Заказ: 2510 ВКР Май 2017

Система микрокомпьютера выполняет следующие функции:– фильтрация и создание условий для измерительных сигналов;– непрерывный контроль измерительных сигналов;– контроль условий срабатывания для каждой функции защиты;– формирование измерительных сигналов, т.е. преобразование токов в соответствии с группой соединения защищаемого силового трансформатора и приведение амплитуд токов;– формирование дифференциальных величин и величин торможения;– анализ частот фазных токов и величин торможения;– расчет абсолютных величин токов для термической характеристики и сканирования увеличения температуры защищаемого объекта;– опрос пороговых величин и согласование имен;– обработка сигналов для логических функций;– обработка логических функций, определенных пользователем;– принятие решений о выдаче команд на отключение;– проверка и выдача команд для коммутационных устройств;– хранение информации о повреждении, аварийных сигналов и записанных данных для системного анализа повреждения;– расчет и выдача на экран измеряемых величин и величин, полученных на их основе;– работа системы и управление дополнительными функциями, такими как запись данных, часы реального времени, коммуникации, интерфейсы и т.д.Информация проходит через входной усилитель “ОА”.Сервисный интерфейс, кроме того, может быть использован для подключения RTD–датчика, для получения внешней температуры, для обработки, например, в защите от перегрузки. Дополнительный интерфейс может быть также использован для подключения RTD–датчика.Терминал 7UT6 может быть запитан любым обычным напряжением источника питания. Кратковременные падения напряжения питания, которые могут происходить при коротких замыканиях в системе питания, игнорируются из-за наличия конденсатора.Дифференциальная защита основывается на сравнении токов, т.е. на том факте, что при нормальной работе по обеим половинам защищаемого объекта (рисунок 18.2) протекает одинаковый ток i (пунктирная линия). Этот ток втекает в один конец рассматриваемой зоны и вытекает из другого. Разность токов является четким индикатором повреждения в данной зоне. Если реальные коэффициенты трансформации одинаковы, то вторичные обмотки трансформаторов тока СТ1 и СТ2, расположенных по сторонам защищаемого объекта могут быть объединены в замкнутую вторичную цепь, по которой потечет вторичный ток I; измерительный элемент М, подключенный к точке электрического баланса, будет показывать ноль при нормальной работе.Рисунок 2.34 - Базовый принцип действия дифференциальной защиты для зоны с двумя сторонами (однолинейная иллюстрация)При возникновении повреждения в зоне, ограниченной трансформаторами тока, ток I1+I2, пропорциональный токам повреждения i1+i2, потечет через измерительный элемент. В результате простая цепь, показанная на рисунке 18.2, обеспечит надежное отключение от защиты, если ток повреждения, протекающий в защищаемой зоне, окажется достаточно большим, чтобы его почувствовал элемент М.При возникновении внешнего повреждения, обеспечивающего протекание большого тока в защищаемой зоне, разности в магнитных характеристиках трансформаторов тока СТ1 и СТ2 (рисунок 18.2) в условиях насыщения могут вызвать протекание большого тока через измерительный элемент М. Если амплитуда этого тока превышает соответствующее пороговое значение, защита может выдать сигнал на отключение, даже если повреждение находится вне защищаемой зоны. Торможение током предотвращает такое неправильное действие защиты.Если система дифференциальной защиты используется для защищаемого объекта с двумя сторонами, то величина торможения получается либо из разницы токов , либо из арифметической суммы токов . Оба метода эквивалентны в определенных диапазонах стабилизирующей характеристики. Если система дифференциальной защиты используется для защищаемого объекта с тремя и более сторонами, например, для защиты двухобмоточного трансформатора или шин, торможение возможно только при использовании метода арифметического суммирования. Последний метод используется в защите 7UT6 для всех защищаемых объектов.