Реконструкция ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Белогорск ПЗ(Колмаков) (Реконструкция ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Белогорск), страница 6

где Р_пр – сумма активной нагрузки приборов, Вт; Q_np – сумма реактивной нагрузки приборов, Вар.

Для счётчиков активной и реактивной нагрузки cos φ =0,38, sin φ = 0,93. Для остальных приборов cos φ =1.

Вторичную нагрузку трансформаторов напряжения составляют приборы контроля и измерения, а также реле напряжения, входящие в комплекты защит.

Полная мощность, подключенная к ТН-220 кВ

S_2Σ = = 130,4 ВА.

Таблица 5.5 – Трансформаторы напряжения, установленные на подстанции "Белогорск"

6 ОПИСАНИЕ ЗАЩИТ АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ АТ-1,2 (АТДЦТН 63000/220/110/10-78У1).

6.1 Состав устройств РЗА.

На автотрансформаторе 220/110/10 кВ АТ-1(2) установлены следующие устройства РЗА:

Основные защиты:

– ДЗТ – дифференциальная токовая защита;

– ГЗ – газовая защита;

– ГЗ РПН – газовая защита устройства РПН.

Резервные защиты:

− ТНЗОП – токовая ненаправленная защита обратной последовательности на стороне 220 кВ, с приставкой для действия при симметричных КЗ и комбинированным пуском по напряжению на стороне 10 кВ;

– НЗНП – направленная защита нулевой последовательности на стороне 110 кВ направленная в сторону сети;

– Защита от перегрузки

– МТЗ 10 - максимальная токовая защита с пуском по напряжению на стороне 10 кВ.

Технологические защиты:

− Защита от повышения температуры масла.

− Защита от понижения уровня масла

6.2 Назначение и принцип действия устройств РЗА

Дифференциальная токовая защита с торможением является основной защитой АТ от внутренних повреждений и служит для защиты от всех видов КЗ в защищаемой зоне.

Дифференциальная токовая защита выполнена пофазно. Зона действия защиты ограничена трансформаторами тока, к которым она подключена:

- ТТ встроенным ТТ по стороне 220 кВ АТ;

- ТТ встроенные ТТ по стороне 110 кВ АТ;

- ТТ встроенным по стороне 10 кВ (для АТ-1), ТТ 10 АТ-2 (Для АТ-2)

Принцип действия дифференциальной токовой защиты основан на сравнении величины и фазы токов от трех групп ТТ АТ-1(2): стороны 220, 110, и стороны 10 кВ. В нормальном режиме и при токах внешних КЗ, геометрическая сумма токов, протекающих через ТТ, близка к нулю. При КЗ в защищаемой зоне, направление и величина токов изменяется и в дифференциальном реле возникает небаланс, достаточный для срабатывания защиты.

Дифференциальная токовая защита АТ-1(2) действует на отключение АТ со всех сторон без выдержки времени, через группу выходных реле основных защит АТ.

Газовая защита является основной защитой АТ от внутренних повреждений внутри бака АТ и реагирует на все виды повреждений, сопровождающихся выделением газов, перетоком масла из бака в расширитель со скоростью, превышающей уставку реле и снижение уровня масла ниже уровня газового реле.

Реагирующим элементом газовой защиты является двухэлементное реле (один элемент на «отключение», другой на «сигнал») Бухгольца типа ВF-80/Q. Сигнальный элемент срабатывает при понижении уровня масла в реле (при утечке масла из бака), либо при скоплении в реле газа.

При срабатывании сигнального элемента работает соответствующая световая и звуковая сигнализация, отключающий элемент газового реле срабатывает, когда корпус реле опорожняется практически полностью при утечке масла из бака АТ, либо при скоплении газа в корпусе реле.

Кроме того, отключающий элемент срабатывает при повреждениях обмотки АТ, сопровождающихся перетоком (выбросом) масла из бака в расширитель. При скорости перетока 1 м/с и более пластина отключающего элемента отклоняется и замыкает контакт реле на «отключение».

