(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Проектирование электрической части станции типа ТЭЦ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине: «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА«
Тема: «Проектирование электронной части станции типа ТЭЦ»
Выполнил: студент III курса
Энергетического факультета
Филиппова О.А.
Шифр 102582
Проверил: Ефимов Е.Ф.
Москва 2005г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Технологическая часть
1.1 Черта проектируемого объекта
2. Расчетная часть
2.1 Структурная схема станции. Расчет и построение графиков протекания мощностей
2.2 Выбор схем ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) и РУВН
2.3 Выбор схемы и трансформаторов собственных нужд электростанции
2.4 Расчет токов недлинного замыкания и выбор реакторов
2.5 Выбор выключателей и разъединителей
2.6 Выбор измерительных трансформаторов, измерительных устройств, разрядников, предохранителей
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Электронная энергия, вырабатываемая на электростанциях, передается электроприемниками по электронным сетям. Электронная сеть — это целый комплекс инженерных сооружений, служащих для передачи и распределения энергии. Места размещения электростанций зависят от почти всех причин, определяемых наличием энергоресурсов, экономическими сооружениями, экологическими требованиями и т.д. Современное Создание электроэнергии сосредоточено в главном на станциях большенный мощности.
Теплофикационные электростанции — теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) предусмотрены для централизованного снабжения промышленных компаний и городов электроэнергией и теплом.
На термических электростанциях хим энергия сжигаемого горючего преобразуется в котле в энергию водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат (паровую турбину, соединенную с генератором). Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электронную. Топливом для электростанций служит уголь, торф, горючие сланцы, также газ и мазут. электростанция ток замыкание трансформатор предохранитель
Тепло пара «отработавшего» в турбинах употребляется для нужд промышленного производства, также отопления, кондиционирования воздуха и жаркого водоснабжения. При таковой комбинированной выработки электроэнергии и тепла достигается значимая экономия горючего по сопоставлению с раздельным энергоснабжением. Потому ТЭЦ получили обширное распространение в районах с огромным потреблением тепла и электроэнергии.
Специфичность электронной части ТЭЦ определяется расположением электростанции поблизости центров электронных нагрузок. В этих критериях часть мощности может выдаваться в местную сеть конкретно на генераторном напряжении. С данной нам целью на электростанции создается обычно генераторное распределительное устройство (ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации)). Излишек мощности выдается в энергосистему на завышенном напряжении.
Значимой индивидуальностью ТЭЦ является также завышенная мощность термического оборудования по сопоставлению с электронной мощностью электростанции. Это событие предназначает большенный относительный расход электроэнергии на собственные нужды.
I. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ часть
1.1 Характеристика проектируемого объекта
На станции установлены генераторы. Графики выработки мощности генераторов неизменные. В течение суток (в течение всего года) генераторы работают с выдачей номинальной мощности.
С шин генераторного напряжения до распределительных пт проложены кабельные полосы. Любой распределительный пункт питается по двум независящим кабелям, присоединенным к различным секциям шин генераторного напряжения. Соответственно число РП вдвое меньше числа кабелей. График местной перегрузки принимается равным 100% от наибольшей перегрузки с 8 до 24 часов и 55% в остальное время суток (в течение всего года).
В местной перегрузке не учитывается расход электроэнергии на собственные нужды. Наибольшая перегрузка собственных нужд принимается равной 8% от суммарной мощности генераторов. Вид графика собственных нужд аналогичен графику выработки мощности генераторов.
Коэффициент мощности перегрузки и собственных нужд принимаются равными номинальному коэффициенту мощности генераторов.
Таблица 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Наименование
Данные объекта
Ед. изм.
Генераторы ТЭЦ
количество
4
Номинальная мощность
100
МВт
Номинальное напряжение
10,5
кВ
Номинальный коэффициент мощности
0,8
Сверхпереходное сопротивление
0,192
Пользователи на генераторном напряжении
Наибольшая перегрузка
60
МВт
количество кабельных линий
28
Малое сечение кабелей
70
мм2
время отключения КЗ на кабеле
0,15
с
Система
Напряжение
220
кВ
количество связи
6
Длина
115
км
Мощность трехфазного КЗ
3500
МВА
II. РАСЧЕТНАЯ часть
2.1 Структурная схема станции
Расчет и построение графиков проектирования мощностей.
Основная схема электронных соединений — это совокупа основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, полосы), сборных шин, коммутационной и иной первичной аппаратуры со всеми выполненными меж ними в натуре соединениями.
Проектирование главной схемы содержит в себе: выбор генераторов, выбор структурной схемы и схемы электронных соединений распределительного устройства, расчет токов недлинного замыкания и выбор средств по их ограничению, а так же выбор электронных аппаратов и проводников.
Структурная электронная схема зависит от состава оборудования, распределение генераторов и электронной перегрузки меж распределительными устройствами разных напряжений и связей меж ними.
