(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Проектирование электрической части конденсационной электростанции
Содержание
Задание
Введение
1. Выбор генераторов
2. Разработка структурной схемы станции
2.1 Выбор блочных трансформаторов
2.2 Выбор трансформаторов связи
3. Разработка облегченной принципной электронной схемы станции
3.1 Выбор и описание схемы электронных соединений на стороне ВН
3.2 Выбор и описание схемы электронных соединений на стороне СН
4. Разработка схемы питания собственных нужд
4.1 Выбор рабочих ТСН
5. Расчет токов КЗ
6. Выбор электронных аппаратов, изоляторов и токоведущих частей в данных цепях
6.1 Выбор комплектного токопровода
Перечень использованной литературы
трансформатор замыкание токопровод электронный
Задание
Вид сжигаемого горючего
Газ
Напряжение на шине U1
500
Напряжение на шине U2
220
Схема связи КЭС с энергосистемой
количество линий связи с системой C1
3
Количество линий связи с системой C2
—
Черта нагрузок пользователя U1
количество вид отходящих линий
—
Max/min перегрузка одной полосы МВт
—
Cos ц
—
Tmax , ч
—
Черта нагрузок пользователя U2
количество вид отходящих линий
5 ВЛ
Max/min перегрузка одной полосы МВт
145/80
Cos ц
0,91
Tmax , ч
6100
Мощность системы, МВА/её сопротивление в отн.ед.
Sc 1/xc 1
5170/2,15
Sc 2/xc 2
—
Длина линий электропередачи, км
l1
480
l2
270
l3
320
Введение
В истинное время в Рф 67 работающих КЭС. На КЭС применяется органическое горючее: жесткое горючее, в большей степени уголь различных видов в пылевидном состоянии, газ, мазут и т. п. Тепло, выделяемое при сжигании горючего, передаётся в котельном агрегате (парогенераторе) рабочему телу, обычно — водяному пару. Термическая энергия водяного пара преобразуется в конденсационной турбине в механическую энергию, а крайняя в электронном генераторе — в электронную энергию. Отработавший в турбине пар конденсируется, конденсат пара перекачивается поначалу конденсатным, а потом питательным насосами в паровой котёл (котлоагрегат, парогенератор). Современные КЭС оснащаются в главном энергоблоками 200 — 800 МВт. Мощность генераторов, устанавливаемых на термических электростанциях, неприклонно растет. Освоены в эксплуатации энергоблоки 500, 800 МВт, осваиваются блоки 1200 МВт.
Установленная мощность современных КЭС добивается нескольких миллионов киловатт. На шинах таковых электростанций осуществляется связь меж несколькими электростанциями, происходит переток мощности из одной части энергосистемы в другую. Все это приводит к тому, что большие КЭС играют весьма ответственную роль в энергосистеме Применение больших агрегатов дозволяет обеспечить резвое наращивание мощностей электростанций, применимые себестоимость электроэнергии и стоимость установленного киловатта мощности станции.
Современные КЭС очень интенсивно действуют на окружающую среду: на атмосферу, гидросферу и литосферу. Их воздействие на атмосферу выражается в большенном потреблении кислорода воздуха для горения горючего и в выбросе значимого количества товаров сгорания. Это сначала газообразные окислы углерода, серы, азота, ряд которых имеет высшую хим активность.
В данном курсовом проекте рассматривается электронная часть конденсационной электростанции (КЭС) мощностью 1600 МВт. На КЭС инсталлируются два турбогенератора мощностью 500 МВт и два мощностью 300 МВт. Номинальное напряжение ОРУ ВН 500 кВ, ОРУ СН 220 кВ. Передача электроэнергии осуществляется по трем линиям напряжением 500 кВ и 5 линиям напряжением 220 кВ.
1. Выбор генераторов
На современных станциях для выработки электроэнергии используются синхронные генераторы трёхфазного переменного тока. В курсовом проекте генераторы выбираются по данной мощности. Генераторы для КЭС-1600 МВт выбираю в согласовании с заданием ,т.е. два генератора типа ТГВ-500,включенные на шины РУВН 500кВ, и два генератора типа ТГВ-300,включенные на шины РУСН 220 кВ.
