Разработка системы электроснабжения завода Синергия ОЭЗ «Алабуга»

. На основании исходных данных были определены расчетные нагрузки 0,4 кВ цехов методом коэффициента спроса. По расчётным нагрузкам был произведён выбор цеховых ТП, выбраны трансформаторы типа ТМЗ мощностью 630, 1600 и 2500 кВА.Была рассчитана нагрузка 10 кВ и решены вопросы компенсации реактивной мощности. По расчётным данным на ПС выбраны 2 трансформатора типа ТРДН мощностью 40 МВА. Электроснабжение металлургическогоПП «Синергия» осуществляется от подстанции энергосистемы по двум воздушным ЛЭП - 110 кВ, выполненным проводом марки АС - 120/24 на двухцепных металлических опорах.Построена картограмма нагрузок и определено место расположения ПС. Для выбора электрооборудования ПС и были определены токи короткого замыкания.Схема распределения смешанная, с преобладанием радиальных линий.Считаем, что разработанная система электроснабжения ПП «Синергия» удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым нормативными документами.Список использованных источниковПравила устройства электроустановок – М.: Энергоатомиздат, 2011 г.Шеховцов В.П. Расчёт и проектирование систем электроснабжения. Методическое пособие по курсовому проектированию. Москва Форум-Инфра-М, 2004Белявин К.Е., Кузнецов Б.В., Электробезопасность при эксплуатации электроустановок. Изд. 2-е, Минск, УП Технопринт, 2004 Куценко Г.Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт электроустановок. Минск, Дизайн ПРО, 2003Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. Изд. 4-е, Москва, Высшая школа, 1990Липкин В.И., Князевский П.А. Электроснабжение промышленных предприятий. Изд. 3-е, Москва, Высшая школа, 1986Сибикин Ю.Д., Барэмбо К.Н., Селятенко И.Т. Эксплуатация и ремонт электрооборудования машиностроительных предприятий. Москва, Машиностроение, 1971ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документамПравила устройства электроустановок (ПУЭ). Изд. 7-е, Министерство энергетики Российской Федерации, 2011Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, Изд. 4-е, 2005Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учеб. пособие/. – 5-е изд. -СПб.: БХВ-Петербург, 2013.Оборудование и электротехнические устройства систем электроснабжения: справочник / под общ. ред. В. Л. Вязигина, В. Н. Горюнова, В. К. Грунина (гл. редактор). - Омск : Редакция Ом. науч. вестника, 2006. - 268 с.Озерский В.М. Расчеты электроснабжения промышленных объектов напряжением до 1000 В: Учеб. пособие /В.М. Озерский, И.М. Хусаинов, И.И. Артюхов. Саратов: СГТУ, 2010. - 74 с.Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 января 2013 г. - М. : КНОРУС, 2013. - 854 с.Производство электроэнергиии. Учебное пособие. С.С. Петрова, О.А. Васильева. 2012Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: учебник для учреждений сред. проф. образования / Л.Д.Рожкова, Л.К.Карнеева. Т.В.Чиркова. – 8-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 448с.Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования : РД 153-34.0-20.527 98 / под ред. Б. Н. Неклепаева. - Введ. 1998-03-23. - М. : ЭНАС, 2002. - 152 с.СП 52.13330.2011. Естественное и искусственное освещение. Дата введения 2011-05-20 Справочная книга по светотехнике/ Под ред. Ю.Б.Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 472с.Справочник по проектированию электрических сетей под редакцией Д.Л. Файбисовича, М.: Изд-во НЦ ЭНАС, издание 4-е, переработанное и дополненное. 2012Cкунов, М. А. Задачи сетевого планирования и расчета экономической эффективности : учебное пособие /М. А. Плескунов. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 92 с.Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем. Курс лекций Ч.1. релейная защита электрических систем / Сост. Ю.А. Ершов, А.В. Малеев, О.П. Халезина. – Красноярск: ИПЦ СФУ, 2007. – 178 с. Беляков Ю.С. Релейная защита, автоматика и телемеханика элек-троэнергетических систем и систем электроснабжения потребителей. Краткий курс. Конспект лекций. – Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2012. – 110 с. Баранов А.