Рис. 1. Структурная схема ТЭЦ
На рис.1 схема смешанного вида, где два генератора присоединяются к генераторному распределительному устройству и два генератора таковой же мощности, присоединенные к РУВН по схеме электронного блока, минуя ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации). Для связи ТЭЦ с системой устанавливается трансформатор связи меж ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) и РУВН.
Строим графики протекания мощности в МВА. График местной перегрузки с 8 до 24 часов принимается равным 100% от наибольшей перегрузки и 55% в остальное время.
Определяем полную наивысшую мощность перегрузки, МВА:
сosц=0,8
Полная мощность ступени перегрузки:
n% — потребляемая мощность в процентах от наибольшей
Наибольшая перегрузка собственных нужд составляет 8% от суммарной мощности генераторов:
— выработка мощности генераторов.
— общая мощность генераторов
Определяем полную мощность ступени собственных нужд:
Общая полная перегрузка:
Общая перегрузка ступени:
График протекания мощности через трансформаторы связи определяется как разность меж графиком выработки мощности генераторами и потреблением перегрузкой и своими нуждами.
Определяем полные мощности, протекающие через трансформаторы связи, присоединенные к шинам ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации), в обычном режиме:
Если установить один трансформатор связи, то мощность, выдаваемая в линию в обычном режиме, превосходит мощности 1-го генератора, потому нужно установка 2-ух трансформаторов связи.
Трансформаторы связи должны обеспечить выдачу в энергосистему всей активной и реактивной мощности генераторов за вычетом нагрузок собственных нужд и нагрузок распределительного устройства генераторного напряжения в период минимума перегрузки, также выдачу в сеть активной мощности, вырабатываемой по термическому графику в нерабочие деньки.
Передаваемая через трансформаторы связи мощность меняется зависимо от режима работы генераторов и графика перегрузки потребителей.
Полная мощность, протекающая через трансформаторы в аварийном режиме (при выключении 1-го генератора):
Smax = 100/0,8 — 115 = 10 МВА
Sступ = 100/0,8 — 64 = 61 МВА
Через любой трансформатор связи в обычном режиме протекает мощность равная 186/2=93 МВА. Избираем трансформаторы ТРДЦН-100000/220 (таб.2.7). Проверяем трансформаторы по аварийному режиму:
Sт ? Smax расч./Кп
100 ? 186/1,4 = 134 — не правильно
Избранные трансформаторы с учетом аварийных перегрузок не проходят. В таком случае не рекомендуется очень завышать мощность трансформаторов. Для станции это аварийный режим и потому можно понизить выдачу мощности на 20-30%, что покроется имеющимся резервом мощности системы (методические указания).
Проверяем по периодической перегрузке.
Допустимая перегрузка — это долгая перегрузка, при которой расчетный Износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит Износ, соответственный номинальному режиму.
Перегрузка трансформатора — это режим, при котором расчетный Износ изоляции обмоток превосходит износ, соответственный номинальному режиму обмотки.
Коэффициент исходной перегрузки:
Где S1 —
Коэффициент наибольшей перегрузки:
По таб.4 ГОСТ 14209-97 определяем, что в течение 8 часов допустима перегрузка 1,3 Sном, что меньше значения наибольшей перегрузки: 1,3 * 100 = 130 < 135. Данный трансформатор не проходит, потому избираем ТРДЦН — 160000/220 (таб.П2.7) Проверяем избранный трансформатор по аварийному режиму 160 ? 186/1,4 = 134 — правильно. По аварийному режиму проходи. Периодическая перегрузка:
К1 = 135/160 = 0,84
К2 = 186/160 = 1,16
По таб.4 ГОСТ 14209-97 определяем, что в течение 8 часов допустима перегрузка 1,22 Sном, что больше значения наибольшей перегрузки:
1,22 * 160 = 195,2 > 135.
Трансформатор проходит по периодической перегрузке.
Мощность блочных трансформаторов для Г-3, Г-4 избираем по номинальной мощности генератора без учета перегрузок (способ. указания)
Sрасч Sбл. тр-тр
Sрасч = Sном г — SСН
Потому избираем ТРДЦН — 160000/220 (таб.П2.7).
2.2 Выбор схем ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) и РУВН
Вариант 1. Схема ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) с одной системой сборных шин.
Схема с одной системой сборных шин, секционированной выключателем QB, который служит для отключения и включения цепи в обычных и аварийных режимах, делится на секции по числу генераторов. Схема с одиночной системой шин является приятной и обычный, источники питания и полосы 6-10 кВ присоединяются при помощи выключателей и разъединителей. Операции с разъединителями нужны лишь при выводе присоединения в целях обеспечения неопасного производства работ. Вследствие однотипности и простоты операций с разъединителями аварийность из-за некорректных действий с ними персонала мала, что относится к плюсам схемы. Не считая того, трагедия на сборных шинах приводи к отключению лишь 1-го источника и половины потребителей; 2-ая секция и все присоединения к ней остаются в работе.