Отключающий элемент газовой защиты действует на отключение АТ со всех сторон без выдержки времени, через группу выходных реле основных защит АТ, с запретом АПВ.

Газовая защита устройства РПН АТ предназначена для защиты контакторов маслонаполненных переключателей ответвлений автотрансформатора от повреждений, сопровождающихся возникновением потока масла из бака переключателя в расширитель.

Для защиты контактора РПН предусмотрено реле PS-1000. Оно срабатывает при скорости потока более 0,9 м/с и дает импульс на отключение АТ. При работе реле PS-1000 и после устранения неисправности перед включением АТ в работу необходимо отвинтить два болта и открыть крышку в верхней части реле и нажать кнопку "включено", при этом положении клапан не должен быть виден в контрольное окошко. Отключающий элемент газовой защиты действует на отключение АТ со всех сторон без выдержки времени, через группу выходных реле основных защит АТ, с запретом АПВ.

Токовая ненаправленная защита обратной последовательности выполнена на реле тока обратной последовательности РТФ-1М со стороны 220 кВ.

Является основной защитой АТ от внешних многофазных КЗ. Защита обратной последовательности (ЗОП) действует при возникновении тока обратной последовательности и снижении напряжения на шинах 10 кВ.

Направленная защита нулевой последовательности на стороне 110 кВ токовая защита нулевой последовательности (ТЗНП) 110 кВ является защитой с относительной селективностью и применяется в качестве резервной, защищает АТ от КЗ на землю в сети 110 кВ. Защита выполнена направленной, трехступенчатой в комплекте типа КЗ-15Б.

Каждая ступень защиты состоит из токового реле, включенного на фильтр тока нулевой последовательности (ФТНП), т.е. нулевой провод трансформаторов тока, соединенных по схеме полной звезды. В связи с этим, ТЗНП может работать только при КЗ, сопровождающихся наличием тока нулевой последовательности (однофазных и двухфазных на землю).

Необходимая по условиям селективности выдержка времени, задается с помощью реле времени, установленные для каждой ступени.

Направление зоны действия защиты от ТТ, к которым она подключена определяется с помощью органа направления мощности, включенного на ФТНП и к обмотке «разомкнутого треугольника» ТН. Направленность ступеней задается уставками в зависимости от режима сети.

При обрыве цепи обмотки «разомкнутого треугольника» ТН работать будут только ненаправленные ступени.

Токовый орган защиты от замыканий на землю имеет высокую чувствительность, поскольку его не нужно отстраивать от токов нагрузки, в то же время защита реагирует на токи в неполнофазном режиме.

МТЗ от перегрузки (максимальная токовая защита) контролирует перегрузку обмотки 220 кВ. Защита срабатывает при увеличении тока нагрузки стороны 220 кВ сверх номинального на 30%.

Защита подключена:

− к ТТ, встроенным во ввода на стороне 220 кВ АТ-1(2)

Максимальная токовая защита от перегрузки действует с выдержкой времени на сигнал.

Защита от повышения температуры масла

Цепи защиты подключены к термосигнализатору, установленному на АТ-1(2). При нагревании верхних слоев масла выше +80°C контакты термосигнализатора замыкаются и защита срабатывает с действием на сигнал.

Защита от понижения уровня масла

Цепи защиты подключены к реле уровня масла (РУМ), установленном в расширительном баке АТ-1(2). При снижении уровня масла в расширителе ниже допустимого, контакты реле замыкаются и защита срабатывает с действием на сигнал.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе выполнен анализ и определены основные проблемы существующей схемы ОРУ 220 кВ подстанции, на основании чего определен необходимый объем реконструкции.

Согласно техническому заданию была произведена реконструкция схемы ОРУ 220 кВ ПС «Белогорск».

Произведен расчет максимальных рабочих токов и токов короткого замыкания. По результатам данных расчётов произведён выбор нового оборудования и проверка установленного.