При защите силовых трансформаторов вторичные токи трансформаторов тока не равны, но они зависят от коэффициента трансформации, группы соединений обмоток и номинальных токов защищаемого силового трансформатора. Однако для операции сравнения токи должны быть приведены.Приведение различных коэффициентов трансформации силовых трансформаторов и трансформаторов тока и смещения фаз в соответствии с векторной группой защищаемого трансформатора выполняется чисто математически. Как правило, установка внешних выравнивающих трансформаторов не требуется.Входные токи преобразуются относительно номинальных токов силового трансформатора. Для этого в терминал защиты необходимо ввести номинальные данные трансформатора, такие как номинальная мощность, номинальное напряжение и номинальные первичные токи трансформаторов тока.Газовая защита трансформатораГазовая защита, согласно [1], является основной защитой трансформаторов, установленных на ПС. Газовая защита используется от всех повреждений внутри бака трансформатора и в контакторных объемах РПН, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла.Действие газовой защиты основано на использовании явления газообразования, т. к. образование газа является следствием разложения масла под действием электрической дуги при витковых замыканиях или при недопустимом нагреве стали магнитопровода, а также при многофазных КЗ в обмотках трансформатора. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. В зависимости от этого защита действует или на сигнал или на отключение.Газовая защита трансформатора выполняется с использованием релетипа РГТ-80, а в качестве газовой защиты для отсека РПН – струйное реле РСТ-25.Газовое реле имеет два контакта, один из которых действует на сигнал, второй - на отключение выключателя. Сигнальный элемент реагирует на объем выделившегося внутри бака газа или на факт утечки масла. Отключающий элемент реагирует на скорость движения масла из бака в расширитель, т. е. на быстроту образования газа внутри бака, или на полное исчезновение масла.Струйное реле типа PCТ-25 применяется для защиты устройства РПН трансформатора. Струйное реле отличается от газового тем, что у него нет сигнального элемента, а имеется только отключающий.Газовое реле РГТ-80 и струйное реле РСТ-25 разработаны и выпускаются совместно ОАО «Фирма ОРГРЭС» и ОАО ВНИИР с 1996 года.Типы реле, диаметр проходного сечения, форма фланцев, а также уставки реле по скорости потока масла приведены в табл. 2.57.Таблица 2.85.Тип релеДиаметр проходного сечения, ммФорма фланцаУставка по скорости потока масла, м/сРГТ-8080Квадратный0,65;{1};1,5РСТ-2525круглый0,9;1,2;{1,5};2;2,53. Организационно-экономическая часть проекта реконструкции сети3.1. Составление сметы расходов на реконструкцию сетиТехнико-экономическое сравнение вариантов будет произведено по [26]. Для этого будут составлены сметы расходов на эксплуатацию сетей ЭС.Капиталовложения на создание сети определяются по выражению:, (3.1)где КС – капитальные вложения на создание сети, тыс. руб.; КП – постоянная часть затрат на сеть, тыс. руб.;КТР – транспортные расходы;КПР– капитальные вложения на создание проекта, тыс. руб.Капитальные вложения на создание сети, (3.2)где Кпс - капитальные вложения в подстанции;Кл - капитальные вложения в линии, определяют по формуле,(3.3)где - стоимость одного километра линии, тыс.руб./км.; - длина линии, км. Тогдатыс.руб. (3.4) Для других участков сети расчет производится аналогично. Капитальные вложения в линии варианта 1 приведены ниже:Линия2 – 6 6 – 5 5 – 4 4 – 1 2 – 3 Кл, тыс.руб.1360812600139121058413860∑Кл, тыс.руб..64564Капитальные вложения в подстанции складываются из стоимости ячеек.Для определения капитальных вложений в подстанции составим таблицу 3.1.Таблица 3.1 – Капитальные вложения в подстанцииТип элементаВариант 1Вариант 4КоличествоСтоимость, тыс. руб.КоличествоСтоимость, тыс. руб.Ячейки ОРУ-110 кВ25210002319320Суммарные капиталовложения в вариант 1 развития сети тыс. руб. (3.5) Для второго варианта расчет аналогичен.Капитальные вложения в линии варианта 4 приведены ниже:Линия2 – 66 – 55 – 33 – 44 – 1Кл, тыс.руб.11592121689126789610584∑Кл, тыс.руб.51366Суммарные капиталовложения в вариант 4 развития сети тыс. руб. (3.6) Транспортные расходы принимаем как 20% от стоимости сети. Таким образом, транспортные расходы для варианта 1 развития сети составляют КТР 1вар = 17112,8 тыс.