Таблица 1.1. Технические данные турбогенератора ТГВ-500
Наименование параметра
ТГВ-500
Номинальная полная мощность, (МВА)
588
Частота вращения ,(о/мин)
3000
Cos ц
0,85
Номинальное
17
Номинальное
20
Коэффициент полезного деяния (КПД), (%)
98,8
Сверхпереходное индуктивное сопротивление, (отн.ед)
0,243
Система возбуждения
ТН 1
Остывание обмоток:
статор
НВ 2
ротор
НВ 2
Общая масса, (т)
279,5
Масса ротора, (т)
61,5
1. Буковкы обозначают возбуждение :
ТН — независящее тиристорное возбуждение
2. Буковкы обозначают остывание :
НВ — остывание конкретное водой
Таблица 1.2. Технические данные турбогенератора ТГВ-300
Наименование параметра
ТГВ-300
Номинальная полная мощность, (МВА)
353
Частота вращения ,(о/мин)
3000
Cos ц
0,85
Номинальное
10,2
Номинальное
20
Коэффициент полезного деяния (КПД), (%)
98,8
Сверхпереходное индуктивное сопротивление, (отн.ед)
0,195
Система возбуждения
ТН,ТС,БЩ 1
Остывание обмоток:
статор
НВР 2
ротор
НВР 2
Общая масса, (т)
321,8
Масса ротора, (т)
55,8
1. Буковкы обозначают возбуждение :
ТН — независящее тиристорное возбуждение
ТС — тиристорное самовозбуждение
БЩ — бесщёточное возбуждение
2. Буковкы обозначают остывание :
НВР — остывание конкретно водородом
2. Разработка структурной схемы станции
Как и схемы остальных электростанций (ТЭЦ, АЭС (Атомная электростанция — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор)), схемы КЭС должны производиться в согласовании с требованиями в отношении надежности, ремонтопригодности, сохранности обслуживания, удобства эксплуатации, гибкости, способности расширения, экономичности.
Структурная электронная схема КЭС зависит от числа и единичной мощности устанавливаемых генераторов.
На КЭС установлено 4 генератора типа ТГВ — турбогенератор с водородным остыванием. Два генератора G1 и G2 (ТГВ-500) в блоке с трансформаторами T 1 и T 2 включены на шины РУВН 500 кВ. Два генератора G3 и G4 (ТГВ-300) в блоке с трансформаторами T3 и T4 включены на шины РУСН 300 кВ. Связь меж РУ осуществляется при помощи автотрансформаторов связи T5 и T6. Перегрузка пользователя питается по 5 воздушным линиям. Связь с системой осуществляется по линиям 500 кВ.
2.1 Выбор блочных трансформаторов
Избираем блочные трансформаторы.
