстанцией №18 (ГПП-18, получающая питание от УТЭЦ и подстанции Северной), ТЭЦ НЛМК и подстанцией «Новая».

Схема РП-1 110 кВ согласно номенклатуре включает в себя четыре рабочие системы шин, которые фактически являются двумя рабочими секционированными системами шин (СШ), а также секционированную обходную систему шин. I и II СШ, а также III и IV СШ соединены между собой секционными выключателями. I и III СШ, а также II и IV СШ соединены шиносоединительными выключателями. I и III СШ получают питание по двухцепной воздушной линии от подстанции «Новая». II и IV СШ получают питание по двухцепной воздушной линии от подстанции «Северная». Все подстанции схемы внешнего электроснабжения питаются по радиальным схемам. Под питание ГПП-19 построены ячейки №33, 35 I и III СШ РП-1 110 кВ с возможностью перевода присоединения на любую из двух данных систем шин.

Таким образом, электроснабжение РУ-110 кВ и КРУ-35 кВ осуществляется от двух независимых источников питания, которыми являются разные системы шин РП-1 110 кВ. При повреждении питающей воздушной линии питание системы шин осуществляется через секционные и шиносоединительные выключатели. Таким образом, схема электроснабжения соответствует требованиям к питанию потребителей первой категории по надёжности электроснабжения.

Описание схемы внутреннего электроснабжения

Питание КРУ-35 кВ ГПП-19 осуществляется через два трансформатора типа ТДЦНМ-160000/250000/110/35, имеющих устройства регулирования напряжения под нагрузкой. Схема КРУ-35 кВ представляет собой секционированную систему шин. Трансформаторы и секции в нормальном режиме работают раздельно. При выводе одного из трансформаторов в ремонт, соответствующая секция получает питание через секционный выключатель. Состав потребителей на каждой секции идентичен и включает в себя: печной трансформатор АПК КЦ-2 мощностью 45 МВА, печной трансформатор АПК КЦ-1 мощностью 25 МВА, трансформатор собственных нужд (ТСН) типа ТМГ-630/35/0,4. Также на каждой системе шин установлено ФКУ (включающее в себя три фильтра высших гармоник мощностью по 10 МВАр) и дугогасящий агрегат.

5. Обоснование схем подстанции

На ГПП-19 применяется глубокий ввод напряжением 110 кВ. Это обусловлено большой мощностью потребителей КРУ-35 кВ и позволяет сократить протяжённость кабельных линий напряжением 35 кВ, что снижает потери электроэнергии, упрощает работы по прокладке кабелей, а также повышает надёжность электроснабжения. Схема РУ-110 кВ состоит из открытого и закрытого распределительного устройства и представляет собой схему без сборных шин на первичном напряжении с перемычкой между линиями глубоких вводов [1]. Такие схемы используются для питания трансформаторов подстанций глубокого ввода (ПГВ), особенно расположенных в местах плотной застройки и высокого загрязнения воздуха при небольшом числе присоединений. ГПП-19 занимает небольшую площадь вблизи КЦ-2. В связи с высоким содержанием в воздухе токопроводящей пыли, грязи и т.п. схема РУ-110 кВ выполнена в закрытом исполнении. В открытой части РУ расположены мощные трансформаторы специального исполнения, помещение которых в ЗРУ крайне затруднено из-за больших размеров. Перемычка между линиями вводов в нормальном режиме разомкнута. Она позволяет сохранить электроснабжение потребителей при выводе в ремонт или ревизию одного из трансформаторов или одной из питающих линий. Схема без сборных шин позволяет сократить количество коммутационных аппаратов, а также упростить обслуживание подстанции за счёт более простой и наглядной схемы. Необходимость перемычки обусловлена требованиями к надёжности электроснабжения потребителей.

