Дипломная (вкр): Реконструкция системы электроснабжения и релейной защиты подстанции

Реконструкция системы электроснабжения и релейной защиты подстанции

Аннотация

Дипломная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы.

В первой главе рассмотрены показатели экономической эффективности, Классификация показателей эффективности и принципы оценки экономической эффективности РЗ.

Во второй главе предоставлена информация о проекте подстанции «Бишкуль», в вкратце даны сведения защиты.

В третьей главе автором, рассчитаны показатели экономической эффективности, расчет технико-экономических показателей подстанции и дан вывод о экономической целесообразности выполнения данного проекта.

В заключении кратко изложены конкретные задачи, которые решались в дипломной работе.

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы методики расчета экономической эффективности от внедрения релейной защиты подстанции

.1 Понятие эффективности РЗА

.2 Показатели экономической эффективности

.3 Классификация показателей эффективности

.4 Классификация показателей надежности

.5 Оценка показателей надежности

.6 Оценка показателей эффективности

.7 Принципы оценки экономической эффективности РЗ

Глава 2 Описание проекта по внедрению релейной защиты на п/с "Бишкуль" 110/10 кВ

.1 Описание и характеристика Электроэнергетики Казахстана

.2 Устройство защиты трансформатора Siprotek

Глава 3. Оценка экономической эффективности внедрения релейной защиты на п/с "Бишкуль" 110/35/10 кВ

.1 Основные направления совершенствования техники и технологии в ПЭС

.2 Экономическая эффективность внедрения релейной защиты на «Бешикуль» 110/10 кВ

.3 Расчет технико-экономических показателей подстанции

.4 Расчет эксплуатационных издержек

.5 Расчет себестоимости и прибыли на передачу электроэнергии

.6 Показатели финансово-экономической эффективности инвестиций

Вывод по главе

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Актуальность дипломной работы:

Статистика показывает, что многолетние работы по переводу релейной защиты в Казахстане на современную элементную базу во многих случаях привели к усложнению схем, снижению общей эффективности защиты и существенному увеличению процента неправильных действий. В некоторых случаях процент неправильных действий защиты достигает 40-50%. Большое количество неправильных действий защиты происходит по вине обслуживающего персонала. Многие комплекты и устройства РЗА, находящиеся в эксплуатации в энергосистемах, выработали свой ресурс, что привело к росту частоты отказов РЗА, связанных со старением аппаратуры.

Целью данной работы является определение экономических показателей эффективности, дающих объективную и обоснованную характеристику планируемого проекта. В ходе работы было уделено внимание важным аспектам и направлению в проведении анализа экономической эффективности.

Так же были выполнены определенные задачи:

.        Определение экономической эффективности;

.        Расчет эксплуатационных издержек;

.        Расчет себестоимости и прибыли на передачу электроэнергии;

.        Расчет технико-экономических показателей подстанции.

Работа содержит в себе полный проектный выбор высоковольтного оборудования устройств релейной защиты и измерения, также сделано технико-экономическое сравнение различных вариантов для оборудования, закладываемого в проектирование. Проектный расчет содержит в себе полный список защит, требуемый ПУЭ касательно электрической подстанции, а именно максимальная токовая защита силового трансформатора с основной дифференциальной защитой, газовая защита реле Бухгольца. Защиты линий 110кВ максимальная токовая защита, токовая отсечка и как основная дистанционная защита линии.

В то же время внедрение микропроцессорных терминалов защиты в практику в настоящее время является насущной необходимостью. Рассматривается вопрос о применении оптоэлектронных трансформаторов тока, использовании «интеллектуальных» комплектов РЗА, совмещающих функции нескольких защит, устройств автоматики и т.д. В связи с этим назрела потребность в анализе надёжности «типовых схем» релейной защиты основных элементов подстанций и сетей напряжением 110-750 кВ и разработке рекомендаций по оптимизации структуры комплектов защиты.

Предметом исследования является надёжность функционирования систем РЗА, схемы резервирования комплектов релейной защиты применительно к защищаемым объектам.

При решении поставленных в работе задач использованы: методы исследования информации, методы исследования процессов вычислительные эксперименты.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Повышение надёжности РЗА является эффективной мерой предотвращения аварийных последствий, вызываемых отказами в её функционировании.