По формуле:
Sрасч = v (? Pг — Pс.н.)2 — (? Qг — Qс.н. )2 , МВ*А (2,1)
Sрасч — расчетная мощность трансформатора, МВ*А
Pг — активная мощность генератора, МВт
Pс.н. — активная перегрузка с.н., МВт
Qг — реактивная мощность генератора, Мвар
Qс.н. — реактивная перегрузка с.н., Мвар
Тип станции — КЭС , вид горючего — газ, то принимаю расход на с.н. 6 % от мощности генератора, тогда:
Для блока генератор — трансформатор в блоке с турбогенератором ТГВ-500 избираем блочный трансформатор :
Pс.н. = Pг * Kс.н. , МВт(2,2)
Pс.н. — активная перегрузка с.н., МВт
Pг — активная мощность генератора, МВт
Kс.н. — коэффициент с.н., %
Kс.н. =6 % ; (6 % = 0,06)
т.к. cos ц = 0,85 ; то arccos 0,85 = 0,55 ; и tg 0,55 = 0,61
tg ц =0,61
Pс.н. = 500 * 0,06 = 30 МВт
Qг = Pг * tg ц , Мвар (2,3)
Qг — реактивная мощность генератора, Мвар
Qг = 500 * 0,61 = 305 Мвар
Qс.н. = Pс.н. * tg ц ,Мвар(2,4)
Qс.н. — реактивная перегрузка с.н., Мвар
tg ц =0,61
Qс.н. = 30 * 0,61 = 18,3 Мвар
Sрасч = v(500-30)2 + (305 — 18,3)2 = 550,54 МВ*А
Избираем трансформатор типа ТЦ — 630000/500
Таблица 2.1. Технические данные двухобмоточного трансформатора ТЦ- 630000/500
Наименование параметра
ТЦ-630000/500
Номинальное напряжение ВН, (кВ)
525
Номинальное напряжение НН и НН1 — НН2, (кВ)
15,75 ; 20 ; 24; 36,75
Утраты холостого хода, (кВт)
420
Утраты недлинного замыкания, (кВт)
1210
Напряжение недлинного замыкания, (%)
13
ток холостого хода, (%)
0,4
Для блока генератор — трансформатор в блоке с турбогенератором ТГВ-300 избираем блочный трансформатор :
Pс.н. = Pг * Kс.н. ,МВт
Kс.н. =6 % ; (6 % = 0,06)
т.к. cos ц = 0,85 ; то arccos 0,85 = 0,55 ; и tg 0,55 = 0,61
tg ц = 0,61
Pс.н. = 300 * 0,06 =18 МВт
Qг = Pг * tg ц ,Мвар
Qг =300 * 0,61 = 183 Мвар
Qс.н. = Pс.н. * tg ц ,Мвар
Qс.н. = 18 * 0,61 = 10,98 Мвар
Sрасч = v(300- 18)2 + (183 — 10,98)2 = 330,32 МВ*А
Избираем трансформатор типа ТДЦ-400000/220.
Таблица 2.2. Технические данные двухъобмоточного трансформатора
Наименование параметра
ТДЦ-400000/220
Номинальное напряжение ВН, (кВ)
242
Номинальное напряжение НН и НН1 — НН2, (кВ)
15,75 ; 20
Утраты холостого хода, (кВт)
280
Утраты недлинного замыкания, (кВт)
870
Напряжение недлинного замыкания, (%)
11
ток холостого хода, (%)
0,45
2.2 Выбор трансформаторов связи
Sрасч = v (? Pг — Pс.н. — Pс)2 + (? Qг — Qс.н. — Qс )2 , МВ*А (2,5)
Sрасч — расчетная мощность трансформатора, МВ*А
Pс — активная мощность системы, МВт
Qс — реактивная мощность системы, Мвар
1)Определяем нагрузку трансформатора в режиме наибольших нагрузок на шинах РУСН:
Sрасч max = v (? Pг — Pс.н. — n*Pс)2 + (? Qг — Qс.н. — n*Qс max* tg ц )2 ,МВ*А(2,6)
n — количество вид отходящих линий
cos ц = 0,91 ; arccos 0,91 = 0,42 ; tg 0,42 = 0,44
tg ц = 0,44
Pг — умножается поэтому, что в работе находится два генератора ТГВ-300
Sрасч max = v (2*300-2*18 -5*145) 2 + (2*183- 2*10,98-5*145*0,44)2 = 162 МВ*А
2) Определим расчетную нагрузку трансформатора в режиме малых нагрузок на шинах РУСН:
Sрасч min = v (? Pг — Pс.н. — n*Pс)2 + (? Qг — Qс.н. — n*Qс min * tg ц)2(2,7)
Sрасч min = v(2*300 — 2*18-5*80)2 + (2*183-2*10,98-5*80*0,44)2 = 234,8 МВ*А
3) Определяем нагрузку трансформатора в аварийном режиме на шинах РУСН:
Sрасч авар = v (? Pг — Pс.н. — n*Pс max)2 + (? Qг — Qс.н. — n*Qс max * tg ц)2 ,МВ*А
Sрасч авар =v(300-18-5*145)2 + (183-10,98-319)2 = 466,74 МВ*А
В этом режиме работает один генератор при наибольшей перегрузке.