Схема РУ-35 кВ ГПП-19 представляет собой одну рабочую секционированную систему шин. Такие схемы обычно применяются на распределительных устройствах вторичного напряжения ПГВ и ГПП с нагрузкой, состоящей преимущественно из электродвигателей и электропечей [1]. Преимущество такой схемы заключается в небольшом количестве коммутационных операций при производстве переключений, что снижает риск ошибки и повышает надёжность работы подстанции. Кроме того, разъединители в такой схеме не являются оперативными, а служат лишь для снятия напряжения с выключателя во время ревизии или ремонта. Поэтому для них достаточно простой и надёжной (обычно механической) блокировки, исключающей операции разъединителем под нагрузкой. Комплектное исполнение РУ позволяет сократить время монтажа и наладки РУ, а также упростить обслуживание и повысить безопасность работ в РУ. Это достигается за счёт однотипности конструкции ячеек КРУ, а также благодаря наличию выкатных тележек, обеспечивающих надёжный разрыв электрической цепи и позволяющих производить операции в ячейке на удалении от действующего электрооборудования. Наличие перегородок между ячейками КРУ позволяет снизить вероятность распространения повреждения ячейки на остальные элементы КРУ.

6. Режимы работы нейтралей

Электротехнические установки напряжением выше 1 кВ согласно [4] разделяются на установки с большими токами замыкания на землю (сила тока однофазного замыкания на землю превышает 500 А) и установки с малыми токами замыкания на землю (сила тока однофазного замыкания на землю меньше или равна 500 А). В установках с большими токами замыкания на землю нейтрали присоединены к заземляющим устройствам непосредственно или через малые сопротивления. Такие установки называются установками с глухозаземленной нейтралью.

В установках, имеющих малые токи замыкания на землю, нейтрали присоединены к заземляющим устройствам через элементы с большими сопротивлениями. Такие установки называются установками с изолированной нейтралью.

В установках с глухозаземленной нейтралью всякое замыкание на землю является коротким замыканием и сопровождается большим током. В установках с изолированной нейтралью замыкание одной из фаз на землю не является коротким замыканием.

Выбор режима нейтрали в установках напряжением выше 1 кВ производится при учете следующих факторов: экономических, возможности перехода однофазного замыкания в междуфазное, влияние на отключающую способность выключателей, возможности повреждения оборудования током замыкания на землю, релейной защиты и др. В электрических сетях РАО ЕЭС приняты следующие режимы работы нейтрали:

· электрические сети с номинальными напряжениями 6…35 кВ работают с малыми токами замыкания на землю (изолированная нейтраль);

· электрические сети выше 110 кВ являются сетями с эффективно заземленной нейтралью;

· электрические сети с номинальным напряжением 0,4…0,66 кВ являются сетями с глухозаземленной нейтралью.

Если в одной из фаз трехфазной системы, работающей с изолированной нейтралью, произошло замыкание на землю, то напряжение ее по отношению к земле станет равным нулю, а напряжение остальных фаз по отношению к земле станет равным линейному. Ток замыкания на землю будет небольшим, поскольку вследствие изоляции нейтрали отсутствует замкнутый контур для его прохождения, и не вызовет аварийного отключения линии. Таким образом, изоляция нейтрали источника питания обеспечивает надежность электроснабжения, так как не отражается на работе потребителей.

Однако в сетях с большими емкостными токами на землю (особенно в кабельных сетях) в месте замыкания возникает перемежающаяся дуга, которая периодически гаснет и вновь зажигается, что наводит в контуре с активными, индуктивными и емкостными элементами ЭДС, превышающие номинальные напряжения в 2,5…3 раза. Такие напряжения в системе при однофазном замыкании на землю недопустимы. Чтобы предотвратить возникновение перемежающихся дуг между нейтралью и землей включают индуктивную катушку с регулируемым сопротивлением.

Повышение напряжения по отношению к земле в неповрежденных фазах при наличии слабых мест в изоляции этих фаз может вызвать междуфазное короткое замыкание. Кроме того, напряжение в неповрежденных фазах повышается, следовательно, требуется выполнять изоляцию всех фаз на линейное напряжение, что приводит к удорожанию машин и аппаратов. Поэтому, хотя и разрешается работа сети с изолированной нейтралью при замыкании фазы на землю, его требуется немедленно обнаружить и устранить.

Электрические сети с номинальным напряжением 110 кВ и выше работают с большими токами замыкания на землю, режим работы нейтрали - с эффективно заземленной нейтралью.