Схема с одной системой шин дозволяет применять комплектные распределительные устройства (КРУ), что понижает стоимость монтажа, дозволяет обширно использовать механизацию и уменьшить время сооружения электроустановки.
Также плюсами схемы являются простота, наглядность, экономичность, довольно высочайшая надежность.
Но схема владеет и недочетов. При повреждении и следующем ремонте одной секции пользователи, нормально питающиеся с обеих секций, остаются без резерва, а пользователи, нерезервированные по сети, отключаются на все время ремонта. В этом же режиме источник питания, присоединенный к ремонтируемой секции, отключается на все время ремонта. Этот недочет можно убрать, присоединив источники питания сразу к двум секциям, но это усложняет систему распределительного устройства и наращивает число секций.
Сборные шины разбиты на секции по числу генераторов. Секции соединяются меж собой при помощи секционного выключателя QB. Полосы 10 кВ присоединяются к шинам КРУ, получающие питание через групповые сдвоенные реакторы LR от соответственных секций головного распределительного устройства. Благодаря малой вероятности трагедии в самом реакторе и ошиновке от реактора до основных сборных шин и до сборок КРУ, присоединение групповых реакторов осуществляется без выключателей, предусматривая только разъединители для ремонтных работ в ячейках реакторов.
К сдвоенным линейным реакторам LR3, LR4, присоединены по три полосы к любому плечу, а к LR1, LR2, LR5, LR6 присоединены по две полосы к любому плечу.
На схеме 28 линий присоединены через 6 групповых реакторов. Таковым образом, число присоединений к основным сборным шинам миниатюризируется по сопоставлению со схемой без групповых реакторов на 20 четыре ячейки, что существенно наращивает надежность работы основных шин электростанции, понижает издержки на сооружение РУ за счет групповых реакторов и уменьшает время монтажа благодаря применению комплектных ячеек для присоединения линий 10 кВ.
Нормально все секционные выключатели включены и генераторы работают параллельно. При маленьком замыкании на одной секции отключается генератор и секционный выключатель, а 2-ой генератор остается в работе.
К каждой секции ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) присоединено по одному трансформатору собственных нужд. Пользователи собственных нужд присоединяются к ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) через выключатели. Для ремонтных работ предусматриваются разъединители.
Запасный трансформатор собственных нужд ТСН3 присоединяется отпайкой к трансформатору связи.
Вариант 2. Схема ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) с двойной системой сборных шин.
В данной нам схеме любой элемент присоединяется через развилку 2-ух шинных разъединителей, что дозволяет производить работу как на одной, так и на иной системе шин.
Генераторы Г-1 и Г-2 присоединены на первую систему сборных шин А1, от которой получают питание групповые реакторы LR1- LR6 и трансформаторы собственных нужд, также трансформаторы связи Т-1 и Т-2.
Рабочая система шин секционирована выключателем QB. 2-ая система шин А2 является запасной, напряжение на ней нормально отсутствует. Обе системы шин могут быть соединены меж собой шиносоединительными выключателями QA1 и QA2, которые в обычном режиме отключены.
Вероятен и иной режим работы данной нам схемы, когда обе системы шин находятся под напряжением и все присоединения распределяются меж ними умеренно. Таковой режим именуется работой с фиксированным присоединением цепей.
Рассматриваемая схема является гибкой и довольно надежной. К недочетам ее следуем отнести огромное количество разъединителей, изоляторов, токоведущих материалов и выключателей, наиболее сложную систему распределительного устройства, что ведет к повышению серьезных издержек на сооружение ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации). Значимым недочетом является внедрение разъединителей в качестве оперативных аппаратов. Огромное количество операций разъединителями и непростая блокировка меж выключателями и разъединителями приводят к способности неверного отключения тока перегрузки разъединителями. Возможность аварий из-за неверного деяния обслуживающего персонала в схемах с 2-мя системами шин больше, чем в схемах с одной системой шин.
Из сопоставления 2-ух вариантов видно, что 1-ый вариант наиболее экономичен, имеет ординарную схему и безопаснее в обслуживании.
Выбор схемы РУ ВН.
Вариант 1. Кольцевая схема.
Рассмотрение круговой схемы четырехугольника. Эта схема экономна, дозволяет создавать опробование и ревизию хоть какого выключателя без нарушения работы ее частей. Схема владеет высочайшей надежностью, отключение хоть какого выключателя не влияет на работу схемы, но увеличивает токи через иной выключатель примыкающий с ним.
В обычном положении все разъединители и все выключатели включены.
Достоинством данной нам схемы будет то, что разъединители могут быть снабжены дистанционным приводом и применяется лишь для ремонтных работ, что дозволяет вполне заавтоматизировать схему. Опосля отключения разъединителей той либо другой линий либо трансформатора, схема быть может опять включена в работу, что увеличивает ее надежность.