руб., а транспортные расходы варианта 4 составляют КТР 4вар = 14137,2 тыс.руб.Постоянную часть затрат принимаем как 8% от стоимости сети. Таким образом, постоянная часть затрат для варианта 1 развития сети составляют ЗП 1вар = 6845,1 тыс.руб., а постоянная часть затрат для варианта 4 составляют ЗП 4вар = 5654,9 тыс.руб.Капиталовложения на создание сети варианта 1:(3.7) Капиталовложения на создание сети варианта 4:(3.8)Затраты на эксплуатацию сетиЗатраты на эксплуатацию сети состоят из оплаты труда оперативного и ремонтного персонала, обслуживающих данную сеть, амортизационных отчислений, стоимости расходных материалов, налога на имущество и стоимости потерь электроэнергии.Затраты на потери электроэнергии 1 варианта.По [2] принимаем удельную стоимость потерь энергии β= 0,8 руб/кВт∙ч.Число часов максимальных потерь в году определяется по формулеч, (3.9)где Тmax – число часов использования максимума нагрузок.Издержки на потери в электрической сети определяются по формуле, (3.10)где –суммарные переменные потери мощности в сети, МВт (для варианта 1) и МВт (для варианта 4);–суммарные потери холостого хода трансформатора, =0,256 МВт.; (3.11). (3.12) Данную сеть обслуживают шесть человек из оперативного персонала, четыре из ремонтного, а также мастер и начальник. Оперативный персонал – четверо с пятым разрядом, двое с четвертым; ремонтный – двое с пятым разрядом, двое с четвертым.Так как число подстанций не изменяется, то количество человек в обоих вариантах одинаково. Расчет затрат на эксплуатацию подстанции сведем в таблицу 3.2.Таблица 3.8 – Зарплата обслуживающего персоналаТаблица 3.3 – Затраты на эксплуатациюПоказателиПримечаниеВариант 1 развития сетиВариант 4 развития сетиСтоимость потерь электроэнергии, тыс. руб.см. ф. (20.22), (20.23)8805,8710165,75Затраты на расходные материалы, тыс. руб.1% от К1385,471195,04Амортизационные отчисления, тыс. руб.2% от К2771,742390,07Налог на имущество, тыс. руб.2% от К2771,742390,07Итого ЗЭКС, тыс. руб.Общая сумма17234,6617640,77Затраты на амортизационные отчисления принимает 2% от К, т.к. срок службы сети 50 лет.Расчет себестоимости передачи и распределения электроэнергии Калькуляционной единицей в электрических сетях является 1 кВт·ч, для них и рассчитывается себестоимость передачи и распределения, которая определяется по формуле, (3.13)где Зэксп – затраты на эксплуатацию, тыс. руб;-годовой полезный отпускэлектроэнергии, определяется по следую-щей формуле==135·4500 =607500 МВт·ч, (3.14)где Рмах- максимальная активная нагрузка, МВт;- годовое число часов использования максимума активной нагрузки i-го потребителя.Тогда себестоимость передачи и распределения 1 кВт·ч электроэнер-гии для варианта 1 развития сети= коп/ кВт·ч. (3.15) Себестоимость передачи и распределения 1 кВт·ч электроэнергии для варианта 4 развития сети= коп/ кВт·ч. (3.16) 3.2. Расчет окупаемости проекта реконструкцииАнализ полученных решений показывает, что реконструкция системы электроснабжения рациональна, при этом устанавливается более современное оборудование, с меньшими затратами на эксплуатацию, более удобным обслуживанием, а также рядом других преимуществ.Экономический эффект и срок окупаемости определяется путем расчета денежного потока по выручке для каждого варианта развития сети.Определим сумму реализации электроэнергии в год.Суммарный отпуск энергии в энергосистему по (3.17). (3.18)Определим процент потребления электроэнергии различными потребителями. Сумма реализации электроэнергии в год определяется по формуле, (3.19)где Снас - средняя цена 1 кВт∙ч для населения равна, коп/кВт∙ч(Снас = 98 коп/кВт∙ч); Спром - средняя цена 0,8 кВт∙ч для промышленных потребителей равна, коп/кВт∙ч(Спром= 80 коп/кВт∙ч);Wнас, Wпром – потребление электроэнергии соответствующими потребите-лями, % (Wнас = 20%, Wпром = 80 %).Wнас = 0,2 ∙ 6075 ∙ 105 = 1215 ∙ 105кВт∙ч; (3.20) Wпром = 0,8 ∙ 6075 ∙ 105 = 4860 ∙ 105кВт∙ч; (3.21) D = 0,98 ∙ 1215 ∙ 105 + 0,8 ∙ 4860 ∙ 105 = 507870 тыс. руб. (3.22) Прибыль в сети определяется как разность между суммой реализации переданной потребителю электроэнергии и стоимостью электроэнергии отпущенной в энергосистему для передачи и распределения, за вычетом себестоимости передачи и распределения электроэнергии и годовыми эксплуатационными расходами.