Около 75% всех повреждений в электрических сетях относятся к однофазным замыканиям на землю, что при глухозаземленной нейтрали приводит к отключению и перерывам в электроснабжении потребителей. Кроме того, значительно усложняются и удорожаются заземляющие устройства.

Еще один недостаток глухого заземления нейтрали - большие токи однофазного короткого замыкания, которые могут превосходить токи трехфазного короткого замыкания. Вследствие этого глухо заземляют нейтрали не всех трансформаторов, некоторая часть нейтралей разземляется для уменьшения тока однофазного КЗ до величины тока трехфазного КЗ, определяющего отключающую способность выключателей. Именно по этой причине данная схема используется на РУ-110 кВ ГПП-19. Для ЗРУ-35 кВ ожидаемо применяется схема с изолированной нейтралью.

7. Параметры электрооборудования

Параметры трансформаторов

На ГПП-19 установлены два трансформатора типа ТДЦНМ - 160000/250000/110/35-У1, где:

Т - трехфазный;

ДЦ - охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла;

Н - с регулировкой напряжения под нагрузкой;

М - ударный характер нагрузки.

Параметры выбранных трансформаторов приведены в табл. 3.

Таблица 3. Паспортные данные выбранных ТС

Марка	ТДЦНМ-160000/250000/110/35-У1
Мощность номинальная Sн, МВА	160
Мощность при ударных толчковых нагрузках, МВА	250
Напряжение номинальное обмотки высшего напряжения UВН, кВ	115
Напряжение номинальное обмотки низшего напряжения UНН, кВ	35
Номинальная частота, Гц	50
Схема и группа соединения обмоток	Y/Д-11
Напряжение короткого замыкания, приведенное к 160000 кВА, %	13
Потери холостого хода, ДPхх, кВт	80
Потери короткого замыкания, ДPк, кВт	450
Регулирование напряжения	РПН±8?1,5%

Трансформаторы оборудованы на стороне 110кВ устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) типа R III 1200 Y -72,5/C-10193 WR с моторным приводом ED 1003. Ступени регулирования напряжения приведены в табл. 4.

Таблица 4. Ступени регулирования напряжения трансформатора

Положение указателя переключателя	Напряжение обмотки ВН, кВ	Ток обмотки ВН, А	Напряжение обмотки НН, кВ	Ток обмотки НН, А	Коэффициент трансформации
1	128,8	717,2	35,0	2639,3	3,68
2	127,08	726,9	35,0	2638,6	3,63
3	125,35	736,95	35,0	2638,3	3,58
4	123,62	741,2	35,0	2616,4	3,53
5	121,9	757,8	35,0	2637,1	3,48
6	120,18	768,7	35,0	2636,6	3,43
7	118,45	779,8	35,0	2635,7	3,38
8	116,72	791,4	35,1	2635,4	3,33
9	115	803,2	35,1	2634,5	3,28
10	115	803,2	35,0	2639,1	3,28
11	115	803,2	35,1	2634,5	3,28
12	113,28	815,5	35,1	2634,1	3,23
13	111,55	828,2	35,1	2633,7	3,18
14	109,82	841,1	35,0	2639,4	3,14
15	108,1	854,6	35,0	2639,0	3,09
16	106,38	854,6	35,0	2597,1	3,04
17	104,65	854,6	35,0	2555,3	2,99
18	102,92	854,6	35,0	2512,5	2,94
19	101,2	854,6	35,0	2469,8	2,89

Параметры токоведущих частей

Для прокладки кабельных линий на ГПП-19 используются кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. Они обладают повышенной пропускной способностью по сравнению с традиционными типами кабелей, высокой надёжностью и длительным сроком службы. Определённым недостатком данного типа кабелей является неспособность к самовосстановлению изоляции при замыкании на землю, в связи с чем повышается вероятность выхода из строя кабельной линии при данном типе повреждения.

Паспортные данные установленных кабелей приведены в табл. 5.

