(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Проектирование электрической части конденсационной электрической станции
Оглавление
Введение
1. Задание на проектирование электронной части КЭС
2. Выбор генераторов, блочных трансформаторов и автотрансформаторов связи
2.1 Выбор турбогенераторов
2.2 Разработка вариантов структурной схемы станции
2.3 Выбор мощности блочных трансформаторов
2.4 Выбор мощности автотрансформаторов связи
2.5 Выбор количества линий связи и определение их сечения
3. Расчет токов недлинного замыкания для выбора аппаратов
4. Выбор коммутационных аппаратов
4.1 Выбор выключателей
4.2 Выбор разъединителей
4.3 Выбор трансформаторов тока
4.4 Выбор трансформаторов напряжения
4.5 Выбор сечения отходящих линий
4.6 Выбор токопроводов
Заключение
Перечень применяемой литературы
Введение
В курсовой работе предстоит спроектировать конденсационную электронную станцию (КЭС) с одним высшим напряжением, на котором станция связана с системой, и потребительским напряжением, к шинам которого подключены пользователи. В процессе проектирования предстоит решить последующие задачки:
· создать структурную схему проектируемой станции;
· избрать основное оборудование: генераторы, блочные трансформаторы, автотрансформаторы связи;
· высчитать токи трехфазного и однофазного маленьких замыканий (КЗ);
· избрать выключатели и разъединители для всех распределительных устройств (РУ);
· избрать измерительные трансформаторы тока и напряжения;
· избрать сечение проводов потребительских линий электропередачи.
1. Задание на проектирование электронной части КЭС
Начальные данные:
1. Генераторы: ; .
2. Система:
· напряжение
· число ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) связи
определяется без помощи других
· длина ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) связи
· аварийный резерв мощности
· мощность КЗ на шинах системы
3. Пользователи:
· напряжение
· число потребителей
· мощность потребителей
· коэффициент мощности
· коэффициент одновременности
· летний минимум
2. Выбор генераторов, блочных трансформаторов и автотрансформаторов связи
2.1 Выбортурбогенераторов
Избираем турбогенератор ТВВ-320-2 с водо-водяным остыванием[3].
характеристики нужные для расчетов сведены в таблицу 2.1.
Таблица 2.1
характеристики турбогенератора ТВВ-320-2
, кВ
, о.е.
, о.е.
количество обмоток, шт
20
0.85
0.17
6
2.2 Разработкавариантовструктурной схемы станции
На рисунке 2.1 показана структурная схема КЭС. Число блоков, присоединенных к шинам РУ СН и к шинам РУ ВН, быть может различной зависимо от мощности потребителей.
Набросок 2.1 — Структурная схема КЭС
2.3 Выбормощности блочных трансформаторов
Избираем блочный двухобмоточный трансформатор из условия:
(2.1)
где:
— полная мощность блочного трансформатора,
— полная номинальная мощность генератора,
— полная мощность собственных нужд блока.
, (2.2)
(2.3)
(2.4)
По формуле (2.1) получаем:
Данные избранных трансформаторов приведены в таблице 2.2 [2].
Таблица 2.2
Данные трансформаторов, нужные для расчетов
Тип
ТДЦ(Ц)-400000/220
242
20
11
880
ТД-400000/500
525
20
13
800
2.4 Выбор мощности автотрансформаторов связи
Суммарная активная мощность потребителей в зимний период:
(2.5)
Суммарная активная мощность потребителей в летний период:
(2.6)
Суммарная реактивная мощность потребителей в зимний период:
(2.7)
Суммарная реактивная мощность потребителей в летний период:
(2.8)
Суммарная полная мощность потребителей в зимний период:
(2.9)
Суммарная полная мощность потребителей в летний период:
(2.10)
Разглядим вариант, когда на РУ СН выдают мощность 5 блоков (глядеть набросок 2.1).
Работа станции с установленной мощностью в режиме летних малых нагрузок.
Расчетная мощность в этом режиме определяется по выражению:
(2.11)
(2.12)
где:
— наибольшая мощность, отдаваемая в систему с шин РУ СН,
— коэффициент периодических перегрузок (приблизительно можно принять равным ).
Аварийное отключение 1-го из автотрансформаторов связи в режиме летних малых нагрузок. Этот режим не следует разглядывать, если , — коэффициент аварийных перегрузок. В нашем случае это условие не производится: МВт.
(2.13)
Работа станции с установленной мощностью в режиме наибольших зимних нагрузок и аварийное отключение 1-го блока, работающего на шины РУ СН.
(2.14)
По большему расчетному условию () подступает автотрансформатор АТДЦН-500000/500/220[3].
Разглядим вариант, когда на шины РУ СН выдают мощность 4 блока: (глядеть набросок 2.2).