М. Устройства релейной защиты трансформаторов. Научная статья V Международной молодежной конференции «Молодежь и XXI век – 2015» 26-27 февраля 2015 г. Приложение 1Цифровая интегрированная защита и автоматика распределительных сетейНа проектируемой ПС 110/10 кВ применяются современные микропроцессорные цифровые устройства релейной защиты и автоматики фирмы ООО НПП ЭКРА г. Чебоксары с единым протоколом обмена данными, возможностью вывода данных о нормальном и аварийном режимах работы - «наверх».Данная микропроцессорная защита прекрасно зарекомендовала себя на российском рынке благодаря повышенной надежности, быстродействию, хорошо продуманному интерфейсу человек-машина и другим достоинствам. При проектировании релейной защиты ПС учитываются следующие особенности: - трансформатор установлен на трехтрансформаторной подстанции, питание трансформаторов осуществляется со стороны высшего напряжения; - на стороне высшего напряжения предусмотрена параллельная работа трансформаторов, на низшего напряжения (10 кВ) - раздельная работа;- трансформаторы имеют встроенное регулирование напряжения под нагрузкой (РНП) в нейтрали высшего напряжения в пределах ± 12 % номинального напряжения.Для организации защит и автоматики трансформатора Т1(Т2) предусматривается установка шкафов РЗА на базе терминалов МП РЗА, производства ООО «НПП «ЭКРА»:шкаф основных защит и автоматики регулирования напряжения трансформатора - шкаф типа ШЭ2607 155;шкаф резервных защит и автоматики трансформатора - нетиповой шкаф на базе типовых комплектов ШЭ2607 073 и ШЭ2607 161.На базе указанных шкафов реализуются два независимых комплекса защит трансформатора. Комплекты основных и резервных защит трансформатора подключаются к отдельным обмоткам трансформаторов тока. Питание комплектов по цепям оперативного тока осуществляется через раздельные автоматические выключатели[19].В составе шкафа ШЭ2607 155 предусмотрено два комплекта защит:комплект основных защит трансформатора, выполненный на базе терминала БЭ2704 041. Перечень используемых в составе терминала БЭ2704 041 функций защит представлен в таблице П1.1;комплект автоматики регулирования коэффициента трансформации (АРКТ), выполненный на базе терминала БЭ2502А05. Перечень используемых в составе терминала БЭ2502А05 функций защит представлен в таблице П1.2.Конструкция шкафа обеспечивает возможность независимого обслуживания комплектов.Таблица П1.3 – Используемые функции РЗА в составе терминала БЭ2704 041Таблица П1.4 – Используемые функции РЗА в составе терминала БЭ2502 №ФункцияДействие функции1Автоматикарегулирования коэффициента трансформации (АРКТ)Обеспечивает поддержание заданного уровня напряжения на шинах регулируемой секции шин с учетом допустимых уровней напряжения на контролируемой секции шин. Выбор регулируемой секции осуществляется по контролю включенного положение вводного выключателя на стороне НН1 или НН2 трансформатора. При включенном положении обоих вводных выключателей выбор регулируемой секции осуществляется в соответствии с заданной уставкой.2Контроль исправности приводных механизмов РПНОсуществляет выявление неисправностей приводного механизма РПН посредством контроля моментов возникновения и длительности присутствия сигнала о переключении привода. При выявлении неисправностей действует на сигнал и блокировку регулирования. При выявлении «самохода» приводного механизма РПН дополнительно формируется сигнал на отключение автоматического выключателя, питающего цепи управления приводным механизмом3Прием внешних сигналов блокировки регулированияПредусмотрен прием внешних сигналов о недопустимой перегрузке по току (из схемы комплекта основных защит) и о недопустимом снижении температуры в шкафе приводного механизма РПН (от датчика температуры). Осуществляет блокировку регулирования и действие на сигналБланк уставок на шкаф основных защит и АРКТ представлен в П110-0189-ЭП6-РЗ.БУ 1.