Сборка и комплектация КТП 10/0.4 кВ (комплектной трансформаторной подстанции) (на базе предприятия ОАО «Гидроэлектромонтаж»)

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  ТЕХНИКУМ

(ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО  БЮДЖЕТНОГО

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧЕРЕЖДЕНИЯ  ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  «ВЛАДИВОСТОКСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА»

(БТТ филиал ФГБОУ ВПО  «ВГУЭС»)

 

 

 

 

 

 

 

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Сборка и  комплектация КТП 10/0.4 кВ (комплектной  трансформаторной подстанции) (на базе предприятия ОАО «Гидроэлектромонтаж»)

 

 

 

 

                                              

 

Благовещенск 2013

 

Введение

 

При эксплуатации энергетического  оборудования и электрических сетей неизбежны их повреждения и не нормальные режимы. Наиболее опасными являются короткие замыкания, повреждения изоляции и перегрузки.

Короткие замыкания возникают  из-за пробоя или перекрытия изоляции, обрывов проводов, ошибочных действий персонала (включения под напряжение заземленного оборудования, отключения разъединителей под нагрузкой) и  других причин.

В большинстве случаев  в месте КЗ возникает электрическая  дуга, термическое действие которой  приводит к разрушениям токоведущих  частей, изоляторов и электрических  аппаратов. При КЗ к месту повреждения  подходят большие токи (токи КЗ), измеряемые тысячами ампер, которые перегревают неповрежденные токоведущие части и могут вызвать дополнительные повреждения, т. е. развитие аварии. Одновременно в сети, электрически связанной с местом повреждения, происходит глубокое понижение напряжения, что может привести к остановке электродвигателей и нарушению параллельной работы генераторов.

Обычно развитие аварий может быть предотвращено  быстрым отключением поврежденного участка электрической установки или сети при помощи специальных автоматических устройств, действующих на отключение выключателей,  и.  получивших  название  релейная защита.

При отключении выключателей поврежденного элемента гаснет электрическая  дуга в месте КЗ, прекращается прохождение  тока КЗ и восстанавливается нормальное напряжение на неповрежденной части  электрической установки или  сети. Благодаря этому минимизируются, или даже совсем предотвращаются  повреждения оборудования, на котором  возникло КЗ, а также восстанавливается  нормальная работа неповрежденного  оборудования.

Таким образом, основным назначением  релейной защиты является выявление  места возникновения КЗ и быстрое  автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или  участка сети от остальной неповрежденной части электрической установки  или сети.

К релейной защите предъявляются  такие основные требования:

• Быстродействие – иногда для сведения до минимума ущерба от возникших повреждений релейная защита должна обеспечивать полное отключение в течение сотых долей секунды;
• Селективность – отключение только той минимальной части или элемента установки, которая вызвала нарушение режима;
• Чувствительность – быстрая реакция на определенные, заранее заданные отклонения от нормальных режимов, иногда самые незначительные;
• Надежность – безотказная работа в случае отклонения от нормального режима; надежность защиты обеспечивается как правильным выбором схемы и аппаратов, так и правильной эксплуатацией, предусматривающей периодические профилактические проверки и испытания.

Кроме повреждений электрического оборудования могут возникать такие нарушения нормальных режимов работы, как перегрузка, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью, выделение газа в результате разложения масла в трансформаторе, или понижение уровня масла в его расширителе и др.

В указанных случаях нет  необходимости немедленного отключения оборудования, так как эти явления  не представляют непосредственной опасности  для оборудования и могут самоустраниться. Поэтому при нарушении нормального режима работы на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом, как правило, достаточно дать предупредительный сигнал персоналу подстанции. На подстанциях без постоянного обслуживающего персонала и в отдельных случаях на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом производится отключение оборудования, но обязательно с выдержкой времени.

Таким образом, вторым назначением  релейной защиты является выявление  нарушений нормальных режимов работы оборудования, которые могут привести к аварии, и подача предупредительных  сигналов обслуживающему персоналу, или отключение оборудования с выдержкой времени.

Согласно требованием  ПУЭ, силовое оборудование электростанций, подстанций и электрических сетей  должно быть защищено от коротких замыканий  и нарушений нормальных режимов  работы устройствами релейной защиты и электроавтоматики. Устройства РЗА  должны быть постоянно включены, кроме устройств, которые должны выводиться из работы в соответствии с назначением и принципом действия, режимом работы энергосистемы и условиями селективности. Устройства аварийной и предупредительной сигнализации должны быть всегда готовы к действию.

Входе обзора теоретического материала нами  была поставлена цель: 

Сравнить устройства РЗА  установленные силовых сетях  энергосистемы нашего региона и  цифровыми устройствами РЗА.

Объект: Устройства релейной защиты автоматики.

Мы предположили, что современные  устройства РЗА более надежны, чем  ныне существующие. Так как они  выработали свой срок службы и не отвечают требованиям ПУЭ. 

Исходя из этого мы поставили перед собой задачи:

1. Более подробно ознакомиться с обзором монографий и литературы.
2. Рассмотреть различные устройства РЗА
3. Сравнить и проанализировать обоснованность наших предположений, рассмотреть возможности устаревших устройств РЗА и современных цифровых. 
4. Сделать вывод по проведенной нами работе.