Недочетом схемы является наиболее непростой выбор трансформаторов токов, выключателей либо разъединителей, установленных в кольцо, потому что зависимо от режима работы схемы, ток по сиим аппаратам изменяется.
Вариант 2. Схема с рабочей и обходной системами шин.
Одним из принципиальных требований к схемам на стороне высшего напряжения является созданием критерий для ревизий и опробований выключателей без перерыва работы. Эти требованиям отвечает схема с обходной системой шин.
Рассмотрение схемы с одной секционированной системой шин, но с отдельными обходными выключателями на каждую секцию. В обычном режиме обходная система шин АО находится без напряжения, разъединители QSO1, соединяющие полосы и трансформаторы с обходной системой шин, отключены. В схеме предусматривается обходной выключатель QO1, который быть может присоединен к хоть какой секции. Секции в этом случае размещены параллельно друг дружке. Выключатель QO1 может поменять хоть какой иной выключатель, для что нужно провести последующие операции: включить обходной выключатель QO1 для проверки исправности обходной системы шин, отключить QO1, включить QSO1, выключатель QO1, отключить выключатель Q1, отключить разъединитель QS1 и QS2.
Опосля обозначенных операций линия получает питание через обходную систему шин и выключатель QO1 от первой секции.
При большенном числе присоединений рекомендуется данная схема, т.е. с отдельным обходным QS и секционным QB выключателями. Это дозволяет сохранить параллельную работу линий при ремонтах выключателей.
Обходная система шин нужна для последовательного ремонта выключателей без перерыва питания присоединения.
Плюсы: Ремонт делается без отключения полосы.
Недочеты: Работоспособность выключателя обходного инспектируют напряжением.
ВЫВОД: Сравнивая обе схемы, избираем схему с обходным и секционным выключателем, т.к. она наиболее надежна и дает возможность для предстоящего расширения РУ.
2.3 Выбор схемы и трансформаторов собственных нужд электростанции
Рабочие трансформаторы собственных нужд не блочной части ТЭЦ присоединяются к шинам генераторного напряжения. Число секций собственных нужд выбирается равным числу генераторов.
Число рабочих источников питания равно числу секций, т.е. четыре трансформатора собственных нужд.
Число запасных трансформаторов собственных нужд принимается равным одному при числе генераторов до 6. Запасный ТСН присоединяется к шинам ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) (при схеме с 2-мя системами шин) либо отпайкой к трансформатору связи (при схеме с одной системой шин).
Описание схемы электроснабжения с.н. смешанного типа с 2-мя генераторами 100 МВт, присоединенных к ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации), и 2-мя энергоблоками по 100 МВт, присоединенных к РУ 220 кВ. Рабочие трансформаторы с.н. Т1, Т2 питают секции 1ВА, 2ВА, к которым не считая главный перегрузки присоединены пользователи общестанционных с.н. Рабочие блочные трансформаторы с.н. Т3, Т4 присоединяются отпайкой от энергоблока и питают потребителей с.н. соответственных энергоблоков. Запасный трансформатор РТСН присоединен отпайкой к трансформатору связи.
Мощность трансформаторов связи с.н. выбирается по условию:
Sном ? Sс.н. / n = 20/2 = 10 МВА
Sс.н. — мощность с.н. по не блочной части ТЭЦ;
n — число секций 6 кВ в не блочной части ТЭЦ.
Избираем трансформаторы типа ТРДНС-25000/10 по таблице П.2.4. [1]
Избираем блочные трансформаторы с.н. мощностью 25 МВА. Мощность запасного трансформатора выбирается таковой же, как и рабочих.
2.4 Расчет токов недлинного замыкания и выбор реакторов
Расчет ведем в относительных единицах. Любому сопротивлению в схеме присваивается собственный порядковый номер, который сохраняется за данным сопротивлением в течение всего расчета. В схеме сопротивления имеют дробные обозначения, где числитель — это номер сопротивления, знаменатель — это численное
Определяем необходимость установки секционного реактора.
Представим, что на шинах ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) вышло куцее замыкание. Составляем схему замещения.
Для выбора секционных реакторов сопротивление трансформаторов собственных нужд и линейных реакторов не учитываем. ЭДС генераторов принимаем = 1. Определяем сопротивление схемы при базисной мощности Sб = 1000 МВА. Начальные данные: SКЗ = 3500 МВА, U1Б = Uср К-1 = 220 кВ, U2Б = Uср К-2 = 10,5 кВ. Определим базисный ток КЗ и сопротивление схемы при базисной мощности:
Трансформаторы: ТРДЦН — 160000/220, UВН = 230 кВ, UНН = 11 кВ, РХХ = 155 кВт, РКЗ = 500 кВт, UКЗ = 12,5%, IХХ = 0,6%
Генераторы: ТВФ-100-2, n = 3000 о/мин, cosц = 0,8 , S = 125 МВА, Р = 100 МВт, UНОМ = 10,5 кВ, Х//d = 0,192
Сопротивление системы (т.3.5):
В предстоящем для упрощения обозначений индекс «*» опускаем, подразумевая, 100 все приобретенные значения сопротивлений даются в относительных единицах и приведены к базисным условиям.