В составе нетипового шкафа нетиповой шкаф на базе типовых комплектов ШЭ2607 073 и ШЭ2607 161 предусматривается три комплекта защит:комплект резервных защит трансформатора и автоматики управления выключателем на стороне ВН, выполненный на базе терминала БЭ2704 073. Перечень используемых в составе терминала БЭ2704 073 функций защит представлен в таблице П1.5;комплект защит и автоматики управления выключателем ввода НН1, выполненный на базе терминала БЭ2502 А0303;комплект защит и автоматики управления выключателем ввода НН2, выполненный на базе терминала БЭ2502 А0303. Перечень используемых в составе терминала БЭ2502 А0303 функций защит представлен в таблице П1.6.Конструкция шкафа обеспечивает возможность независимого обслуживания комплектов.Таблица П1.5 -Используемые функции РЗА в составе терминала БЭ2704 073№п/пФункцияДействие функции1Токовая отсечка (ТО)Действует без выдержки времени на отключение трансформатора аналогично ДЗТ2МТЗДействует с заданной выдержкой времени на отключение трансформатора, аналогично ДЗТ. Действие на отключение выключателей на сторонах НН1 и НН2 принято без запрета АВР, так как в режиме КЗ на секции шин НН1 или НН2 (когда необходимо блокировать действие АВР) до срабатывания МТЗ в составе БЭ2704 073 будет действовать МТЗ на соответствующей стороне в составе терминала основных защит и МТЗ в составе терминала РЗАсоответствующего выключателя трансформатора. Указанные защиты в случае повреждения секции шин сформируют сигнал запрета АВР. Для МТЗ предусматривается комбинированный пуск по напряжению от ТН на стороне НН1 или НН2. Для организации комбинированного пуска по напряжению в составе терминала используются собственные измерительные органы минимального междуфазного напряжения и максимального напряжения обратной последовательности. Указанные измерительные органы контролируют напряжение на трансформаторах напряжения примыкающих секций шин НН1 и НН23ГЗ Т и ГЗ РПНПредусматривается:прием сигнала о срабатывании отключающей ступени реле газовой защиты трансформатора с действием на отключение аналогично ДЗТ. Предусмотрена возможность перевода действия отключающей ступени ГЗ на сигнал;прием сигнала о срабатывании реле защиты переключающего устройства РПН с действием на отключение аналогично ДЗТ;контроль изоляции цепей газовой защиты трансформатора. При выявлении снижения изоляции цепей оперативного тока газовой защиты, приходящих на газовое реле, выполняет перевод действия данной ступени на сигнал с сигнализацией о неисправности цепей газовой защиты;контроль изоляции цепей газовой защиты РПН. При выявлении снижения изоляции цепей оперативного тока газовой защиты РПН, приходящих на реле защиты, выполняет перевод действия данной ступени на сигнал с сигнализацией о неисправности цепей газовой защиты РПН.4Автоматика управления выключателем 110 кВ (АУВ)Предусматривается:контроль исправности цепей управления;прием технологических сигналов о неисправности обогрева выключателя, о введенном местном управлении, об отключенном положении автоматического выключателя в цепях двигателя подзавода включающей пружины с действием на сигнал;- прием сигнала о невзведенном состоянии включающей пружины с действием на сигнал и блокировку включения;прием сигнала о снижении давления газа в выключателе с действием на сигнал;- защита электромагнитов управления выключателем от длительного протекания тока. Действует с заданной выдержкой времени и контролем тока в цепи электромагнита управления на отключение автоматического выключателя, обеспечивающего питание электромагнита управления;- сигнализации положения выключателя и аварийного отключения выключателя5Прием сигнала внешнего отключения трансформатораДействует без выдержки времени на отключение Трансформатора аналогично ДЗТФункции устройства резервирования отказов выключателя (УРОВ) 110 кВ в составе комплекта основных защит (терминал БЭ2704 041) и комплекта резервных защит (терминал БЭ2704 073) не используются. Использование данной функции не обеспечит ускоренной ликвидации повреждения, так как отсутствуют каналы для передачи команд телеотключения линии 110 кВ с питающего конца и блокирующий полукомплект основной защиты линии на реконструируемой ПС (т.