Расчет денежных потоков сведем в таблицу 3.4.Таблица 3.4 – Расчет денежного потока по выручкеПоказательПримечание1 вариант4 вариант1234Выручка, тыс.руб.507870507870Себестоимость передачи и распределения электроэнергии, Спер = Рmax ∙ Tmax ∙ Sпер1725317617,5Стоимость электроэнергии отпущенной для передачи и распределения, тыс.руб.Сэн = Рmax ∙ Tmax ∙ Cэн = 135000∙ 4500 ∙ 0,7= 425250425250425250 Годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб.17234,6617640,77Прибыль, тыс. руб.П=D.- Спер-ЗЭКС-Сэн48132,3447361,73Чистая прибыль, тыс. рубгде - налог на прибыль (24% от налогооблагаемой прибыли).36580,5835994,91Амортизация, тыс.руб.Таблица 3.82771,742390,07Чистый денежный поток, тыс.руб39352,3238384,98Таблица 3.5 – Расчет чистого денежного дисконтированного потока ПояснениеВариант 1Вариант 4ЧДП диск. за 1 год, тыс.руб.3513634272,3ЧДП диск. за 2 год, тыс.руб.31371,4330600,27ЧДП диск. за 3год, тыс.руб.28010,227321,67ЧДП диск. за 4 год, тыс.руб.25099,124394,34ЧДП диск. за 5 год, тыс.руб.22329,5621780,67Суммарный ЧДП диск.за 5 лет, 141946,29138369,25Срок окупаемости определяется с помощью суммирования ЧДП диск. до того момента, пока сумма не превысит капитальные вложения К (определяет-ся в программе Microsoft Excel). Таким образом, срок окупаемости проектов составляет 5 лет.Определяем чистый дисконтированный доход, варианта 1:(3.48)где Е- нормативный коэффициент экономической эффективности, в энергети-ке принимается равным 0,12;Определяем чистый дисконтированный доход, варианта 4:(3.49) Определяем индекс доходности, варианта 1:. (3.23)Определяем индекс доходности, варианта 2 по выражению:. (3.24)Определяем экономический эффект, по выражению:(3.25)Анализ результатовПо результатам технико-экономического сравнения вариантов сетей с различной протяженностью линий, очевидно, что вариант 4 является экономически эффективным, эффект по выручке составляет 15466,76 тыс.руб. Себестоимость передачи и распределения электроэнергии составляет 2,9 коп./кВт·ч. Окупаемость проекта составляет 5 лет (таблица 3.9). ЗаключениеВ выпускной квалификационной работе был выполненпроект реконструкции электрической сети района, проведен расчет установившихся режимов, в том числе и послеаварийных, регулирование напряжения с учетом нормативных требований, а также определение технико-экономических показателей электрической сети.В ходе выполнения работы рассмотрены возможные варианты развития электрической сети 110 кВ для пяти подстанций, произведён выбор рационального варианта. Выполнен выбор оборудования и разработано конструктивное выполнение подстанции.Выбор наилучшего варианта сети выполнен на основе сравнения приведённых затрат.Список использованной литературыПравовые актыПУЭ седьмое издание Правила устройства электроустановок (ПУЭ), Издательство НЦ ЭНАС, 2003.СТО 56947007-29.240.10.028-2009 Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС), ОАО «ФСК ЕЭС», 2009.Приказ от 30 июня 2003 г. N 284 Об утверждении рекомендаций по технологическому проектированию воздушных линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше.Рекомендации по техническому проектированию подстанции переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ СО 153-34.35.120-2006. Утверждены приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 16.06.06 № 187, приказом ОАО «Институт Энергопроект» от 03.07.06 № 18 эсп. – М.: Изд-во стандартов, 2006.Проектная Программа реконструкции распределительных сетей республики Саха (Якутия) Якутск 2012г. Правила пожарной безопасности для электрических предприятий РД 153.-34.0-03.301-00 (ВППБ 01-02-95). - М.: Изд-во стандартов, 2000. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. – М.: Изд-во стандартов, 2003.Источники на русском языкеСибикин Ю.Д. Электроснабжения промышленных и гражданских предприятий М.: Энергоатомиздат. 1983. 363 с.Князевский В.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий М.: Высшая школа 1986. Мельников М.А. Внутризаводское электроснабжение: Учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2004. 