Сопротивление ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) (т.3.5):
Худ — индуктивное сопротивление полосы на 1 км длины, Ом/км (т.3.3)
Uср — среднее напряжение в месте установки данного элемента, кВ.
В целях упрощения расчетов для каждой электронной ступени в расчетной схеме заместо ее реального напряжения на шинах, указывают среднее напряжение, согласно шкале избираем 230 кВ.
Сопротивление трансформаторов (т.3.5):
uк — напряжение КЗ трансформатора.
Сопротивление генераторов (т.3.5):
Сопротивление ТСН (т.3.5.):
Сопротивление реакторов (т.3.5.):
Секционный реактор
линейный реактор
Упростим схему замещения, используя т.3.6.
Параллельное соединение Х2, Х3, Х4, Х5, Х6, Х7 заменяем на Х16:
Последовательное соединение Х1 и Х16 заменяем на Х17:
Параллельное соединение Х8 и Х9 — на Х18:
Параллельное соединение Х10 и Х11 — на Х19:
Последовательное соединение Х12 и х14 -на Х20:
Последовательное соединение Х13 и х15 -на Х21:
Параллельное соединение Х20 и Х21 — на Х22:
Последовательное соединение Х17 и Х18 заменяем на Х23:
Изначальное
, где
IБ — базисный ток, А
Х* — результирующее сопротивление ветки схемы
генераторов Г-3, Г-4
генераторов Г-1, Г-2
для системы
Суммарное значение повторяющейся составляющей тока КЗ в т. К-2:
ВЫВОД: Потому что ток недлинного замыкания превосходит 45-63 кА (номинальные токи отключения выключателей типа МГГ) нужна установка секционного реактора.
Избираем секционный реактор для ограничения тока КЗ.
Номинальный ток реактора можно избрать приближенно по току, равному 0,6 — 0,7 номинального тока генератора, кА
Номинальный ток реактора принимаем 0,6*Iном = 4,1 кА
Избираем к установке реактор серии РБА-10-4000
Определяем результирующее сопротивление цепи КЗ при отсутствии ректора, Ом:
Требуемое сопротивление цепи КЗ из условия обеспечения номинальной отключающей возможности выключателя, Ом:
Требуемое сопротивление реактора для ограничения тока КЗ, Ом:
Результирующее сопротивление цепи с учетом реактора, Ом:
Фактическое
Проверка стойкости реактора в режиме КЗ.
Электродинамическая стойкость. Ударный ток КЗ.
где kу — ударный коэффициент (т.3.8)
Условие электродинамической стойкости > , 66,9 > 61,96 — производится
Тепловая стойкость.
Завод гарантирует tтер=8 с — время тепловой стойкости среднеквадратичный ток тепловой стойкости
Iтер = /2,54 = 66,9/2,54=26,34 кА
Условие тепловой стойкости:
где ВК — расчетный импульс квадратичного тока при КЗ за реактором.
ТА = 0,23 с (т.3.8)
— производится
Остаточное напряжение на шинах генераторного распределительного устройства при КЗ за реактором, %:
Утрата напряжения при протекание наибольшего тока в обычном режиме работы с учетом уменьшения сопротивления в обычном режиме, %:
К установке принимаем секционный реактор РБА-10-4000-0,24.
Расчетов токов КЗ.
Расчет токов недлинного замыкания в точке К1.
Ветки генераторов Г-1 и Г-2 симметричны относительно точки КЗ К1. Потому сопротивление реактора Х24 можно исключить из схемы замещения, потому что оно включено меж узлами схожего потенциала и не влияет на ток. С учетом этого схема замещения для КЗ в точке К1 показана на рис.11.
Упростим схему:
Последовательное соединение Х28=Х18+Х19=0,39+0,77=1,16
Параллельное соединение
Последовательное соединение Х30=Х29+Х17=0,58+0,43=1,01
Изначальное
где Х* — результирующее сопротивление ветки схемы; Iб — базисный ток
Определяем ударный ток, кА:
где kу — ударный коэффициент (т.3.8)
Расчет токов недлинного замыкания в точке К2.
Схема замещения для КЗ в точке К2 показана на рис. 12.
Используем отчасти результаты преобразований предшествующего расчета. Х29=0,58
Изначальное
Определяем ударный ток генераторов, кА:
Изначальное значение повторяющейся составляющей тока КЗ системы
Определяем ударный ток системы, кА:
Суммарный ток КЗ в точке К2:
Суммарный ударный ток КЗ в точке К2:
Расчет токов недлинного замыкания в точке К3.