За расчетную наивысшую мощность принимаем мощность самого нагруженного режима: аварийного.
Избираем два автотрансформатора связи типа АОДЦТН-267000/500/220,т.е. на структурной схеме трансформаторы T5 и T6.
Таблица 2.3. Технические данные автотрансформатора АОДЦТН- 267000/500/220
Наименование параметра
АОДЦТН- 267000/500/220
Номинальная полная мощность, (МВА)
267
Номинальная мощность обмотки НН, (МВА)
67
83
120
Больший допустимый ток в общей обмотке, (А)
1195
Пределы регулирования, (%)
±8 * 1,4
Номинальное напряжение обмотки ВН, (кВ)
500/v3
Номинальное напряжение обмотки СН, (кВ)
230/v3
Номинальное напряжение обмотки НН, (кВ)
10,5 ;15,5 ; 20,2 ; 38,6
Утраты холостого хода, (кВт)
125
Утраты недлинного замыкания ВН-СН, (кВт)
470
470
470
Утраты недлинного замыкания ВН-НН, (кВт)
110
160
310
Утраты недлинного замыкания СН-НН, (кВт)
100
150
250
ток холостого хода , (%)
0,25
Напряжение недлинного замыкания ВН-СН, (%)
11,5
Напряжение недлинного замыкания ВН-НН, (%)
37
Напряжение недлинного замыкания СН-НН, (%)
23
Полная мощность обмотки ВН, (%)
100
Полная мощность обмотки СН, (%)
100
Полная мощность обмотки НН, (%)
25 ; 30 ; 45
3. Разработка облегченной принципной электронной схемы станции
3.1 Выбор и описание схемы электронных соединений на стороне ВН
При наличии нескольких вариантов схем сначала выбираются те, которые обеспечивают требования надежности, потом предпочтение отдается наиболее обычному и экономному варианту и, в конце концов, варианту, в каком требуется меньшее количество операций с выключателями и разъединителями РУВН при оперативных переключениях.
По советы С.С. Рокотяна создателя справочника по проектированию электро- энергетических систем, я избрал схему :
Рис. 3.1. Схема с 6 выключателями на 3 полосы
Трансформаторы — шины с присоединением линий через два выключателя. В данном случае 3 полосы и 6 выключателей.
Условия внедрения: Отсутствие перспективы роста количества ВЛ. Напряжение 330-500 кВ 3-4линии.В данном случае количество линий можно прирастить на один.
3.2 Выбор и описание схемы электронных соединений на стороне СН
По советы С.С. Рокотяна создателя справочника по проектированию электро- энергетических систем, я избрал схему : две секционированные системы шин с обходной.
Рис. 3.2. Две несекционированные системы шин с обходной
4. Выбор рабочих трансформаторов СН
На КЭС электроснабжение собственных нужд осуществляется методом устройства ответвления от блока и установки в этих цепях рабочих трансформаторов собственных нужд.
Трансформаторы собственных нужд выбираются по мощности собственных нужд всякого энергоблока и напряжению статора генератора. Но так, как мы посчитали активную и реактивную мощности собственных нужд, то осуществляем выбор трансформаторов собственных нужд по формуле:
Sс.н. =v Pс.н.2 — Qс.н.2 ,МВ*А(4,1)
Выбор трансформаторов:
трансформатор T1=T2,расчёт схож: Sс.н.=v302 — 18,32 =23,7 МВ*А
трансформаторы T3=T4,расчёт схож: Sс.н.=v182 — 10,982=14,26 МВ*А
Избираем трансформаторы собственных нужд: типа ТРДНС-40000/20 для РУВН 500 кВ, и ТДНС-16000/20 для РУСН 220 кВ .