Набросок 2.2 — Структурная схема КЭС
Расчет проводится по формулам (2.11 — 2.14).
Работа станции с установленной мощностью в режиме летних малых нагрузок.
Аварийное отключение 1-го из автотрансформаторов связи в режиме летних малых нагрузок. Условие производится (640>558,7). Рассчитывать данное условие нет необходимости.
Работа станции с установленной мощностью в режиме наибольших зимних нагрузок и аварийное отключение 1-го блока, работающего на шины РУ СН.
По расчетной мощности избираем автотрансформатор АТДЦН-500000/500/220[3].
совсем избираем вариант с пятью блоками, выдающими мощность на шины РУ СН.
Таблица 2.3
Данные автотрансформатора, нужные для расчетов
Тип
АТДЦН-500000/500/220
500
230
12
950
2.5 Выбор количества линий связи и определение их сечения
Для определения количества и сечения линий связи нужно найти активную мощность , передаваемую по ним в систему:
(2.15)
Воспользуемся эмпирической формулой Илларионова для определения напряжения проектируемых линий [2]:
(2.16)
где:
— длина полосы электропередачи, в км,
n — числоцепей,
— в МВт,
— в км.
Из формулы 2.16 найдем n:
(2.17)
Число линий связи принимаем равным3.
Определим сечение проводов:
(2.18)
где:
— финансовая плотность тока, ,
U — напряжение полосы,
k — число составляющих в расщепленной фазе[2].
Избираем ближний обычный провод АС-400/51 [2]. характеристики провода приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4
Характеристики провода, нужные для расчетов
Тип
АС-400/51
0.323
0.075
830
Проверим избранный провод на продолжительно допустимый ток при выключении одной из линий.
(2.17)
Условие производится:
Для сооружения линий выбираемдвухцепные опоры ПБ-1[5].
3. Расчет токов недлинного замыкания для выбора аппаратов
Для выбора аппаратов нужно высчитать токи недлинного замыкания на шинах РУ СН и РУ ВН (однофазное и трехфазное) и в генераторных цепях (лишь трехфазное), глядеть набросок 3.1. Для определения токов недлинного замыкания нужно высчитать сопротивления частей схемы[1].
Сопротивление системы:
(3.1)
Сопротивление двухобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов:
генератор трансформатор токопровод замыкание
(3.2)
Сопротивление линий:
(3.3)
Сопротивление генераторов:
(3.4)
Определим характеристики схемы замещения глядеть набросок 3.1.Для расчетов примем средненоминальные напряжения:
Набросок 3.1 — Схема замещения станции.
Электродвижущая сила системы и генераторов равна [1]:
Рассчитаем ток трехфазного недлинного замыкания в точке К1. Преобразуем схему замещения набросок 3.1.
В итоге этих преобразований получаем схему, приведенную на рисунке 3.2.
Набросок 3.2 — Схема замещения станции для расчета тока КЗ в точке
Преобразуем параллельные ветки с источниками ЭДС в эквивалентную.
Эквивалентная ЭДС находится последующим образом :
Получаем двухлучевую схему замещения, приведенную на рисунке 3.3.
Набросок 3.3 — Схема замещения станции для расчета тока КЗ в точке
Сопротивления и 31 соединены параллельно:
Рассчитаем ток однофазного недлинного замыкания в точке К1.
Определим сопротивление нулевой последовательности для точки :
Набросок 3.4 — Схема замещения нулевой последовательности станции для расчета тока КЗ в точке .
К-отношение [4]
Рассчитаем ток трехфазного недлинного замыкания в точке . Приведем схему к виду, представленному на рисунке 3.5.
Набросок 3.5 — Схема замещения станции для расчета тока КЗ в точке
Набросок 3.6 — Схема замещения станции для расчета тока КЗ в точке
Рассчитаем ток однофазного недлинного замыкания в точке К2.
Определим сопротивление нулевой последовательности для точки :
Набросок 3.7. — Схема замещения нулевой последовательности станции для расчета тока КЗ в точке .
Рассчитаем ток трехфазного недлинного замыкания в точке К3. Преобразуем схему (набросок 3.1) к виду, представленному на рисунке 3.8.
Набросок 3.8 — Схема замещения станции для расчета тока КЗ в точке
Набросок 3.9 — Схема замещения станции для расчета тока КЗ в точке
Набросок 3.10 — Схема замещения станции для расчета тока КЗ в точке
Результаты расчетов токов маленьких замыканий приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1
Сводная таблица результатов
33,5
17,4
149
40,5
20,1
4. Выбор коммутационных аппаратов
4.1 Выбор выключателей
Выбор выключателей генераторного напряжения.
Условие выбора по напряжению:
(4.1)
Условие выбора по току форсированного режима:
(4.2)
По условиям (4.1) и (4.2) подступает воздушныйвыключатель ВВГ-20-160(глядеть таблицу 4.1) [5].