Куцее замыкание на выводах Г-2. Генераторы Г-3 и Г-4 находятся на значимой электронной удаленности от места КЗ, потому для упрощения расчетов его целенаправлено включить в состав ветки системы, соответственно скорректировав ее сопротивление:
Таковым образом, к точке КЗ ток будет поступать от 3-х источников, при этом генератор Г-2 включен в точку КЗ конкретно.
Ток КЗ от генератора Г-2
Iб — базисный ток (рассчитывался ранее)
Ударный ток от генератора:
ток недлинного замыкания в точке К-3 от энергосистемы, генераторов Г-1, Г-3 и Г-4 легче всего найти, объединив эти источники в единую эквивалентную ветвь. Промежный шаг на этом пути уже изготовлен — ветки системы, Г-3 и Г-4 объединены и представлены общим сопротивлением Х31.
Преобразуем треугольник сопротивлений Х8, Х9, Х24 в эквивалентную звезду Х32, Х33, Х34 (по т.3.6):
Схема замещения преобразуется к виду
Х35=Х31+Х32=0,31+0,16=0,47
Х36=Х10+Х34=1,54+0,45=1,99
Конечная схема замещения для расчета токов КЗ в точке К3
Суммарный ток эквивалентного источника
Ударный ток от эквивалентного источника:
Изначальное
Суммарный ударный ток в точке К3:
Расчет токов недлинного замыкания в точке К4.
Избираем групповой реактор для ограничения тока КЗ. Для расчета берем более нагруженный реактор (с 6-ю линиями). Очень допустимый ток для кабеля сечением 75 мм2 с дюралевыми жилами с картонной изоляцией Iдоп = 165 А (таб.П3.7)(1). Намечаем для установки сдвоенный реактор серии РБСГ-10-2х1000-0,35. Полосы распределены по три на каждую ветвь реактора.
Определим результирующее сопротивление цепи КЗ при отсутствии реактора:
Требуемое сопротивление цепи КЗ из условия обеспечения номинальной отключающей возможности выключателя, Ом:
Требуемое сопротивление реактора для ограничения тока КЗ, Ом:
Результирующее сопротивление цепи с учетом реактора, Ом:
Фактическое
Проверка стойкости реактора в режиме КЗ.
Электродинамическая стойкость. Ударный ток КЗ.
где kу — ударный коэффициент (т.3.8)
Условие электродинамической стойкости
> 37 > 35,3 — производится
Тепловая стойкость. Завод гарантирует tтер=8 с — время тепловой стойкости среднеквадратичный ток тепловой стойкости (таб.П.3.2) Iтер = 14,6 кА
Условие тепловой стойкости:
где ВК — расчетный импульс квадратичного тока при КЗ за реактором.
ТА = 0,23 с (т.3.8)
— производится
Остаточное напряжение на шинах генераторного распределительного устройства при КЗ за реактором, %:
Утрата напряжения при протекание наибольшего тока в обычном режиме работы с учетом уменьшения сопротивления в обычном режиме, %:
— коэффициент связи (таб. П.3.2)
К установке принимаем секционный реактор РБСГ-10-2х1000-0,35.
Рассчитываем сопротивление от энергосистемы до места КЗ.
Последовательное соединение Х18 и Х31:
Х38=Х18+Х31=0,39+0,31=0,7
Последовательное соединение Х10 и Х24:
Х39=Х10+Х24=1,54+2,18=3,72
Параллельное соединение Х39 и Х11:
Х41=Х38+Х40+Х26=0,7+1,09+3,17=4,96
Изначальное
Ударный ток в точке К4:
Расчет токов недлинного замыкания в точке К5.
Для расчета тока КЗ в точке К5 используем упрощения изготовленные для точки К4 незначительно скорректировав.
Х42=Х39+Х40+Х25=0,7+1,09+4,2=5,99
Изначальное
где Х* — результирующее сопротивление ветки схемы; Iб — базисный ток
Определяем ударный ток, кА:
где kу — ударный коэффициент (т.3.8)
Изначальное
Определяем ударный ток от электродвигателей, кА:
Суммарный ток КЗ в точке К5:
Суммарный ударный ток КЗ в точке К5:
Расчет токов недлинного замыкания в точке К6.
Генераторы Г-1 и Г-2 находятся на значимой электронной удаленности от точки К-6, потому для упрощения расчетов из целенаправлено включить в состав ветки энергосистемы, соответственно скорректировать ее сопротивления.
Изначальное
Определяем ударный ток генератора, кА:
Изначальное значение повторяющейся составляющей тока КЗ системы
Определяем ударный ток системы, кА:
Суммарный ток КЗ в точке К6:
Суммарный ударный ток КЗ в точке К6:
Таблица 2. Расчетные данные токов недлинного замыкания.
