Выбор и техническое обслуживание оборудования дуговой защиты комплектных распределительных устройств 20 кВ электрической подстанции ТПП-1237 ГУП «Московский метрополитен»

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы функционирования объекта проектирования

1.1. Общие положения и принцыпы функционирования дуговой защиты КРУ-20 кВ рассматриваемой подстанции

1.2. Анализ однолинейной схемы рассматриваемой подстанции 10 кВ

1.3. Разновидности дуговой защиты КРУ -20 кВ тягово-понизительной подстанции

Глава 2. Расчётно-технологическая часть

2.1. Расчёт и проверка токовых защит, защит минимального напряжения электрических присоединений 20 кВ

2.2. Выбор дуговой защиты КРУ-20 кВ тягово-понизительной подстанции

2.3. Технологии и методы обслуживания дуговой защиты КРУ-20 кВ тягово-понизительной подстанции

2.4. Выводы по разделу

Глава 3. Технико-экономическая часть

3.1. Расчёт экономических показателей эффективности внедрения дуговой защиты КРУ-20 кВ тягово-понизительной подстанции

Глава 4. Охрана труда при обслуживании электроустановок

4.1. Порядок обеспечения безопасных условий производства работ при организации технического обслуживания дуговой защиты КРУ-20 кВ тягово-понизительной подстанции

4.2. Разработка технического решения безопасного обслуживания дуговой защиты защиты КРУ-20 кВ тягово-понизительной подстанции

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Выбор и техническое обслуживание оборудования дуговой защиты комплектных распределительных устройств 20 кВ электрической подстанции ТПП-1237 ГУП «Московский метрополитен»

Направление: Электро- и теплоэнергетика

Специальность: 13.02.06 – Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена высокой аварийностью комплектных распределительных устройств среднего напряжения, связанной с электрическими дугами, возникающими при коротких замыканиях. Дуговые замыкания в КРУ 20 кВ представляют серьезную угрозу для технологических процессов и безопасности обслуживающего персонала. В условиях эксплуатации тягово-понизительных подстанций метрополитена требования к надежности электроснабжения особенно высоки, поскольку от бесперебойной работы подстанций зависит функционирование всей транспортной системы. По статистике АО «СО ЕЭС», до 30% повреждений электрооборудования распределительных устройств среднего напряжения связаны с развитием дуговых процессов [12, c. 45]. Современные системы дуговой защиты обеспечивают быстрое отключение поврежденного оборудования за время менее 100 мс, что значительно снижает масштабы повреждений и повышает уровень электробезопасности [18, c. 78].

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе достаточно высока. Вопросы применения дуговой защиты рассматриваются в работах специалистов ФГУП «ВНИИЭ», НИУ «МЭИ», АО «РАДИУС Автоматика». Нормативная база представлена ПУЭ 7-го издания, ГОСТ Р 58669-2019, руководящими указаниями по релейной защите АО «СО ЕЭС». Вместе с тем специфика применения дуговой защиты на тягово-понизительных подстанциях метрополитена требует детального рассмотрения с учетом особенностей эксплуатации и технологических режимов.

Цель курсовой работы – разработка технических решений по выбору и техническому обслуживанию оборудования дуговой защиты КРУ 20 кВ электрической подстанции ТПП-1237 ГУП «Московский метрополитен».

Задачи курсовой работы:

• изучить теоретические основы функционирования дуговой защиты КРУ 20 кВ;

• проанализировать однолинейную схему электрической подстанции ТПП-1237;

• выполнить расчет и проверку токовых защит и защит минимального напряжения присоединений 20 кВ;

• обосновать выбор системы дуговой защиты КРУ 20 кВ тягово-понизительной подстанции;

• разработать регламент технического обслуживания дуговой защиты КРУ 20 кВ.

Объект исследования – комплектное распределительное устройство 20 кВ электрической подстанции ТПП-1237 ГУП «Московский метрополитен».

Предмет исследования – системы дуговой защиты комплектных распределительных устройств среднего напряжения.

Методологическая база исследования включает теоретические основы релейной защиты и автоматики электроэнергетических систем, методы расчета параметров срабатывания защит, методы технико-экономического анализа. Нормативно-техническая база представлена ПУЭ 7-го издания, ГОСТ Р 58669-2019, руководящими документами СО 153-34.10.127-34, стандартами ПАО «Россети», эксплуатационной документацией производителей оборудования.

Научная новизна работы состоит в адаптации типовых технических решений дуговой защиты к условиям конкретной тягово-понизительной подстанции метрополитена с учетом специфических режимов работы и требований безопасности.

Теоретическая значимость заключается в систематизации знаний о принципах функционирования дуговой защиты КРУ среднего напряжения. Практическая значимость определяется разработкой конкретных технических решений, регламентов обслуживания и рекомендаций по эксплуатации, применимых на объектах ГУП «Московский метрополитен».

Структура курсовой работы включает введение, четыре главы, заключение и список использованной литературы. Первая глава посвящена теоретическим основам функционирования дуговой защиты. Во второй главе выполнена расчетно-технологическая часть. Третья глава содержит технико-экономическое обоснование. Четвертая глава посвящена вопросам охраны труда.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1. Общие положения и принципы функционирования дуговой защиты КРУ-20 кВ рассматриваемой подстанции

Дуговая защита представляет собой специализированную систему релейной защиты, предназначенную для быстрого обнаружения и ликвидации дуговых замыканий внутри комплектных распределительных устройств среднего напряжения. Основное назначение дуговой защиты – предотвращение развития аварийных процессов, снижение объема повреждений оборудования и обеспечение безопасности обслуживающего персонала. Согласно ГОСТ Р 58669-2019, дуговая защита должна обеспечивать время отключения поврежденного присоединения не более 100 мс с момента возникновения дуги [3, c. 12].

Физическая природа дугового замыкания связана с ионизацией воздушного промежутка между токоведущими частями различных фаз или между фазой и заземленными конструкциями. Температура электрической дуги достигает 3000–20000 °C, что приводит к расплавлению металлических конструкций, испарению изоляционных материалов, образованию токопроводящей плазмы и резкому росту давления внутри ячейки КРУ [7, c. 89]. Развитие дугового процесса происходит лавинообразно: за первые 50–100 мс давление внутри шкафа может возрасти до 1 МПа, что создает угрозу разрушения конструкций и распространения пламени на смежные ячейки. Последствиями дуговых замыканий являются выход из строя коммутационного оборудования, повреждение силовых трансформаторов, длительные перерывы электроснабжения потребителей, травмирование персонала [14, c. 102].

Принцип действия дуговой защиты основан на комплексном использовании двух независимых критериев срабатывания: световой и токовый. Световой критерий реализуется посредством оптических датчиков (фотодиодов или оптоволоконных сенсоров), размещаемых внутри ячеек КРУ и реагирующих на световое излучение электрической дуги. Характерная особенность дуговой вспышки – высокая интенсивность изл

…