Таблица 4.1
характеристики воздушного выключателя ВВГ-20-160:
20
160
0,1
0,12
iдин= 410
Выключатель проверяем по большему току недлинного замыкания. В нашем случае это ток недлинного замыкания от системы , глядеть набросок 4.1.
Набросок 4.1
Проверка по отключающей возможности.
А)Отключение повторяющейся составляющей:
(4.3)
где:
— расчетное момент начала расхождения контактов выключателя,
.
Можно считать если производится условие:
(4.4)
где:
— повторяющаяся составляющая тока эквивалентного генератора в исходный момент времени,
— номинальный суммарный ток генераторов, входящих в эквивалентный.
Преобразуем схему (набросок 3.8) в звезду (набросок 4.2).
Набросок 4.2
Получаем схему, представленную на рисунке 4.3.
Набросок 4.3
Преобразуем звезду , , в треугольник, глядеть набросок 4.4. Сопротивлением пренебрежем, т. к. по нему протекает маленький уравнительный ток.
Набросок 4.4
как следует считать .
Проверяем условие (4.3):
— условие производится.
Б)Отключение апериодической составляющей тока КЗ.
(4.5)
где:
— номинальное значение апериодической составляющей тока отключения,
— расчетное значение апериодической составляющей тока КЗ.
если , то
где:
— неизменная времени контура.
[7].
— условие не проходит.
В)Отключение ассиметричного (полного) тока КЗ:
(4.6)
условие производится.
Динамическая стойкость выключателя:
(4.7)
условие производится.
(4.8)
условие производится.
Проверка по тепловой стойкости:
(4.9)
условие производится.
совсем избираем воздушного выключателя ВВГ-20-160.
Выбор выключателей РУ СН.
Условие выбора по напряжению:
Условие выбора по току утяжеленного режима:
По условиям (4.1) и (4.2) подступает элегазовыйбаковый выключатель 242PMG (производства «АВВ») (глядеть таблицу 4.3) [4].
Таблица 4.3
характеристики элегазового выключателя 242PMG
242
63
0.055
0.12
3
Б)Отключение апериодической составляющей тока КЗ, условие (4.5):
[7].
— условие не производится.
В)Отключение ассиметричного (полного) тока КЗ В, согласно условию (4.6):
условие производится.
Динамическая стойкость выключателя, условия (4.7) и (4.8):
условие производится.
условие производится.
Проверка по тепловой стойкости, по условию (4.9):
условие производится.
совсем избираем элегазовыйвыключатель242PMG
Выбор выключателей РУ ВН.
Условие выбора по напряжению:
Условие выбора по току утяжеленного режима:
По условиям (4.1) и (4.2) подступает элегазовый выключатель ВГК-500-40/3150 (глядеть таблицу 4.4) [6].
Таблица 4.4
характеристики элегазового выключателя ВГУ-330
500
40
0.025
0.05
3
Проверка по отключающей возможности.
А)Отключение повторяющейся составляющей, условие (4.3):
— условие производится.
Б)Отключение апериодической составляющей тока КЗ, условие (4.5):
[7].
— условие не производится.
В)Отключение ассиметричного (полного) тока КЗ, согласно условию (4.6):
условие производится.
Динамическая стойкость выключателя, условия (4.7) и (4.8):
условие производится.
условие производится.
Проверка по тепловой стойкости, по условию (4.9):
условие производится.
совсем избираем элегазовый выключатель ВГУ-330
4.2 Выбор разъединителей
Выбор разъединителей для установки на РУ СН.
Выбор осуществляется по аспектам (4.1), (4.2), (4.7), (4.8), (4.9).
Условие выбора по напряжению:
Условие выбора по току утяжеленного режима:
По условиям (4.1) и (4.2) подступает разъединитель РДЗ-220/2000 (глядеть таблицу 4.5) [5].
Таблица 4.5
РазъединительРДЗ-220/2000
220
100
40
Динамическая стойкость выключателя, условия (4.7) и (4.8):
— условие не производится.
По условиям (4.1) и (4.2) подступает разъединитель РДЗ-220/3200 (глядеть таблицу 4.6) [5].
Таблица 4.6
Разъединитель РДЗ-220/3200
220
125
50
— условие производится.
Проверка по тепловой стойкости, по условию (4.9):
условие производится.
совсем избираем разъединитель РДЗ-220/3200.
Выбор разъединителей для установки на РУ ВН.
Условие выбора по напряжению:
Условие выбора по току утяжеленного режима:
По условиям (4.1) и (4.2) подступает разъединитель РПД-500-2/3200 (глядеть таблицу 4.7) [5].
Таблица 4.7
Разъединитель РПД-500-2/3200
500
160
63
Динамическая стойкость выключателя, условия (4.7) и (4.8):
— условие производится.