Точка КЗ
Источник тока КЗ
Изначальное значение повторяющейся составляющей , кА
К-1
Конец ВЛ
Суммарное
4,95
11,98
К-2
Шины 220 кВ
генератор
Системы
Суммарное
4,3
5,8
101,1
11,98
14,24
26,22
К-3
Шины 10,5 кВ
генератор
Эквивалентный источник
Суммарное
35,74
66,32
102,06
99,57
172,99
272,56
К-4
За ЛР
Суммарное
11,1
30,6
К-5
Шины 6 кВ
Движки
системы
Суммарное
5,08
3,86
8,94
9,8
8,7
18,5
К-6
Генератор
Системы
Суммарное
35,74
51,9
87,64
99,58
135,38
234,96
2.5 Выбор выключателей и разъединителей
Избираем выключатели и разъединители в цепи полосы напряжением 220 кВ. К установке намечаем выключатель типа У-220Б-1000-25У1 (таб.5.2 (2)).
Выключатели проверяются по последующим условиям:
1. по напряжению установки, кВ;
Uном. ? Uном.уст.
220=220
2. по току утяжеленного режима, А;
Iном ? Iутяж.
Наибольшая мощность, протекающая по полосы равна 186 МВА.
Рmax=372*0,8=297,6 МВт
ток утяжеленного режима, А:
1000 > 977
3. по тепловой стойкости при действии главный быстродействующей защиты равной 0,1 с.
Тепловая стойкость.
Условие тепловой стойкости:
где ВК — расчетный импульс квадратичного тока при КЗ за реактором.
Та=0,14, tотк=4с (стр.191(1)).
— производится
4.по динамической стойкости
Условие электродинамической стойкости
?
64 ? 11,98 — производится
?
25 ? 4,95 — производится
5. по отключению симметричного тока
>
=4,95 (для РУ завышенных напряжений)
25 ? 4,95 — производится
6.по отключению несимметричного тока
где
41,59 > 10,27
Все условия производятся. К установке принимаем выключатель типа У-220Б-1000-25У1.
Выбор разъединителя.
Вышеперечисленным условиям удовлетворяет разъединитель типа РНДЗ-1-220/1000 (таб.5.5(2)).
1. по напряжению установки, кВ;
Uном. ? Uном.уст.
220=220
2. по номинальному току 1000 > 977
3. тепловая стойкость > 101,44
4.по динамической стойкости
Условие электродинамической стойкости > 11,98 кА
К установке принимаем разъединитель типа РНДЗ-1-220/1000 (таб.5.5(2)).
Избираем выключатели и разъединители для РУВН.
Выключатели распределительных устройств напряжением 35 кВ и выше выбираются обычно однотипными для всех цепей данного РУ.
К установке намечаем выключатель типа У-220Б-1000-25У1 (таб.5.2 (2)).
Для данного выключателя .
Повторяющаяся составляющая тока энергосистемы: — ток постоянный во времени.
Повторяющаяся составляющая от генераторов:
по кривым (1) имеем
Суммарное времени 0,06 с.
Повторяющаяся составляющая тока по веткам КЗ:
от энергосистемы
, Та=0,02
от генераторов
; Та=0,245
Суммарное времени 0,06 с.
Проверка выключателя:
1.по напряжению установки, кВ;
Uном. ? Uном.уст.
220=220
2.по току утяжеленного режима, А;
Iном ? Iутяж.
1000 > 977
3. по тепловой стойкости при действии главный быстродействующей защиты равной 0,1 с.
Тепловая стойкость.
Условие тепловой стойкости:
где ВК — расчетный импульс квадратичного тока при КЗ за реактором.
ТА = 0,23 с (т.3.8)
— производится
4.по динамической стойкости
Условие электродинамической стойкости
? , 64 ? 26,22 — производится
? , 25 ? 10,1 — производится
5. по отключению симметричного тока
>
=4,95 (для РУ завышенных напряжений)
25 ? 10,1 — производится
6.по отключению несимметричного тока
где
41,59 > 20,96
Все условия производятся. К установке принимаем выключатель типа У-220Б-1000-25У1.
Выбор разъединителя.
Вышеперечисленным условиям удовлетворяет разъединитель типа РНДЗ-1-220/1000 (таб.5.5(2)).
1. по напряжению установки, кВ;
Uном. ? Uном.уст.
220=220
2. по номинальному току
1000 > 977
3. тепловая стойкость
> 422
4.по динамической стойкости
Условие электродинамической стойкости
> 26,22 кА
К установке принимаем разъединитель типа РНДЗ-1-220/1000 (таб.5.5(2)).
Выключатели и разъединители для ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации), РУ СН и за ЛР выбираются аналогично.