Выбрано следующее оборудование: компактные коммутационные модульные ячейки HPL Compact с 3-х полюсными элегазовыми выключателями HPL 245 В1 и трансформаторами тока IMB 245, заземлители TEC 245, разъединители SGF-245. Описаны устройства релейной защиты и системной автоматики, установленные на автотрансформаторах подстанции.

Согласно расчетам, произведенным в ВКР, оборудование подстанции устойчиво к действию токов короткого замыкания, выбрано с учетом требований в части климатического исполнения и категорий размещения и способно выполнять свои функции в нормальных и аварийных режимах работы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Правила устройства электроустановок ПУЭ. 4 раздел, 7-е изд., переработанное и дополненное [Текст]: – М.: Энегроиздат, 2002. – 704 с.

2. Межгосударственный стандарт. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды [Текст]: ГОСТ 15150–69.: утв. постановлением Госстандарта СССР от 29 декабря 1969 г. № 1394 – М : Издательство стандартов, 2006 – 57 с.

3. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации [Текст]: – М.: ЭНАС, 2007. – 264 с.

4. Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования, под ред. Б. Н. Неклепаева [Текст]: – М.: ЭНАС, 2008. – 144 с.

5. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35-750 кВ [Текст]: СТО 56947007-29.240.30.010-2008: утвержден и введен в действие приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 20.12.2007 №441. – М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2007. ¬ 132 с.

6. Файбисович, Д. Л. Справочник по электрическим сетям 35– 1150 кВ [Текст] / Д. Л. Файбисович. – М.: 2009. – 307 с.

7. Каталог продукции ABB [Электронный ресурс]: техническая информация. – Режим доступа: www.ielectro.ru.

8. Методические рекомендации по проектированию развития энергосистем [Текст]: СО 153–34.20.118–2003: утв. М–вом энергетики Рос. Федерации 30.06.03.: ввод в действие с 30.06.03. – М.: ФГУП НТЦ, 2006. – 22 с.

9. Государственный стандарт. Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В [Текст]: ГОСТ 721-77.: утв. постановлением Госстандарта СССР от 27 мая 1977 г. № 1376: ввод в действие с 01.07.78. – М.: Издательство стандартов, 2002 – 9 с.

10. Герасименко, А.А. Передача и распределение электрической энергии: Уч. пособие [Текст] / А.А. Герасименко, В.Т. Федин. – Ростов-н/Д.: Феникс; Красноярск: Издательские проекты, 2006. – 720 с.

11. Макаров, Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4 -35 кВ и 110 – 1150 кВ [Текст] / Е. Ф. Макаров: В 7т. Т. 6. – М.: ИД «Энергия», 2006. – 546 с.

12. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ [Текст]: СО 153-34.20.122-2006.: утвержден и введен в действие приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 16.06.2006 №187. – М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2006. ¬ 59 с.

13. Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия [Текст]: ГОСТ Р 52725 – 2007.: утвержден и введен в действие Постановлением Федерального агенства по техническому регулированию и метрологии от 08.06.2007 №128-ст. – М.: Стандартинформ, 2007. – 71 с.

14. Методические указания по применению ограничителей в электрических сетях 110-750 кВ [Текст]: метод. пособие/ Ю.И. Лысков, К И. Кузьмичёва. – М.: Департамент стратегии развития и научно-технической политики РАО "ЕЭС России", – 30 – 09 – 1999. – 36 с.

15. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей (электрическое оборудование) [Текст] : пособие / Под общ.ред. Ф.Л. Когана. – М.: ЭНАС, 2008. – 352 с.

16. Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Нормы и требования [Текст]: СТО 59012820.29.240.001–2011: утв. и введ. в действие ОАО «СО ЕЭС» 19.04.2011. – М.: ОАО «СО ЕЭС», 2011. ¬ 29 с.

ОПИСЬ ДОКУМЕНТОВ