Таблица 5. Наименования установленных кабелей

Наименование присоединения	Тип кабеля	Sсеч., мм2	Iдоп., А	Kзагр., %
РУ-110 кВ
Линия от яч. №35 РП-1 110 кВ	A2XS(FL) 2Y	800	749	40,2
Линия от яч. №33 РП-1 110 кВ	A2XS(FL) 2Y	800	749	40,2
КРУ-35 кВ
Ввод от 1Т яч. №1-3	АС-500/27	3х500	2490	38
Ввод от 2Т яч. №16-18	АС-500/27	3х500	2490	38
АПК-1 КЦ-2 яч. №7	АПвВнг2г	2х800	1328	55,9
АПК-2 КЦ-2 яч. №12	АПвВнг2г	2х800	1328	55,9
АПК-1 КЦ-1 яч. №9	АПвВнг2г	800	664	62
АПК-2 КЦ-1 яч. №10	АПвВнг2г	800	664	62
ФКУ-1 яч. №11	АПвВнг(В)	2х120	648	67,4
ФКУ-2 яч. №8	АПвВнг(В)	2х120	648	67,4

8. Расчет токов КЗ

Однолинейная схема замещения

Общий вид однолинейной схемы замещения ГПП-19 для определения токов КЗ приведен на рис. 3 основная схема.

Рисунок 3. Общий вид однолинейной схемы замещения

Определим реальные сопротивления всех элементов схемы замещения. Сопротивления кабельных линий равны:



Сопротивление трансформатора:

.

Сопротивления системы для расчета токов КЗ основной схемы равны:

,

,

,

.

Расчет токов КЗ СН будем производить приближенным методом, т.е. с помощью приближенного значения сопротивления системы, равного:

.

Приближенное сверхпереходное сопротивление асинхронного двигателя:

.

Средние значения для приближенных расчетов сверхпереходная ЭДС асинхронных двигателей и энергосистемы примем по [6, с. 118]:

- для энергосистемы;

- для асинхронных двигателей.

8.1. Расчет трехфазных токов КЗ

Расчет токов короткого замыкания выполним методом относительных единиц. При этом примем S_б=1000 МВА, U_б1=115 кВ, U_б2=35 кВ, U_б3=6,3 кВ.

Определим базисные токи:

Определим относительные сопротивления всех токоведущих частей и трансформаторов.



Определим относительные сопротивления энергосистемы:

Таким образов, окончательный вид схем замещения для расчета токов короткого замыкания представлен на рис. 4 (основная часть ГПП).

Рисунок 4. Схема замещения для расчета токов КЗ основной части ГПП

Полученная схема имеет простой вид, поэтому при её упрощении будем использовать лишь правило последовательного соединения проводников. После финального упрощения схема основной части ГПП примет вид «источник - сопротивление - приемник», а схема СН ГПП - «источник - сопротивление - источник».

В качестве примера приведем расчет точки К3 основной схемы ГПП. Расчет точек К1, К2 и К4 будет отличаться от расчета точки К3 только величиной операций упрощения схемы, а расчет точек К5 и К6 - дополнительным источником энергии (подпитка от двигателя), который рассчитывается аналогично подпитке от энергосистемы.

Проведем упрощение схемы для расчета точки К3:

Начальный ток периодической составляющей от энергосистемы в максимальном режиме:

Начальный ток апериодической составляющей от энергосистемы в максимальном режиме:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей от энергосистемы в максимальном режиме:

Ударный коэффициент апериодической составляющей от энергосистемы в максимальном режиме:

Ударный ток короткого замыкания от энергосистемы в максимальном режиме:

Начальный ток периодической составляющей от энергосистемы в минимальном режиме:

Начальный ток апериодической составляющей от энергосистемы в минимальном режиме:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей от энергосистемы в минимальном режиме:

Ударный коэффициент апериодической составляющей от энергосистемы в минимальном режиме:

Ударный ток короткого замыкания от энергосистемы в минимальном режиме:

Аналогично находим токи трехфазного КЗ для всех остальных выбранных точек. Полученные значения трехфазных токов КЗ для различных точек расчетной схемы приведены в табл. 6.