Технические данные трансформатора с.н. ТРДНС- 40000/20
Наименование параметра
ТРДНС- 40000/20
Номинальная полная мощность, (МВА)
40
Номинальное напряжение ВН, (кВ)
15,75; 18; 20
Номинальное напряжение НН, (кВ)
6.3-6,3;
6,3-10,5;
10,5-10,5
Утраты холостого хода, (кВт)
36
Недлинного замыкания ВН — НН, (кВт)
170
Напряжение КЗ ВН-НН, (%)
12,7
ток холостого хода, (%)
0,5
Технические данные трансформатора с.н. ТДНС-16000/20
Наименование параметра
ТДНС- 16000/20
Номинальная полная мощность, (МВА)
16
Номинальное напряжение ВН, (кВ)
10,5; 13,8; 15,75; 18
Номинальное напряжение НН, (кВ)
6,3; 10,5
Утраты холостого хода, (кВт)
17
Недлинного замыкания ВН — НН, (кВт)
85
Напряжение КЗ ВН-НН, (%)
10
ток холостого хода, (%)
0,7
5. Расчет токов КЗ
Маленьким замыканием (К.З.) именуют всякое случайное либо намеренное, непредусмотренное обычным режимом работы электронные соединение разных точек электроустановки меж собой либо землей, при котором токи в аппаратах и проводниках резко растут, превышая , как правило, расчетные значения обычного режима.
Составим расчётную схему (рис 5.1.), рассматриваемой электроустановки ,отметим точку КЗ:
На основании расчётной схемы составил эквивалентную схему замещения (рис 5.2.) :
Рис 5.2.
Определим величины сопротивлений всех частей схемы замещения в относительных единицах (отн.ед.) :
1) генератор ТГВ-500.
X*б= X»d*ном* Sб / Sном G ,отн.ед.(5,1)
X*б — базисное сопротивление ,отн.ед.
Базисная мощность выбирается произвольно — 100 МВ*А либо 1000 МВ*А либо другое комфортное для расчетов
X»d*ном — сверхпереходное индуктивное сопротивление ,отн.ед.
Sном G — номинальная полная мощность генератора ,МВ*А
XG1= XG2 = 0,243*1000/588 =0,4 отн.ед
генератор ТГВ-300
X*б= X»d*ном* Sб / Sном G ,отн.ед.
XG3= XG 4 = 0,195*1000/353=0,55 отн.ед
2) Энергосистема
Xс =X*ном с * Sб / Sном С ,отн.ед.(5,2)
Xс — сопротивление системы
Sном C — номинальная полная мощность системы
Xс=2,15*1000/5170=0,41 отн.ед
3) Блочный трансформатор ТЦ 630000/500
XT1 = XT2= XT/100 * Sб / Sном T ,отн.ед.(5,3)
ХТ1= XT2 — сопротивление трансформатора ,отн.ед.
XT — рассчитаю через напряжение недлинного замыкания ,данного трансформатора. Uкз ВН-НН=13%
Sном T — номинальная мощность трансформатора ,МВ*А
XT1 = XT2 =13% /100 * 1000/630= 0,2 отн.ед
Блочный трансформатор ТЦ 400000/220
XT3 = XT4 = XT/100 * Sб / Sном T ,отн.ед.
XT — рассчитаю через напряжение недлинного замыкания ,данного трансформатора. Uкз ВН-НН=11%
Sном T — номинальная мощность трансформатора , ,отн.ед.
XT3 = XT4=11% /100 * 1000/400= 0,27 отн.ед
4)Автотрансформаторы связи
Автотрансформатор АОДЦТН 267000/500/220
XT ВН = 0,5(UК ВН-НН + UК ВН-СН — UК СН-НН)(5,4)
XT ВН — сопротивление обмотки ВН ,%
UК ВН-НН -напряжение КЗ обмоток ВН-НН ,%
UК ВН-СН -напряжение КЗ обмоток ВН-СН ,%
UК СН-НН —напряжение КЗ обмоток СН-НН ,%
где : UК ВН-СН =11,5%
UК ВН-НН =37%
UК СН-НН = 23%
XT ВН = 0,5(37+11,5-23) =12,75 %
XT СН = 0,5(UК ВН-СН + UК СН-НН — UК ВН-НН) ,%(5,5)
XT СН — сопротивление обмотки СН ,%
XT СН = 0,5(11,5+23-37) = — 1,25 ? 0 %
XT НН = 0,5(UК ВН-НН + UК СН-НН — UК ВН-СН) ,%(5,6)
XT НН — сопротивление обмотки НН ,%
XT НН = 0,5(37+23-11,5) =24,25 %
Высчитал величину сопротивления обмотки НН — XT НН ,но в расчётах она нам не пригодится ,т.к. к обмотке НН никакой перегрузки не подключено.