Глава 1. Теоретические основы методики расчета экономической эффективности от внедрения релейной защиты подстанции.

1.1    Понятие эффективности РЗА

Роль системы РЗА - минимизировать отрицательный эффект от возникающих в энергосистеме разного рода повреждений и анормальных режимов. Кроме того, внедрение в практику более совершенных (например, быстродействующих) защит в ряде случаев улучшает характеристики использования имеющегося силового оборудования (скажем, повышает пропускную способность линий электропередачи), что дает дополнительный положительный эффект.

Понятие «эффективность РЗА» характеризует степень целесообразности применения устройства или системы в определенных условиях.

Сама по себе система РЗА не обладает собственной эффективностью, так как не производит реальный материальный продукт, она эффективна только применительно к конкретному объекту, который она обслуживает. Иными словами, устройства РЗА в энергосистеме выполняют сервисные функции и эффективны лишь постольку, поскольку влияют на эффективность работы первичного оборудования.

Таким образом, термин «эффективность» применительно к РЗА имеет особый смысл и может быть определен как свойство системы РЗА снижать отрицательный эффект от повреждений в энергосистеме.

1.2 Показатели экономической эффективности.

Измерение эффективности производства предполагает установление критерия экономической эффективности, который должен быть единым для всех звеньев экономики - от предприятия до народного хозяйства в целом. Таким образом общим критерием экономической эффективности производства является рост производительности общественного труда. В настоящее время экономическая эффективность производства оценивается на основе данного критерия, выражающегося в максимизации роста национального дохода (чистой продукции) на единицу труда. На уровне предприятия формой единого критерия эффективности его деятельности может служить максимизация прибыли

Экономический эффект - это абсолютный показатель (прибыль, доход от реализации и т.п.), характеризующий результат деятельности предприятия. Основной показатель, характеризующий экономический эффект от деятельности производственного предприятия, - это прибыль.

Эффективность производства находит конкретное количественное выражение во взаимосвязанной системе показателей, характеризующих эффективность использования основных элементов производственного процесса. Система показателей экономической эффективности производства должна соответствовать следующим принципам:

- обеспечивать взаимосвязь критерия и системы конкретных показателей эффективности производства;

определять уровень эффективности использования всех видов, применяемых в производстве ресурсов;

- обеспечивать измерение эффективности производства на разных уровнях управления;

стимулировать мобилизацию внутрипроизводственных резервов повышения эффективности производства

1.3 Классификация показателей эффективности

Эффективность РЗА зависит от свойств защищаемого объекта, т.е. от его аварийности и аварийности окружающей его части электрической системы, от функций, которые объект выполняет в энергосистеме.

Основной составляющей эффективности РЗА является достигнутый технический уровень устройств и систем РЗА, включающий в себя ряд показателей (табл. 1):

·              техническое совершенство (быстродействие, селективность, чувствительность);

·              надежность функционирования;

·              уровень технологии аппаратных средств;

·              уровень программного обеспечения;

·              функциональность;

·              возможность интеграции в систему АСУ ТП (АСУ Э и др.).

Показатели технического совершенства и надежности функционирования устройств и систем РЗА должны рассматриваться в плане их соответствия основным требованиям защиты объектов энергосистем.

Уровень технологии определяет исполнение устройством встроенных в него алгоритмов. Это касается и каждой отдельной функции, и полной функциональной структуры и относится как к аппаратному обеспечению (АО), так и к программному обеспечению (ПО) устройства.

Многофункциональная структура МП РЗА является их существенным преимуществом. Однако, если ее неправильно использовать, она может создать много проблем. Проблемы возникнут и в случае, когда предлагаемые схемы недостаточно выверены. Современные интеллектуальные устройства МП РЗА функционально самостоятельны. Однако их возможности могут быть полностью реализованы только тогда, когда эти устройства становятся неотъемлемой частью АСУ ТП. Они должны иметь возможность легко встраиваться в современные системы связи других подсистем: в автоматизированные системы управления подстанции, мониторинга, диспетчеризации и др.