Таблица 6. Расчетные токи КЗ

Точка расчетной схемы	Режим расчета (для точек К5 и К6 - направление подпитки)	Iп0, кА	iа0, кА	iуд, кА
К1	max	41,76	59,06	106,47
	min	13,06	18,47	34,44
К2	max	37,72	53,34	91,99
	min	12,64	17,88	32,78
К3	max	17,46	24,69	48,28
	min	13,64	19,29	37,47
К4	max	15,63	22,1	40,06
	min	12,5	17,68	32,32
К5	система	22,5	31,82	63,63
	двигатель	0,2789	0,3944	0,6626
	сумма	22,78	32,21	64,3
К6	система	2,414	3,414	3,314
	двигатель	0,2887	0,4082	0,8165
	сумма	2,703	3,822	4,231

Расчет однофазных токов КЗ

Однофазные токи КЗ относятся к несимметричным токам КЗ. В основу расчета несимметричных КЗ положен метод симметричных составляющих, согласно которому любую несимметричную систему векторов (тока, напряжения) можно заменить тремя условными симметричными составляющими: прямой, обратной и нулевой последовательности (в дальнейшем величины, характеризующие прямую последовательность, будем обозначать с индексом 1, обратную последовательность - с индексом 2, нулевую последовательность с индексом 0). В данной курсовой работе будем рассматривать расчет только одного вида несимметричных КЗ - однофазного КЗ.

Для расчета токов однофазного КЗ необходимо построить схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательности. Каждая из этих схем имеет свои особенности.

Схема прямой последовательности аналогична схеме замещения для расчета трехфазного КЗ. Для всех элементов схемы замещения прямой последовательности индуктивные и активные сопротивления соответствуют оспротивлениям при симметричном режиме работы.

Схема замещения обратной последовательности отличается от схемы замещения прямой последовательности отсутствием эдс генераторов. Индуктивные сопротивления (как и активные) для всех элементов (за исключением электродвигателей и генераторов, принимаются равными сопротивлениям прямой последовательности. В данной работе при расчете однофазных КЗ отсутствует подпитка от двигателей и генераторов (расчет производится только для сети ВН 110 кВ), поэтому схемы замещения прямой и обратной последовательностей будут аналогичными.

Схема замещения нулевой последовательности следует начинать с точки, где возникла несимметрия (т.е. с точки КЗ). Чтобы получилась замкнутая цепь для прохождения токов нулевой последовательности, в схеме должна быть хотя бы одна заземленная нейтраль. Сопротивление, через которое заземлена нейтраль, должно вводится в схему замещения утроено.

Заземление нейтрали на ГПП-19 отсутствует, поэтому необходимо учитывать однофазную подпитку только от энергосистемы потому, что ГПП питается непосредственно от шин РП-1, т.е. энергосистема непосредственно связана с шинами РУВН ГПП-19 (без трансформатора). Значит однофазные токи, наводимые другими трансформаторами НЛМК с заземленной нейтралью, будут иметь существенные значения. Сопротивления нулевой последовательности для трансформаторов без заземленной нейтрали равно бесконечности, для кабельных линий активное и реактивное сопротивления находятся по следующим формулам:

Расчетная схема замещения прямой последовательности приведена на рис. 5, обратной последовательности - на рис. 6, а нулевой последовательности - рис. 7.



Рисунок 5. Схема замещения прямой последовательности

Рисунок 6. Схема замещения обратной последовательности



Рисунок 7. Схема замещения нулевой последовательности

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ определяется по формуле:

где - суммарное сопротивление до точки КЗ, равное сумме суммарных сопротивлений схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей до соответствующей точки КЗ.

Результаты расчетов приведены в табл. 7 и табл. 8.

Таблица 7. Результаты расчетов сопротивлений схем замещений

Прямая последовательность
К1	К2
max	R1 sum	X1 sum	max	R1 sum	X1 sum
	0,111	1,586		0,1797	1,7511
min	R1 sum	X1 sum	min	R1 sum	X1 sum
	0,235	5,078		0,3037	5,2431
Обратная последовательность
К1	К2
max	R2 sum	X2 sum	max	R2 sum	X2 sum
	0,111	1,586		0,1797	1,7511
min	R2 sum	X2 sum	min	R2 sum	X2 sum
	0,235	5,078		0,3037	5,2431
Нулевая последовательность
К1	К2
max	R0 sum	X0 sum	max	R0 sum	X0 sum
	0,338	2,41		1,025	3,0704
min	R0 sum	X0 sum	min	R0 sum	X0 sum
	0,892	8,369		1,579	9,0294