5)Полосы электропередачи
XL =Xуд*L* Sб /U2ср ,отн.ед.(5,7)
XL — сопротивление полосы ,отн.ед.
Uср — среднее напряжение полосы ,кВ
где Xуд= 0,3 (Рожкова Л.Д., Козулин В.С. — «Электрооборудование станций и подстанций»)
Uср=515 кВ , ( Рожкова Л.Д., Козулин В.С. — «Электрооборудование станций и подстанций)
XL1 =0,3*480* 1000/5152 =0,5 отн.ед.
XL2 =0,3*270* 1000/5152 =0,3 отн.ед.
XL3 =0,3*320* 1000/5152 =0,36 отн.ед.
Сворачиваю эквивалентную схему до точки КЗ :
X9,15= X9 +X15 =0,2+0,4=0,6 отн.ед. (рис 5.3)
X1,2= X1*X2 /( X1+X2) =0,5*0,3/(0,5+0,3) =0,18 отн.ед. (рис 5.4.)
X1,2,3= X1,2*X3 /( X1,2+X3) =0,18*0,36/(0,18*0,36)=0,12 отн.ед. (рис 5.5.)
X11,17= 12,75 о.е. ,т.к. X17=0 отн.ед. (рис 5.6.)
X12,18= 12,75 о.е. ,т.к. X18=0 отн.ед. (рис 5.6.)
Пусть X11,12,17,18 равно XA
XA= X11,17* X12,18 /( X11,17 +X12,18 ) = 12,75*12,75/ (12,75+12,75)=6,37 отн.ед.
X13,19= X13+X19=0,27 +0,55=0,82 отн.ед. (рис 5.8.)
X14,20= X14+X20=0,27 +0,55=0,82 отн.ед. (рис 5.9.)
Пусть X13,19,14,20 равно XB
XB= X13,19 *X14,20 /( X13,19 *X14,20) = 0,82*0,82/(0,82 +0,82)=0,4 отн.ед.
XAB= XA+ XB = 6,37+0,4=6,77 отн.ед. (рис 5.11.)
Пусть X1,2,3,9,15 равно XС
XС = X1,2,3* X9,15 /( X1,2,3+ X9,15)= 0,12*0,6/(0,12+0,6) = 0,1 отн.ед.
XABC= XAB* XС /( XAB+XС) =0,1*6,77/(0,1+6,77) = 0,098 отн.ед.
XABC10= XABС+X10=0,098 +0,2=0,298 отн.ед. (рис 5.14.)
Пусть XABC10 равно XП
Методом постепенного преобразования приводим схему замещения к более обычному виду так, что любой источник питания связан с точкой КЗ одним результирующим сопротивлением.
Рассчитаем изначальное действующее закону Ома определим изначальное значение повторяющейся составляющей тока КЗ, потом ударный ток, повторяющуюся и апериодическую составляющую тока КЗ для данного момента времени t.
In0= E»* * IБ / Xрез ,кА(5,8)
In0 — изначальное периодическое
IБ= Sб / v3*UБ ,кА (5,9)
IБ — базисный ток, кА
UБ=UсрКЗ =20 кВ
IБ= 1000/ v3*20 = 28,9 кА.
Со стороны системы :
Xрез = 0,3 отн.ед.
E»* = 1,13 отн.ед.
In0 С = 1,13*28,9/0,3 = 108,85 кА
Со стороны генератора G2 :
Xрез =0,4 отн.ед.
In0 G = 1,13*28,9/0,4 = 81,64 кА
Обусловил ударный ток :
?уд = v2 * In0*Kуд ,кА(5,10)
Kуд — ударный коэффициент
Kуд=1,97 (таблица из учебника Рожковой Л.Д., Козулина В.С. — «Электрооборудование станций и подстанций).