е. реализовать действие на останов ВЧА основной защиты линии невозможно). Также, наличие УРОВ на В 110 кВ не ускорит действие АВР, так как защиты, при действии которых возможно действие УРОВ В 110 кВ (МТЗ ВН, ТО трансформатора, ДЗТ, ГЗ трансформатора и РПН), действуют на отключение выключателей на сторонах НН1 и НН2 без запрета АВР одновременно с действием на отключение В 110 кВ. Дополнительно следует учитывать, что в томе П110-0189-092-РЗ подтверждено резервирование отключения коротких замыканий за трансформатором защитами со стороны питающего конца В Л 110 кВ.Бланк уставок терминала БЭ2704 073 представлен в П110-0189-ЭП6-РЗ.БУ2.Для обеспечения возможности действия газовой защиты трансформатора и защиты переключающего устройства РПН через два независимых комплекса защит в рамках настоящего проекта предусматривается замена существующего реле газовой защиты трансформатора и реле защиты переключающего устройства РПН. К установке принимаются реле аналогичной конструкции (обеспечивающие возможность замены без внесения изменений в конструкцию трансформатора) оснащенные двумя замыкающими (нормально разомкнутыми) контактами, действующими на отключение трансформатора.Таблица П1.1 – Используемые функции РЗА в составе терминала БЭ2502 АОЗОЗ№п/пФункцияДействие функции1МТЗДействует с заданной выдержкой времени на отключение выключателя ввода с запретом АВР2Защитаминимальногонапряжения(ЗМН)Используется в качестве пускового органа по минимальному напряжению для АВР.Пояснения^ по действию ЗМН и АВР приведены после настоящей таблицы3Орган контроль наличия симметричного напряженияИспользуется в алгоритме АВР.Пояснения по действию АВР приведены после настоящей таблицы4Алгоритмы пуска и запрета АВРПояснения по действию АВР приведены после настоящей таблицы5Автоматика восстановления нормального режима (ВНР)Действует с заданной выдержкой времени на включение вводного выключателя и отключение секционного выключателя при появлении напряжения на трансформаторе после срабатывания АВР.Для контроля напряжения на трансформаторе предусматривается использование цепей трансформатора собственных нужд, включенного до ввода.6УРОВДействует с контролем тока в цепи выключателя ввода с заданной выдержкой времени на отключение трансформатора. Отключение трансформатора осуществляется через комплект основных защит трансформатора (БЭ2704 041) и комплект резервных защит на стороне ВН (БЭ2704 073). Пуск УРОВ осуществляется при приеме сигналов отключения от внешних защит (защит трансформатора в составе основных защит (БЭ2704 041), резервных защит на стороне ВН (БЭ2704 073) и при срабатывании МТЗ в составе РЗА ввода7АУВПредусматривается:контроль исправности цепей управления;сигнализации положения выключателя и аварийного отключения выключателя8Защита от потери питанияОсуществляет контроль мощности на вводе в направлении «к шинам». При выявлении исчезновения мощности на вводе и(ЗИП) -снижения частоты напряжения на ТН примыкающей секции тин действует с заданной выдержкой времени на отключение ввода без запрета АВР. ЗПП реализует защиту от подпитки коротких замыканий в трансформаторе и прилегающей сети от двигателей, подключенный к примыкающей секции шин. Указанная функция не является типовой для принятого к установке терминала РЗА и реализуется заводом- изготовителем в соответствии с заданием (картой заказа)9Прием сигналоввнешнегоотключенияПредусматривается прием:сигнала отключения от комплекта резервных защит и АУВ на стороне ВН и от комплекта основных защит трансформатора с действием на отключение с разрешением АВР;сигнала отключения от МТЗ на стороне НН1 и НН2 в составе комплекта основных защит трансформатора, для терминала ввода НН1 и НН2, соответственно, с действием на отключение и запрет АВРВ составе терминала БЭ2502 А0303 предусматривается следующее действие АВР:Для выявления исчезновения напряжения на примыкающей секции шин по причинам не связанным с отключением ввода предусматривается