Таблица 8. Результаты расчетов токов КЗ

К1
Xsum	Rsum	Ta 2.1	k уд 2.1	I2.1	Ia0 (г1)	I уд2.1	max
5,582	0,56	0,0317	1,7298	37,0491	52,3953	90,6324
Xsum	Rsum	Ta 2.1	k уд 2.1	I2.1	Ia0 (г1)	I уд2.1	min
18,525	1,362	0,0433	1,7939	10,2571	14,5057	26,0211
К2
Xsum	Rsum	Ta 2.1	k уд 2.1	I2.1	Ia0 (г1)	I уд2.1	max
6,5726	1,3844	0,0151	1,5161	30,9441	43,7616	66,3486
Xsum	Rsum	Ta 2.1	k уд 2.1	I2.1	Ia0 (г1)	I уд2.1	min
19,5156	2,1864	0,0284	1,7034	10,5840	14,9681	25,4971

Цифровые реле осуществляют контроль как собственных аппаратных средств, так и программного обеспечения. Исчерпывающие функции самоконтроля и самодиагностики не ограничиваются контролем самого реле защиты, но систематически проверяют всю цепь от трансформаторов тока до катушек отключающих реле. Таким образом, обслуживающий персонал теперь имеет возможность устранить неисправность сразу после её появления, тем самым значительно повышая надежность всей защиты.

Современные цифровые реле содержат несколько наборов параметров, которые могут быть заранее протестированы перед пуском устройства в эксплуатацию. Один набор является оперативным. Переход на другие группы может осуществляться по командам на бинарные входы или последовательные интерфейсы. Можно автоматически изменять уставки, например, при выводе из схемы одного из источников питания (генератора).

Пользователь при конфигурировании может выбирать в широких пределах функции защиты и управления, без снижения надежности функций защиты.

В составе АСУ ТП на основе ПТК ЭКРА в качестве смежных систем могут функционировать специализированные системы и ПТК других производителей. Обмен информацией и командами с системами сторонних производителей, входящих в одну АСУ ТП (специализированную или АСУ ТП общестанционного уровня управления), может выполняться с использованием единой локальной сети, по выделенным цифровым каналам связи или с использованием устройств типа «шлюз», обеспечивающих управляемый обмен между устройствами, имеющими различные интерфейсы. Состав типов и каналов связи определяется технологическими требованиями и составом информационного обмена, а также составом контролируемого оборудования и смежных подсистем. Обмен информацией между ПТК ЭКРА подстанционного уровня, АСДУ ФСК и системного оператора осуществляется с помощью специализированной системы сбора и передачи информации PI System OSIsoft и протокола МЭК 60870-5-104.

Список источников

электроснабжение трансформатор подстанция электрооборудование

1) Правила устройства электроустановок. - 7-е изд., перераб. и доп. с изм. М.: Главэнергонадзор, 1998.

2) Басс. Э.И. Релейная защита электроэнергетических систем: Учебное пособие [Текст] / Э.И. Басс, В.Г. Дорогунцев, под ред. А.Ф. Дьякова. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 296 с., ил.

3) Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов/ В.А. Андреев. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2006. - 639 с.: ил.

4) Справочник по проектированию электроснабжения / Под общ. ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 456 с., ил.

5) Гловацкий В.Г., Пономарев И.В. Современные средства защиты и автоматики электросетей. 4-я электронная версия. Энергомашвин, 2004.

6) Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. РД 153-34.0-20.527-98 / Под ред. Неклепаева Б.Н.

7) Современные решения в области силовых кабелей. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена среднего и высокого напряжения. АВВ, Москабель, 2000.

8) Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учеб. пособие для электротехнических специальностей вузов/И.П. Крючков, Н.Н. Кувшинский, Б.Н. Неклепаев и др.; Под ред. Б.Н. Неклепаева - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1978. - 456 с.

Размещено на Allbest.ru

...