159с.Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989.Герасименко А.А., Федин В.Т. Передача и распределение электрической энергии, 2008г. Боровиков В.А. - Электрические сети энергетических систем – 1977 г.Рожкова Л. Д., Козулин В. С., “Электрическое оборудование станций и подстанций”, М.: Энергия 2005г. Крючков И.П., Кувшинский Н. Н., Неклепаев Б. Н., “Электрическая часть электростанций и подстанций”, М.: Энергоатомиздат 2007г. А.А. Глазунов, А.А. Глазунов “Электрические системы и сети”. М.: Госэнергоиздат 1960г.В.А. Веников, А.А. Глазунов, Л.А. Жуков “Электрические системы и сети”. М.: Академия 1998г.Л.А. Солдаткина - Электрические системы и сети. Четвертое издание. Москва: Энергия 1989г.Чернобровов Н.В. «Релейная защита». Издание 4,М –«Энергия», 1971 г. – 624с.Какуевицкий Л.И., Справочник релейной защиты и автоматики, «Энергия», 1968 г.Шпиганович А. Н., Гамазин С. И., Калинин В. Ф. Электроснабжение: Учебное пособие. Елец: ЕГУ им. И. А. Бунина, Липецк: ЛГТУ, 2005. 90 с.Федоров А. А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. М.: Энергоатомиздат. Т.1. Электроснабжение, 1986. 567с.Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных зданий: Учеб. для студ. сред. проф. образования. М.:Издательский центр «Академия», 2006. 368 с.«Реконструкция ПС 110/10 кВ ПГВ в виду увеличения производственных мощностей ООО «Братский завод ферросплавов»». Проектная документация. Перечень мероприятий по охране окружающей среды. 2372-ООС, ЗАО «Электросетьпроект».Справочник по проектированию электрических сетей под редакцией Д.Л. Файбисовича, издание 4-е, переработанное и дополненное. 2012Электрооборудование электрических станций и подстанций. Учебник 4-е издание; Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева, Т.В. Чиркова, 2007Электрическая часть систем электроснабжения станций и подстанций. Учебное пособие. А.К. Черновец, А.А. Лапидус, 2006Производство электроэнергиии. Учебное пособие. С.С. Петрова, О.А. Васильева. 2012Электрическая часть атомных и гидравлических станций. Учебное пособие. О.Н. Алексеева, А.К. Черновец, Ю.М. Шаргин, 1998Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования. Под ред. И.П.Крючкова и В.А.Старшинова. – М.: Изд. Центр «Академия», 2005. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учеб. пособие/. – 5-е изд. -СПб.: БХВ-Петербург, 2013. Теплотехническое и электротехническое оборудование: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Сост.: О.Г. Губаева, Ю.Н. Зацаринная, Е.А. Миронова, А.М. Семененко, Е.А. Федотов. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2012. – 64 с. Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К., Чиркова Т.В., «Электрооборудование электрических станций и подстанций», 5-е издание, М.: 2008. Лихачев В.Л. Электротехника. Справочник. Том 1./В.Л. Лихачев. – М.: СОЛОН-Пресс, 2003.Справочник по проектированию электроснабжения под ред. Ю. Г. Барыбина и др. – М.: «Энергоатомиздат», 1990 г.Пособие по дипломному проектированию: комплекс учебно-методических материалов / Г.Я.Вагин, Е.Н.Соснина, А.М.Мамонов, Е.В.Бородина; Нижегород. Гос. техн. ун-т им. P.E.Алексеева. Нижний Новгород, 2009. – 167 с.Головкин Н.Н., Карпова Э.Л., Федоров О.В. Технико-экономические расчеты в дипломном проектировании. Учебное пособие. Н.Новгород, НГТУ, 1991.-104 с.Защита электроустановок от прямых ударов молнии: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров и др. Н.Новгород, 2001. – 11с.Защитное заземление электроустановок: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров и др. Н.Новгород, 2001. – 19с.Методические указания к выполнению графической части курсовых и дипломных проектов / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров. Н.Новгород, 2002. – 33с.Г.Я.Вагин, Н.Н.Головкин, О.В.Маслеева Пособие по дипломному проектированию для студентов специальности 1004 "Электроснабжение". Справочник по проектированию подстанций 35 – 500 кВ/ Г.К. Вишняков, Е.А. Гоберман, С.Л. Гольцман и др.; Под ред. С.С. Рокотяна и Я.С. Самойлова. – М.: Энергоиздат, 1982. – 352., ил. Шабад М. А. Автоматизация распределительных электрических сетей с использованием цифровых реле: Учебное пособие. – СПб.: Изд. ПЭИпк, 2002.