?уд С = v2*4,2*1,97 =1,41*108,85*1,97= 302,35 кА ;
?уд G = v2*81,64*1,97 = 1,41*81,64*1,97= 226,77 кА;
? а0 =v2* In0 ,кА(5,11)
? а0 — изначальное fпериодическое
? а0 С =v2* IПО С =v2*108,85 = 14,75кА
? а0 G =v2* IПО G =v2*81,64 =12,77 кА
TA= Xрез/щr рез = 0,35 с (таблица из учебника Рожковой Л.Д., Козулина В.С. — «Электрооборудование станций и подстанций).
ф = 0,1+tс.в. откл = 0,01+0,15 =0,16 с
— ф/Ta= — 016/0,35 = — 0,45
ф — меньшее время от начала к.з. до момента расхождения дугогасительных контактов, с
Та — неизменная времени цепи ф = tс.в + 0,01
tс.в -собственное время отключения выключателя, с
e ? 2,718282
? at =v2* ? а0 * e — ф/ Ta ,кА (5,12)
? at -апериодическая составляющая тока КЗ ,кА
? at С =v2* ? а0 С * e — ф/ Ta =1,41*14,75* e — 0,45 =1,41*14,75*0,63 =13,1 кА ;
? at G =v2* ? а0 G * e — ф/ Ta = 1,41*12,77* e — 0,45 = 1,41*12,77* 0,63 =11,34 кА .
Таблица 5.1.
Точка КЗ
Источник
In0, кА
iуд, кА
i а0, кА
iat, кА
int, кА
К-1
энергосистема
108,85
302,35
14,75
13,1
—
К-1
генератор G2
81,64
226,77
12,77
11,34
54,7
6. Выбор электронных аппаратов, изоляторов и токоведущих частей в данных цепях
Выбираю выключатель Q2 и разъединитель QS2 в цепи генератора ТГВ-500 и трансформатора ТЦ 630000/500.
Iнорм= Pном /v3* Uном* cos ц = 500*103/v3*20*0,85= 17001,02 А
Imax = Pном /v3* Uном* 0,95 * cos ц = 500*103/v3*20*0,95*0,85=17895,81 А
In0 G /Iнорм = 81,64 / 17001,02 = 4,8 А
In,t,r / In0 ? 0,67
Int = 0,67* In0 G(6,1)
Int — повторяющаяся составляющая тока КЗ
Int = 0,67*81,64 = 54,7 кА
Расчетные данные
Величина
Каталожные данные
Выключатель
Разъединитель
Напряжение установки, кВ
20
Номинальное напряжение, кВ
20
—
Наибольший ток установки, А
17895,81
Номинальный ток, А
20000
—
Повторяющаяся составляющая тока КЗ, кА
54,7
Отключающий номинальный ток, кА
160
—
Апериодическая составляющая тока КЗ, кА
11,34
Допускаемое значение апериодической составляющей, кА
224
—
Полный ток
88,46
Проверка на отключающую способность полного тока КЗ, кА
226,24
—
Повторяющаяся составляющая тока КЗ, кА
81,64
Действующее
160
—
Ударный ток, кА
226,77
Ток электродинамической стойкости, кА
410
—
Термический импульс тока
1066,4
Тепловая стойкость, кА2с
102400
—
Выбор выключателей и разъединителей учитывает главные требования, предъявляемые к ним.
Выключатели должны накрепко отключать любые токи обычного режима и к.з.
Выбор делается:
1) По напряжению установки:
Uуст ? Uном
Uуст — напряжение установки, кВ
Uном — номинальное напряжение выключателя либо разъединителя, кВ
2) По долговременному току:
Iнорм ? Iном; Imax ? Iном
где Iнорм — обычный ток установки, А
Imax — наибольший ток установки, А
Iном — номинальный ток выключателя, А
3) На симметричный ток отключения:
Iпф ? Iотк.ном
где Iпф — повторяющаяся составляющая тока к.з. к моменту ф, кА
Iотк.ном — отключающий номинальный ток, кА
4) Проверка на отключение апериодической составляющей тока к.з.