Дополнительные составляющие, отнесенные в таблице 1 к влияющим факторам, сказываются как на надежности функционирования, так и на реализованных показателях технического совершенства. Это и условия работы РЗА (электромагнитная среда и др.), и существующая система технического обслуживания (ТО) и ремонта, и качество нормативно-технической документации (НТД), в том числе методических материалов по выбору параметров срабатывания, и уровень информационного обеспечения в части режимов работы объектов (определяемый главным образом характеристиками измерительных трансформаторов тока и напряжения).

На отдельные показатели, а следовательно, на эффективность систем РЗА в целом существенно влияет также человеческий фактор.

Таким образом, эффективность систем РЗА является более общей характеристикой по сравнению с надежностью систем РЗА.

1.4 Классификация показателей надежности

Свойство надежности в принципе присуще отдельно взятому устройству РЗА и без его взаимодействия с защищаемым объектом. Реально используемые на практике показатели надежности, как правило, учитывают некоторые характеристики защищаемого объекта. Показатели надежности устройств РЗА в общем случае различны при использовании одного и того же устройства на разных силовых объектах.

Таблица 1.1

Характеристика обслуживаемого объекта и его роль в энергосистеме

Технический уровень

Техническое совершенство Надежность Уровень технологии Функциональность

Быстродействие Селективность Чувствительность Срабатывание и несрабатывание Аппаратного обеспечения Возможность интеграции в систему АСУ ТП

Влияющие факторы

Условия функционирования системы Система ТО и ремонта Уровень НТД Уровень Информационного обеспечения

Как известно, к РЗА объектов электроэнергетической системы предъявляются следующие основные требования:

·        срабатывать при повреждениях на объекте в зоне действия защиты;

·        не срабатывать при отсутствии повреждений на защищаемом объекте;

·        не срабатывать при повреждениях вне зоны действия защиты.

·        В соответствии с этими требованиями классифицируют отказы системы РЗА:

·        отказы в срабатывании (отказы в срабатывании при повреждениях в зоне действия защиты);

·        ложные срабатывания (срабатывания при отсутствии повреждений на защищаемом объекте);

·        излишние срабатывания (срабатывания при повреждениях вне зоны действия защиты).

И, как следствие, в надежности РЗА выделяют два показателя:

·        надежность срабатывания (при повреждении защищаемого объекта);

·        надежность несрабатывания (при отсутствии повреждения на защищаемом объекте).

Одной из основных задач сегодня является разработка и внедрение в практику комплекса мероприятий, повышающих эффективность и надежность устройств и систем РЗА. При этом следует отметить, что, как правило, способы улучшения показателей надежности одного вида отрицательно влияют на показатели другого вида. Аспекту надежности несрабатывания в настоящее время уделяется недостаточное внимание. Статистические данные, полученные Филиалом ОАО «Инженерный центр ЕЭС» - «Фирма ОРГРЭС», показывают, что подавляющее количество отказов в функционировании устройств релейной защиты - это ложные и излишние срабатывания. Именно эти виды неправильных действий защиты (ненадежность) наносят наибольший ущерб. Так, судя по некоторым зарубежным источникам, отказы в функционировании релейной защиты сопровождаются убытками, которые соизмеримы с потерями из-за повреждений самого ненадежного элемента силовой схемы сети - линии электропередачи.

В России около половины всех неправильных действий РЗА происходят из-за ошибок персонала на этапах проектирования, изготовления, наладки и эксплуатации этих систем.

1.5 Оценка показателей надежности

Известен ряд показателей надежности функционирования системы РЗА: средний процент правильных или неправильных действий, коэффициенты готовности и неготовности РЗА к выполнению своих функций, математическое ожидание снижения эффективности изза неидеальной надежности релейной защиты, параметры потоков ложных и излишних срабатываний, параметр потока отказов защиты в срабатывании и т.д. При решении разных типов задач применяют те показатели, которые соответствуют поставленной цели [3]. Основной используемый в России статистический показатель, относящийся к надежности, - процент неправильных действий (либо дополняющий его до 100 процент правильных действий). Этот показатель используется при оценке результатов эксплуатации РЗА.

Процент неправильных действий D,% определяют следующим образом:

где  - параметр потока излишних срабатываний;

 - параметр потока ложных срабатываний;