Реконструкция устройств релейной защиты 6-35 кВ

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические и нормативные основы релейной защиты сетей 6-35 кВ

1.1. Принципы организации релейной защиты в отечественных распределительных сетях среднего напряжения

1.2. Нормативные требования ПУЭ и ПТЭ к устройствам РЗА на объектах электроснабжения

1.3. Сравнительный анализ электромеханической и микропроцессорной элементной базы защиты

Глава 2. Проектные решения по реконструкции системы защиты объекта

2.1. Характеристика системы электроснабжения и расчет токов короткого замыкания

2.2. Выбор и расчет параметров настройки микропроцессорных терминалов защиты присоединений

2.3. Организация оперативного тока и технические решения по монтажу нового оборудования

Глава 3. 3. Современные системы защиты тяговых подстанций постоянного тока

3.1. 4. Сравнение условия труда в части воздействия вредных факторов до нововведений и после

3.2. 5. Расчет уставок защиты подстанции

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Реконструкция устройств релейной защиты 6-35 кВ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена необходимостью повышения надежности и безопасности функционирования распределительных электрических сетей среднего класса напряжения в Единой энергетической системе России. Электроснабжение потребителей напряжением 6-35 кВ составляет значительную долю в структуре отечественной электроэнергетики, обеспечивая электроэнергией промышленные предприятия, транспортную инфраструктуру, объекты социального назначения и коммунального хозяйства. В условиях продолжающейся эксплуатации значительного количества подстанций и распределительных устройств, введенных в эксплуатацию в 70-90-е годы прошлого века, остро встает вопрос физического и морального износа устройств релейной защиты и автоматики. Устаревшая электромеханическая элементная база характеризуется недостаточным быстродействием, ограниченной функциональностью, высокой трудоемкостью настройки и обслуживания, а также пониженной чувствительностью к аварийным режимам. Согласно статистическим данным АО «СО ЕЭС» и ПАО «Россети», значительная доля технологических нарушений в распределительных сетях связана с отказами или неправильной работой устройств релейной защиты, что приводит к неселективному отключению оборудования, перерывам электроснабжения потребителей и экономическим потерям.

Переход на микропроцессорные технологии в области релейной защиты и автоматики является приоритетным направлением технического перевооружения электросетевого комплекса Российской Федерации, закрепленным в стратегических документах Минэнерго России и инвестиционных программах сетевых компаний. Микропроцессорные терминалы релейной защиты обладают расширенными функциональными возможностями, включая реализацию нескольких видов защит в одном устройстве, цифровую регистрацию аварийных событий, автоматическую самодиагностику, интеграцию в системы диспетчерского управления и телемеханики. Реконструкция устройств РЗА на объектах 6-35 кВ позволяет повысить селективность и чувствительность защит, сократить время локализации повреждений, уменьшить эксплуатационные затраты на техническое обслуживание и диагностику, а также обеспечить соответствие современным нормативным требованиям ПУЭ и ПТЭ.

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе является достаточно высокой. Теоретические основы построения релейной защиты освещены в фундаментальных трудах российских ученых и специалистов НИУ «МЭИ», ФГУП «ВНИИЭ», АО «РАДИУС Автоматика». Вопросы применения микропроцессорных технологий в электроэнергетике активно разрабатываются в научных публикациях журналов «Релейная защита и автоматизация», «Электрические станции», «Электричество», на отраслевых конференциях и в нормативно-технических документах АО «СО ЕЭС» и ПАО «Россети». Вместе с тем, практические аспекты реконструкции систем РЗА на конкретных объектах электроснабжения, включая выбор оборудования, расчет уставок, организацию оперативного тока и монтажные решения, требуют детальной проработки применительно к реальным условиям эксплуатации распределительных сетей 6-35 кВ.

Цель выпускной квалификационной работы – разработка технических решений по реконструкции устройств релейной защиты распределительного устройства 6-35 кВ с переходом на микропроцессорную элементную базу.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• изучить принципы организации релейной защиты в распределительных сетях среднего напряжения и нормативные требования к устройствам РЗА;
• провести сравнительный анализ электромеханической и микропроцессорной элементной базы защиты;
• выполнить характеристику системы электроснабжения объекта и расчет токов короткого замыкания;
• осуществить выбор микропроцессорных терминалов защиты и расчет параметров настройки уставок;
• разработать технические решения по организации оперативного тока и монтажу нового оборудования;
• оценить эффективность предложенных решений по реконструкции устройств РЗА.

Объектом исследования выступает система релейной защиты и автоматики распределительного устройства напряжением 6-35 кВ объекта электроснабжения.

Предметом исследования являются технические решения по реконструкции устройств релейной защиты с применением микропроцессорных терминалов РЗА.

Методологическая база исследования включает теоретические основы релейной защиты электроэнергетических систем, методы расчета токов короткого замыкания в сетях среднего напряжения, методики определения уставок максимальной токовой защиты, токовой отсечки, защиты от замыканий на землю, изложенные в нормативно-технических документах АО «СО ЕЭС» и ПАО «Россети». Нормативную базу составляют Правила устройства электроустановок (ПУЭ 7-е издание), Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ (ПТЭ), ГОСТ Р 58669-2019, руководящие указания по релейной защите СО 153-34.10.127-34, типовые инструкции и стандарты организации энергетических компаний.

Научная новизна работы заключается в комплексной проработке технических решений по реконструкции релейной защиты конкретного объекта 6-35 кВ с обоснованием выбора микропроцессорных терминалов, расчетом уставок защит с учетом реальных параметров сети и оборудования, разработкой схемных и монтажных решений по организации оперативного тока и интеграции новых устройств в существующую систему управления и диспетчеризации.

Теоретическая значимость работы состоит в систематизации принципов построения и расчета релейной защиты сетей 6-35 кВ, сравнительном анализе традиционной и современной элементной базы, обобщении нормативных требований к устройствам РЗА.

Практическая значимость определяется разработкой готовых проектных решений по реконструкции системы релейной защиты объекта электроснабжения, включающих выбор и технические характеристики микропроцессорных терминалов, расчетные значения уставок защит, схемы подключения оборудования, организацию цепей

…