пусковой орган по минимальному напряжению, реализованный на базе функции ЗМН. ЗМН действует при симметричном снижении междуфазного напряжения на примыкающей секции птин с выдержкой времени на отключение ввода без запрета АВР. Предусмотрена блокировка действия ЗМН в следующих режимах:при фиксации отключения автоматического выключателя в цепях обмотки, соединенной по схеме «звезда», ТН примыкающей секции шин;при выявлении несимметрии напряжений на ТН примыкающей секции шин от собственного измерительного органа максимального напряжения обратной последовательности в составе терминала;при выведенном из работы АВР;при отсутствии сигнала о наличии симметричного напряжения на смежной секциишин;Для блокировки действия ЗМН смежного ввода при системных авариях (исчезновении напряжения на смежной секции шин и на примыкающей секции шин) предусматривается орган контроля наличия симметричного напряжения на ТН примыкающей секции "шин. Указанный орган формирует сигнал на разрешение работы ЗМН в составе РЗА смежного ввода;Алгоритмы АВР предусматривают:формирование сигнала на включение секционного выключателя (секционный выключатель между 1 и 3 секциями птин для вводов НН1, секционный выключатель между 2 и 4 секциями шин для вводов НН2, далее по тексту СВ) при аварийном отключении ввода без запрета АВР, при условии нахождения ввода в предшествующем режиме во включенном состоянии в течении времени готовности АВР и введенном в работу АВР;команда на включение СВ формируется с выдержкой времени и контролем отсутствия напряжения на примыкающей секции шин. Указанные мероприятия исключают возможность несинхронного включения синхронных двигателей примыкающей секции относительно смежной секции шин в момент включения СВ;выдержка времени готовности АВР набирается при включенном положении ввода и отсутствии сигналов запрета АВР. Указанная выдержка времени исключает возможность формирования сигнала на включение СВ от АВР при неуспешном опробовании секции тттин от ввода. Сброс выдержки времени готовности АВР осуществляется при формировании сигнала запрета АВР и при действии терминала защит ввода на включение секционного выключателя. Последнее обеспечивает однократность действия АВР в составе РЗА ввода на включение СВ;сигнал запрета АВР формируется при срабатывании МТЗ в составе терминала РЗА ввода, приеме сигнала отключения с запретом АВР от комплекта основных защит трансформатора (сигнала о срабатывании МТЗ НН1 для ввода НН1 и МТЗ НН2 для ввода НН2 в составе терминала основных защит).Бланк уставок терминала БЭ2502 А0303 представлен в П110-0189-ЭП6-РЗ.БУЗ.Технические решения в части существующих устройств РЗАВ части существующих устройств РЗА в рамках настоящего проекта предусматривается организация взаимодействия существующей автоматики управления на секционных выключателях, в части реализации команд на включения от АВР в составе РЗА вводов. Существующие схемы алгоритмов АВР и пускового органа по минимальному напряжению для АВР на секционных выключателях выводятся из работы.Технические решения по регистрации аварийных событий и процессовВ настоящий момент на реконструируемой ПС отсутствует автономный, регистратораварийных событий. Пеконструируемая ПС является тупиковой, установка автономного РАС не требуется.Для обеспечения анализа действия устройств РЗА при возникновении аварийных ситуаций проектом предусматривается использование встроенных функций РАС в составе вновь устанавливаемых МП РЗА.Управление реконструируемыми присоединениямиВ соответствии с заданием на проектирование в рамках настоящего проекта предусматривается установка выключателя на стороне 110 кВ трансформатора Tl, Т2 и демонтаж существующих отделителей и короткозамыкателей 110 кВ.В рамках настоящего проекта, для управления вновь устанавливаемыми выключателями 110 кВ, предусматривается размещение ключей управления в составе существующих панелей управления трансформаторов.