СОДЕРЖАНИЕ

	С.
ВВЕДЕНИЕ…..……………………………………………………………...	8
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ И ПРИЛЕГАЮЩЕЙ СЕТИ…………………………………………………...	9
2 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РЕКОНСТРУКЦИИ ОТКРЫТОКГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА 220 кВ………………………………………………………………………..	12
3 ВЫБОР И ПРОВЕРКА НА ТЕРМИЧЕСКУЮ И ДИНАМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА 220 кВ……………………………………………………...	13
3.1 Выбор и проверка секционного выключателя……………………...	14
3.2 Выбор и проверка разъединителей………………………………….	22
3.3 Выбор и проверка трансформаторов тока…………………………..	28
3.4 Выбор трансформаторов напряжения……………………………….	34
4 ВЫБОР СОСТАВА ЗАЩИТ СЕКЦИОННОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ 220 кВ………………………………………………………………………..	36
5 РАСЧЕТ УСТАВОК ЗАЩИТ СЕКЦИОННГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ 220 кВ………..................................................................................................	39
5.1 Расчет уставок устройства резервирования при отказе выключателя ………………………………………………………………..	39
5.2 Расчет уставок токовой защиты нулевой последовательности……	42
5.3 Расчет уставок максимальной токовой защиты ……………………	48
5.4 Расчет уставок автоматического повторного включения………….	51
5.5 Расчет уставок дистанционной защиты……………………………..	53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………..	59
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………..	60

Введение

В любое время, в истории электроэнергетики, есть тенденция к повышению качеству электрической энергии и надежного электроснабжения. Но именно последние годы появилась возможность делать серьезные шаги в этом направлении. Появились новые устройства релейной защиты и автоматики. Появилось новое оборудование, более компактное, более надежное.

Именно поэтому целью данной выпускной квалификационной работы является реконструкция открытого распределительного устройства 220 кВ на подстанции 220 кВ, участка Ядрин/тяга, с установкой устройств релейной защиты и автоматики.

Питание подстанции осуществляется от двух линий электропередач, таких как: Райчихинская ГРЭС–Ядрин/т и Ядрин/т –Облучье. Согласно данным ПАО «ФСК ЕЭС», линия Райчихинская ГРЭС–Ядрин-т была введена в эксплуатацию в 1971 году. Вместе с линией, в эксплуатацию было введено открытое распределительное устройство, по стороне высшего напряжения 220 кВ. С того момента прошло 45 лет, но стоит уточнить, что средний срок службы высоковольтного выключателя составляет 25 лет. Даже не учитывая проводимые ремонты, которые были выполнены по истечению этого срока времени, оборудование устарело.

В связи с этим появляется необходимость реконструкции данного распределительного устройства. Ведь Устаревшее оборудование повышает опасность возникновения аварийной ситуации на участке. А так как подстанция Ядрин/т осуществляет питание железной дороги, то перебой в электроснабжении просто недопустим.

1 Анализ существующей схемы подстанции и прилегающей сети

В данной работе рассматривается схема электрических соединений на подстанции (ПС) Ядрин/тяга 220 кВ. Данная подстанция запитывает железную дорогу. Как известно железная дорога является электроприёмником первой категории, следовательно, для данной подстанции есть определённые требования, которые необходимы для обеспечения беспрерывного электроснабжение, ведь даже небольшой перерыв в электроснабжении может повлечь угрозу для жизни и здоровья людей, а так же значительный материальный ущерб.

Электроснабжение тяговых подстанций необходимо выполнять по двум высоковольтным линиям электропередачи, что мы можем и увидеть на данной схеме. Питание подстанции осуществляется по линиям ВЛ 220 кВ Райчихинская ГРЭС–Ядрин/т и ВЛ-220 кВ Ядрин/т – Обучье. Использована следующая принципиальная электрическая схема распределительных устройств – «Мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий».

На данной подстанции установлены два силовых трансформатора мощностью 40 МВА каждый. Трансформаторы трехобмоточные с возможностью регулировки напряжения. Напряжение на высшей стороне 220 кВ, на средней 27,5 кВ, на низшей 10 кВ. На каждой стороне трансформаторов установлены высоковольтные выключатели, ограничители напряжения, а так же заземляющие ножи. На трансформаторах применена следующая схема соединения обмоток – звезда/треугольник/треугольник.

В данной работе предстоит выбрать состав защиты для секционного выключателя по стороне 220 кВ, который разделяет две секции шин 1СШ-220 и 2СШ-220. К сожалению, сам выключатель устарел морально и физически, так же на нём отсутствуют необходимые защиты и устройства автоматики.

Анализируя состава защит со стороны прилегающей сети можно обнаружить на линии Райчихинская ГРЭС – Ядрин/т 220 кВ следующие защиты: дистанционная зашита (ДЗ), с тремя ступенями, есть возможность автоматического ускорения третьей ступени, без выдержки времени, а так же возможность оперативного ускорения второй ступени с выдержкой времени равной 0,3 секунды; направленная защита нулевой последовательности (НЗНП), с четырьмя ступенями, возможность автоматического ускорения второй ступени, с выдержкой времени 0,3 секунды плюс оперативное ускорение третьей ступени, с выдержкой времени 0,5 секунды; МТО; автоматическое повторное включение (АПВ) комплексное и трехфазное автоматическое повторное включение (ТАПВ); высокочастотная блокировка (ВЧБ), но дистанционный пуск ВЧ передатчика выведен.

Со стороны линии Ядрин/т – Облучье 220 кВ установлен схожий комплект защит. Установлена ДЗ с тремя зонами защиты, ускоряется вторая (без выдержки времени) и третья зона (выдержка времени 0,3 с) автоматически, а так же вторая зона оперативно, с выдержкой времени 0,3 секунды; НЗНП с четырьмя ступенями защиты, автоматически ускоряется вторая ступень, с выдержкой времени 0,3 с, а оперативно ускоряется третья ступень, с выдержкой времени 0,5 с; МТО – выведена, при опробовании лини от контакта реле ускорения; АВП, ТАПВ и ТАПВ с улавливанием синхронизма (ТАПВУС); ВЧБ.

Стоит отметить, что эти защиты выполнены на панелях ЭПЗ-1636/1, ЭПЗ-1643, ЭПЗ-1636/2М, защиты являются электромеханическими и уже устарели. Из этого следует, что необходимый уровень надежности не соблюдается. В особенности это касается защиты дальних зон, в нашем случае это секционный выключатель на 220 кВ СВ-220. Он находится в конце защищаемых зон, а выдержки на них уже достигают больших значений 2,5-5,5 секунд, без ускорения, но даже при его применении лишь часть защит способна в короткие сроки устранить короткое замыкание.

Подведя не большой итог можно установить, что при возникновении короткого замыкания на секции шин, не вся защита сможет нейтрализовать короткое замыкание в короткие сроки, так как лишь часть защит способна отключать короткие замыкания на данном участке с минимальным временем, то возникает проблема в надежности защит, нет достаточного количества резервного оборудования. А так как нет высокого уровня надежности, а в данном случае это просто необходимо, то возникает угроза перерыва электроснабжения, что может повлечь за собой непоправимые последствия, вплоть до гибели людей.