2.6 Выбор измерительных трансформаторов, измерительных приборов, разрядников, предохранителей
Измерительные трансформаторы тока и напряжения выбираются упрощенно, без учета вторичной перегрузки, без проверки трансформаторов тока по условиям недлинного замыкания. Трансформаторы выбираются по предназначению, типу, номинальному напряжению (трансформаторы тока также по номинальному току).
В цепях генераторов, присоединенных к шинам ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации), инсталлируются трансформаторы тока нулевой последовательности типа ТНПШ.
Трансформаторы тока предусмотрены для уменьшения первичного тока до значений, более комфортных для измерительных устройств и реле, также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высочайшего напряжения.
Трансформаторы тока избираем по условиям:
3. по напряжению установки, кВ;
Uуст. ? Uном.
10,5 = 10,5
4. по току, А;
Iнорм ? I1ном
6880 < 7200
Imax ? I1ном
Больший ток послеаварийного либо ремонтного режима определяется при условии работы генератора при понижении напряжения на 5%, А:
6807 ? 7200
К установке принимаем трансформаторы тока типа ТНПШ-3У/10.
В масленых выключателях принимают встраиваемые трансформаторы тока типа ТВТ.
Для секционных выключателей:
1) по напряжению, кВ: 10=10
2) по току, А
4000 < 12000
6807 < 12000
К установке принимаем трансформаторы тока типа ТВТ- 10 -12000/5.
Для выключателей расположенных за линейными реакторами:
1)по напряжению, кВ; 10=10
2)по току, А
495 < 2000
1000 < 2000
Принимаем к установке трансформаторы тока типа ТВ (Телевидение (греч. — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние)-10-2000/5.
Для выключателей в РУСН:
по напряжению, 6,3 кВ < 10 кВ, также по току , 1808 А < 2000 А
Принимаем трансформатор ТВ (Телевидение (греч. — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние)-10-2000/5.
Для выключателей от ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) к ТСВ:
1)по напряжению, кВ: 10=10
2)по току, А: 11010 < 12000
К установке принимаем трансформаторы тока типа ТВТ- 10 -12000/5.
Для выключателей в РУВН принимаем ТВ (Телевидение (греч. — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние)-220-I-1000/5.
Для выключателей в конце ВЛ на 220 кВ принимаем также ТВ (Телевидение (греч. — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние)-220 1000/5.
Избираем трансформаторы напряжения.
В цепях генераторов устанавливают трансформаторы типа ЗНОМ, потому к установке принимаем трансформаторы ЗНОМ-15 либо ЗНОМ-10-66. Можно установить трансформаторы типа НТМИ-10-66 для присоединения устройств контроля изоляции.
В цепи линейных реакторов устанавливаем трансформаторы типа НОЛ.08-10У2. В РУСН устанавливаем трансформаторы типа НТМИ-6-66. В ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) устанавливаем трансформаторы типа НТМИ-10-66. На ВЛ устанавливаем трансформаторы типа НКФ-220-58. На ТЭЦ предохранители инсталлируются лишь для защиты трансформаторов напряжения 6-10 кВ, их следует выбирать по типу, номинальному напряжению. К установке принимаем предохранители типа ПКТН-10.
Для защиты изоляции электрооборудования от атмосферных перенапряжений устанавливают разрядники. Разрядники выбираются по предназначению, типу, номинальному напряжению. В цепях нейтрале силовых трансформаторов на 220 кВ инсталлируются разрядники с номинальным напряжением на один класс ниже, чем высшее напряжение трансформаторов.
В цепях нейтрале силовых трансформаторов на 220 кВ устанавливаем разрядники типа РВС-110.
В цепях напряжением 220 кВ устанавливаем разрядники типа РВМГ-220.
Измерительные приборы устанавливаем в согласовании с таб.4.11(1).
Таблица. установка измерительных устройств.
Цепь
пространство установки устройств
Список устройств
Турбогенератора
БЩУ
Амперметр в каждой фазе, вольтметр, ваттметр, варметр, счетчик активной энергии, датчики активной и реактивной энергии. На групповом щите инсталлируются ваттметр и частотомер.
Трансформатора связи с энергосистемой
НН
Амперметр, ваттметр и варметр с двухсторонней шкалой.
Трансформаторы собственных нужд
На каждой секции
Со стороны питания: амперметр, ваттметр, счетчик активной энергии
Полосы к пользователям
На каждой секции
Амперметр, счетчик активной энергии.
Полосы 220 кВ
ГЩУ
Амперметр, ваттметр, варметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии.
Сборных шин генераторного напряжения
На каждой секции
Вольтметр, частотомер.
Шин 6 кВ собственных нужд
На каждой секции
Вольтметр
Секционного выключателя
Амперметр.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. «Электрооборудование станций и подстанций». 3-е издание, перераб. И доп. М.: Энергоатомиздат, 1987г.
2. Крючков Н.П., Неклепаев Б.Н. «Электронная часть электростанций и подстанций». 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1978г.
]]>