Для управления вновь устанавливаемыми разъединителями 110 кВ с двигательными приводами проектом предусматривается использование ключей (кнопок) управления в составе вновь устанавливаемых шкафов управления разъединителем (ШУР) в ОРУ 110 кВ.Измерение электрических величинДля визуального контроля режима работы вновь вводимых В 110 кВ, а также контроля напряжения на вновь устанавливаемых ТН 110 кВ для каждого трансформатора предусматривается установка универсального цифрового измерительного прибора в составе панели управления трансформатором. Указанный прибор кроме непосредственно индикации текущих измерений обеспечивает передачу информации к техническим средствам организации телеизмерения.СигнализацияВ объеме настоящего проекта предполагается использование существующей центральной сигнализации. Вновь устанавливаемые устройства подключаются к существующим шинкам сигнализации.В составе существующих панелей управления предусматривается размещение ламп сигнализации положения вновь устанавливаемых _В110 кВ. Лампы сигнализации размещаются взамен существующих ламп сигнализации положения отделителей 110 кВ.Оперативная блокировкаДля исключения ошибочных действий персонала в процессе производства оперативных переключений проектом предусматривается интеграция вновь вводимых разъединителей в существующую схему ОБР.Технические решения в части ТН 110 кВВновь устанавливаемые ТН 110 кВ используются для организации подключения приборов учета на стороне 110 кВ трансформаторов. Резервирование цепей ТН 110 кВ проектом не предусматривается. Для обеспечения сигнализации об аварийном отключении автоматических выключателей во вторичных цепях ТН предусматривается установка указательного реле в составе шкафа основных защит и АРКТ трансформатора, для ТН 110 кВ в цепи Т1 - в составе шкафа основных защит Т1, для ТН 110 кВ в цепи Т2 - в составе шкафа основных защит и АРТКТ Т2.Решения по установке и демонтажу устройств РЗАШкаф основных защит и АКРТ Т1 устанавливается на место панели №3. Шкаф резервных защит и автоматики Т1 устанавливается на место панели №4.При этом существующие панели защит и автоматики Т1, ОД и КЗ Т1 №3 и №4 демонтируются.Шкаф основных защит и АКРТ Т2 устанавливается на место панели №6. Шкаф резервных защит и автоматики Т2 устанавливается на место панели №7.При этом существующие панели защит и автоматики Т1, ОД и КЗ Т2 №6 и №7демонтируются..Перечень вновь устанавливаемых устройств РЗА представлен в таблице П1.1 Таблица П1.1- Вновь устанавливаемые устройства РЗА№п/пНаименование устройстваМестоустановкиПримечание1Шкаф основных защит и АРКТ Т14На место существующих панелей РЗА Tl, Т22Шкаф резервных защит и автоматики Т133Шкаф основных защит и АРКТ Т264Шкаф резервных защит и автоматики Т27 Перечень демонтируемых устройств РЗА представлен в таблице П1.2Таблица П1.2 - Демонтируемые устройства РЗА№ п/пНаименование устройстваМесто установкиПримечание1Панель автоматики вводов 10 кВ Т132Панель автоматики ОД и КЗ Т143Панель автоматики ОД и КЗ Т264Панель автоматики вводов 10 кВ Т27С учетом этого на силовых трансформаторах ТРДН-40000/110 подстанции 110/10 кВ устанавливаются шкаф типа ШЭ 2607 152.Для каждого комплекта обеспечивается возможность задания восьми групп уставок.Автоматика понизительной подстанции напряжением 110/10 квПроектируемым объектом является понизительная подстанция 110/10 кВ с тремя трансформаторами мощностью 40 МВА. Данные трансформаторы оборудованы встроенным устройством РПН. Диапазон регулирования напряжения на шинах НН 6,6±1,44 кВ с интервалом 0,16 кВ.На проектируемой подстанции применяются современные микропроцессорные защиты трансформаторов, выключателей, шин и других устройств на базе микропроцессорных устройств НПП «ЭКРА». Поэтому целесообразно выполнить автоматику проектируемой подстанции на микропроцессорных устройствах НПП «ЭКРА».В качестве автоматического регулирования коэффициентов трансформации трансформатор устанавливается терминал БЭ2502А0501 в составе шкафа 152, в качестве автоматической частотной разгрузки – терминал БЭ2502А11, в качестве автоматического включения резервного питания 10 кВ применяется терминал БЭ2502А02.