Внедрение ИнТер-3,3 для определения фидера с замыканием на землю в контактной сети постоянного тока 3.3 кВ

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические аспекты функционирования систем защиты в сетях постоянного тока 3,3 кВ

1.1. Специфика возникновения и развития замыканий на землю в тяговой сети железных дорог РФ

1.2. Сравнительный анализ методов обнаружения поврежденных фидеров в системах постоянного тока

1.3. Нормативно-правовая база технической эксплуатации устройств релейной защиты в электроэнергетике

Глава 2. Адаптация устройства «ИнТер-3,3» в структуру тягового электроснабжения

2.1. Техническая характеристика и принцип действия микропроцессорного блока «ИнТер-3,3»

2.2. Расчетно-аналитическое обоснование параметров срабатывания системы при аварийных режимах

2.3. Методика интеграции терминала ИнТер-3,3 в существующую схему РЗА и расчет уставок защиты

2.4. Оценка технико-экономических преимуществ внедрения интеллектуальных терминалов диагностики

2.5. Технологическая карта монтажа и пусконаладочных работ оборудования РЗА

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Внедрение ИнТер-3,3 для определения фидера с замыканием на землю в контактной сети постоянного тока 3,3 кВ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью повышения надежности и безопасности функционирования систем тягового электроснабжения железнодорожного транспорта Российской Федерации. Контактная сеть постоянного тока напряжением 3,3 кВ является критически важным элементом электрифицированных промышленных железных дорог, метрополитенов и внутризаводского транспорта металлургических и горнодобывающих предприятий. Замыкания на землю в таких сетях представляют серьезную угрозу как для персонала, так и для целостности электрооборудования, поскольку приводят к возникновению аварийных токов, термическому повреждению изоляции проводов и рельсовых цепей, а также создают опасность поражения электрическим током обслуживающего персонала и пассажиров.

Существующие методы обнаружения поврежденных участков в сетях постоянного тока характеризуются недостаточной точностью локализации места повреждения, длительным временем поиска дефектного фидера и высокой вероятностью ошибочных срабатываний защитных устройств. Традиционные схемы релейной защиты и автоматики, применяемые на тяговых подстанциях, не всегда обеспечивают селективное отключение только поврежденного участка, что приводит к необоснованным отключениям смежных фидеров и снижению общей надежности электроснабжения. В условиях интенсификации перевозочного процесса и увеличения плотности движения подвижного состава проблема быстрого и точного определения места замыкания на землю приобретает особую значимость для обеспечения бесперебойной работы транспортной инфраструктуры.

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе свидетельствует о наличии значительного научно-методического задела в области релейной защиты и автоматизации систем электроснабжения постоянного тока. Фундаментальные исследования выполнены учеными НИУ «МЭИ», Петербургского государственного университета путей сообщения императора Александра I, Российского университета транспорта. Вопросы повышения эффективности защиты от замыканий на землю рассмотрены в работах специалистов АО «ВНИИЖТ», ОАО «РЖД», научно-производственных предприятий, разрабатывающих микропроцессорные устройства РЗА. Однако практические аспекты внедрения современных интеллектуальных терминалов диагностики в существующие схемы тяговых подстанций остаются недостаточно освещенными, что определяет необходимость проведения комплексного технического анализа и разработки методических рекомендаций по адаптации новых устройств защиты к условиям эксплуатации контактных сетей напряжением 3,3 кВ.

Цель выпускной квалификационной работы заключается в техническом обосновании целесообразности и разработке методики внедрения микропроцессорного устройства «ИнТер-3,3» для повышения эффективности обнаружения и локализации замыканий на землю в контактной сети постоянного тока напряжением 3,3 кВ.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• изучить специфику возникновения и развития замыканий на землю в тяговых сетях постоянного тока железнодорожного транспорта Российской Федерации;
• провести сравнительный анализ существующих методов обнаружения поврежденных фидеров в системах постоянного тока и выявить их преимущества и недостатки;
• исследовать нормативно-правовую базу технической эксплуатации устройств релейной защиты в электроэнергетике и определить требования к системам защиты от замыканий на землю;
• выполнить детальную техническую характеристику микропроцессорного блока «ИнТер-3,3» и описать принцип его действия;
• провести расчетно-аналитическое обоснование параметров срабатывания системы при аварийных режимах и разработать методику интеграции терминала в существующую схему РЗА с расчетом уставок защиты;
• оценить технико-экономические преимущества внедрения интеллектуальных терминалов диагностики и разработать технологическую карту монтажа и пусконаладочных работ оборудования РЗА.

Объектом исследования является система релейной защиты и автоматики тяговой подстанции постоянного тока напряжением 3,3 кВ, питающей контактную сеть промышленного железнодорожного транспорта.

Предметом исследования выступают технические характеристики, алгоритмы функционирования и методика внедрения микропроцессорного устройства «ИнТер-3,3» для обнаружения и локализации замыканий на землю в фидерах контактной сети постоянного тока.

Методологическую базу исследования составляют теоретические основы электротехники и релейной защиты энергосистем, методы расчета аварийных режимов в сетях постоянного тока, аналитические подходы к определению параметров срабатывания защитных устройств. Теоретическая основа работы базируется на трудах отечественных ученых в области релейной защиты систем тягового электроснабжения, положениях Правил устройства электроустановок (ПУЭ), Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации (ПТЭ), стандартов ГОСТ Р 58669-2019, руководящих указаний АО «СО ЕЭС» и нормативных документов ПАО «Россети». Расчетные методы включают определение токов замыкания на землю, выбор уставок максимальной токовой защиты, проверку чувствительности и селективности защитных устройств.

Научная новизна работы состоит в комплексном подходе к адаптации современного микропроцессорного терминала «ИнТер-3,3» к специфическим условиям эксплуатации контактных сетей постоянного тока напряжением 3,3 кВ, разработке алгоритма интеграции устройства в существующие схемы РЗА и обосновании параметров настройки с учетом особенностей режимов работы тяговых подстанций.

Теоретическая значимость исследования заключается в систематизации и углублении знаний о принципах функционирования защитных устройств в сетях постоянного тока, выявлении закономерностей развития аварийных процессов при замыканиях на землю и формировании методологических подходов к выбору технических решений по пов

…