Яаф ? Яа ном = *вн * Iотк.ном/100
где Яаф — апериодическая составляющая тока к.з. в момент расхождения контактов ф, кА
Яа ном — номинальное допускаемое времени ф, кА
вн — номинальное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе, %, по каталогам
5) Проверка по отключающей возможности полного тока к.з.:
( * Iпф * Яаф) ? * Iотк.ном *(1+вн/100).
6) На электродинамическую стойкость: Iпо ? Iдин, Яу ? Ядин
Iдин — действующее
Ядин — больший пик (ток электродинамической стойкости), кА по каталогам.
7) На тепловую стойкость:
Вк ? Iтер* tтер
где Вк — термический импульс тока к.з. по расчету, кАІ*с;
Iтер — ток тепловой стойкости, кА, по каталогам;
tтер — продолжительность протекания тока тепловой стойкости, с.
Разъединитель не выбераем, т.к. наибольший ток установки 17895,81 А , а разъединителя с номинальным током 17895,81 А просто не существует.
6.1 Выбор комплектного токопровода
Токопроводы пофазно- экранированные генераторного напряжения на 10, 20, 24 и 35 кВ с возмещенным наружным электромагнитным полем серий ТЭНЕ и ТЭНП на номинальные токи от 4000 до 31500 А предусмотрены для электронных соединений на электронных станциях, в цепях трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ). Данный токопровод укомплектован соответственной электроаппаратурой и оборудованием: трансформаторами напряжения (ЗНОЛ,ЗНОЛП,UGE). трансформатором тока (ТШ,ТШВ, ТШЛ, ТШЛО, ТПОЛ,GSR), разрядником (РВЭ, РВРД, РВМ, РВС, РВО), заземлителями, проходными изоляторами ИП,разъединителем (РВП3-2,РВР3-2,РРЧ3-2),трёхполюсным заземлителем ЗР с блок — замком 3Б-1.
Всё оборудование в скобках можно взять на выбор.
Избираем токопровод типа ТЭНЕ- 20- 20000- 560 УХЛ1,Т1 «Пышма»
Технические данные комплектного токопровода ТЭНЕ- 20- 20000-560 УХЛ1,Т1 «Пышма»
Наименование параметра
ТЭНЕ- 20- 20000-560 УХЛ1,Т1 «Пышма»
Номинальное напряжение , (кВ)
20
Номинальный ток, (А)
20000
Ток электродинамической стойкости, (кА)
600
Ток тепловой стойкости, (кА)
240
Удельные утраты при номинальном токе,(Вт/поч.м.)
1200
Поперечник экрана внешний), (мм)
1160
Расстояние меж осями фаз , (мм)
1500
Расстояние от оси до низа балки, (мм)
876
Масса (одной фазы), (кг/пог.м)
245
Перечень использованной литературы
1. Электронная часть электростанций: способ.пособие / сост. Г. А. Сарапулов; НГТУ — Новосибирск, 2008. — 32 с.
2. Лыкин А. В. электронные системы и сети: Учеб.пособие. — М.: Институтская книжка; Логос, 2006. — 254 с.
3. Справочник по проектированию электронных сетей / под ред. Д. Л. Файбисовича. — 2-е изд., перераб. И доп. — М.: ЭНАС, 2007. -352 с.: ил.
4.
5. Справочник по электронным установкам высочайшего напряжения / Под.ред. И. А. Баумштейна, С. А. Бажанова. — 3-е изд., перераб. И доп. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 768 с.: ил.
6.
7. Л.Д. Рожкова, Л.К. Корнеева, Т.В. Чиркова. Электрооборудование электронных станций и подстанций, 7-е изд.-М.: Издат. Центр «Академия», 2010.-446 с.: ил.
8. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для сред. Проф. Образования /Рожкова Л.Д., Козулин В.С. — М.: Энергоатомиздат,1987
]]>