Методы исследования: анализ специальных источников литературы и теоретического материала, сравнительный анализ устройств РЗА, моделирование процессов происходящих в РЗА, наблюдение, анализ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Ранее применявшиеся устройства релейной защиты и автоматики

 

Под устройством релейной защиты подразумевается совокупность реле, приборов и вспомогательных элементов, которые при возникновении повреждений и ненормальных режимов работы оборудования должны действовать на его отключение или на сигнал.

В настоящее время мы переживаем настоящую техническую революцию, связанную с приходом нового поколения  устройств РЗА – микроэлектронной и микропроцессорной техники.

В 70-х годах прошлого века широкое распространение получила релейная защита и автоматика на переменном оперативном токе, релейно-контакторного  типа. Доля же на постоянном оперативном  токе была не велика, ввиду большой  дороговизны аккумуляторных батарей.

Для выполнения релейной защиты на переменном оперативном токе применялась  специальная релейная аппаратура:

1. Реле максимального тока типов РТ-85, РТ-86 и РТ-95 применялись в схемах максимальной токовой защиты электрооборудования и линий электропередачи. Реле эти комбинированного типа; они состоят из двух основных элементов: индукционного – с вращающимся диском, при помощи которого создается ограниченно зависимая выдержка времени, и электромагнитного – мгновенного действия для выполнения токовой отсечки. Технические характеристики максимального токового реле приведены в таблице 1.1.

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.1 Технические данные максимально-токового реле

Тип реле	Номинальный ток, А	Уставки тока срабатывания индукционного элемента, А	Уставки кратности тока срабатывания    отсечки	Уставки выдержки времени  в    независимой части, с	Потребляемая мощность при  токе  срабатывания реле, ВА
РТ-85/1	10	4 - 10	2 - 8	0,5 - 4	10
РТ-85/2	5	2 - 5	2 - 8	0,5 - 4	10
РТ-86/1	10	4 - 10	2 - 8	4 - 16	10
РТ-86/2	5	2 - 5	2 - 8	4 - 16	10
РТ-95/1	10	4 - 10	2 - 8	0,5 - 4	25
РТ-95/2	5	2 - 5	2 - 8	0,5 - 4	25

 

2. Реле промежуточных типов РП-321 и РП-341 предназначены для непосредственного включения во вторичные цепи трансформаторов тока и управляются контактами основных реле защиты, выполняемой на переменном оперативном токе. Реле разработаны на электромагнитном принципе с магнитной системой клапанного типа; обмотка электромагнитного реле включается в цепь трансформатора тока через встроенный в реле вспомогательный насыщающийся трансформатор и выпрямительный мост из германиевых диодов.

3. Пуск реле РП-341 осуществляется замыкающими или размыкающими контактами, а реле РП-321 только замыкающими контактами управляющих реле. Реле РП-341 имеет два переключающих контакта: один усиленный, переключающий без разрыва цепи, и один нормального исполнения. Усиленный контакт, как и в реле типа РТ-85 и др., способен шунтировать и дешунтировать цепь, питаемую от трансформаторов тока при вторичных токах до 150 А.

Контакты нормального  исполнения реле РП-321 и РП-341 способны размыкать цепь переменного тока с мощностью 450 ВА при токе 2А и  напряжении 220 В и замыкать цепь с  мощностью 1000 ВА при токе до 15А и  напряжении до 220 В. Технические данные промежуточных  реле приведены в  таблице 1.2.

Таблица 1.2  Технические данные промежуточных реле

Ток срабатывания, А	При параллельном соединении обмоток	5
	При последовательном соединении обмоток	2,5
Термическая устойчивость обмоток, А	Длительно	10
	В течение 4 с	150
Потребление мощности при токе 2Iср, ВА		10
Время срабатывания реле при токе 2Iср, с		0,05

 

4. Реле времени с синхронным микродвигателем РВМ-12 и РВМ-13 предназначены для создания выдержки времени в различных схемах релейной защиты, выполняемых на переменном оперативном токе. Реле состоит из двух насыщающихся трансформаторов, включаемых во вторичные цепи измерительных трансформаторов тока любых двух фаз трехфазной системы, электродвигателя и контактной системы. Включение электродвигателя в работу производится контактами других реле, причем он может правильно работать при включении только в какую-либо одну фазу (это должно обеспечиваться соответствующими управляющими контактами). Параллельно каждой вторичной обмотке насыщающегося трансформатора присоединены конденсатор и последовательно с ним добавочный резистор.

5. Реле промежуточные двухпозиционные типов РП-9 и РП-12 предназначаются для применения в цепях переменного тока в качестве вспомогательных реле. Реле имеют две магнитные системы, между которыми расположен якорь. В верхней части якоря имеется толкатель, который переключает контакты реле при притягивании его к одной или другой магнитной системе.

Для фиксации положения  якоря используется пружина. Последовательно  с обмотками реле блокирующие  контакты, поэтому одновременно питание  может быть подано только к одной обмотке подготовленной к действию магнитной системе.

При подаче рабочего импульса на обмотку магнитной системы, подготовленной к действию, якорь реле перекидывается, при этом размыкаются контакты, в цепи другой обмотки реле, - тем самым подготавливается работа его в обратном направлении. Технические характеристики промежуточного реле приведены в таблице 1.3

Таблица 1.3 Технические характеристики промежуточного реле

Тип реле	РП-9	РП-12
Номинальное напряжение, В	100; 127		220
Напряжение срабатывания	0,8 Uн
Потребляемая мощность, Uн, ВА	30
Термическая устойчивость	Uн  кратковременно
Исполнение контактов	7з и 7р	1з,   1р   и 2п
Пределы уставок времени срабатывания	0,06