— условие производится.
Проверка по тепловой стойкости, по условию (4.9):
условие производится.
совсем избираем разъединитель РПД-500-2/3200.
Выбор разъединителей для установки на генераторное напряжение.
Условие выбора по напряжению:
Условие выбора по току форсированного режима:
По условиям (4.1) и (4.2) подступает разъединитель РРЧЗ-20-12500 (глядеть таблицу 4.8) [6].
Таблица 4.8
Разъединитель РРЧЗ-20-12500
20
410
160
Динамическая стойкость выключателя, условия (4.7) и (4.8):
— условие производится.
— условие производится.
Проверка по тепловой стойкости, по условию (4.9):
условие производится.
совсем избираем разъединитель РРЧЗ-20-12500.
4.3 Выбор трансформаторов тока
На РУ СН установлены баковые выключатели, как следует, в их установлены интегрированные трансформаторы тока.
Выбор трансформаторов тока на РУ ВН.
Выбор осуществляется по аспектам (4.1), (4.2), (4.7), (4.8), (4.9).
Условие выбора по напряжению:
Условие выбора по току утяжеленного режима:
По условиям (4.1) и (4.2) подступает трансформатор токаТФЗМ -500Б — У1 (глядеть таблицу 4.9) [5].
Таблица 4.9
Трансформатор токаТФЗМ -500Б — У1
500
90
39
3
Динамическая стойкость выключателя, условия (4.7) и (4.8):
— условие производится.
— условие производится.
Проверка по тепловой стойкости, по условию (4.9):
условие производится.
совсем выбираемтрансформатор токаТФЗМ -500Б — У1
Выбор трансформаторов тока на генераторное напряжение:
Выбор осуществляется по аспектам (4.1), (4.2), (4.7), (4.8), (4.9).
Условие выбора по напряжению:
Условие выбора по току утяжеленного режима:
По условиям (4.1) и (4.2) подступает трансформатор токаТШЛ -20 — II
(глядеть таблицу 4.10) [5].
Таблица 4.10
Трансформатор токаТШЛ -20 — II
20
160
20
4
Динамическая стойкость выключателя, условия (4.7) и (4.8):
кА
— условие производится.
— условие производится.
Проверка по тепловой стойкости, по условию (4.9):
условие производится.
совсем выбираемтрансформатор токаТШЛ -20 — II
.
4.4 Выбор трансформаторов напряжения
На РУ СН устанавливаем трансформаторы напряжения НКФ-220-58 (глядеть таблицу 4.11) [8].
Таблица 4.11
Трансформатор напряжения НКФ-220-58
220
На РУ ВН устанавливаем трансформаторы напряжения НКФ-500-7871 (глядеть таблицу 4.12) [5].
Таблица 4.12
Трансформатор напряжения НКФ-500-7871
500
На генераторном напряжении устанавливаем трансформаторы напряжения 30М1/20-63 У2 (глядеть таблицу 4.13) [5].
Таблица 4.13
Трансформатор напряжения НКФ-500-7871
20
-127
4.5 Выбор сечения отходящих линий
Выбор сечения проводим по последующему выражению:
(4.11)
где:
— расчетный ток, передаваемый по проектируемой полосы, увеличенный на коэффициент , который учитывает изменение перегрузки по годам эксплуатации полосы;
— финансовая плотность тока для
Избираем провод АС-300/39.
Проверяем избранную марку провода.
Отключение одной цепи:
[2, с. 236, таблица П.13],
— условие производится.
По механической прочности для двухцепных линий малое сечение по алюминию , [2, с. 209].
— условие производится.
Малое сечение по условию короны для напряжения 220 кВ АС-300/39.
Избранный провод проходит по всем аспектам проверки.
4.6 Выбор токопроводов
Избираем закрытый пофазноэкранированный токопровод по условиям (4.1), (4.2) ТЭНЕ-20/12500-400У1 (глядеть таблицу 4.14) [5].
Таблица 4.14
Закрытый пофазноэкранированный токопровод ТЭНЕ-20/12500-400У1
20
150
160
Динамическая стойкость выключателя, условия (4.7) и (4.8):
— условие производится.
— условие производится.
Проверка по тепловой стойкости, по условию (4.9):
условие производится.
совсем выбираемтокопровод ТЭНЕ-20/12500-400У1
Заключение
В процессе выполнения курсовой работы были решены задачки с учетом требований правил устройства электроустановок, поставленные во внедрении. установка наиболее современного оборудования увеличивает надежность электронной части станции.
Токи недлинного замыкания находятся на применимом уровне, это выражается тем, что выбор аппаратов не был затруднен проверками на действие токов недлинного замыкания. Как следует, нет необходимости использовать меры по их ограничению.
Перечень применяемой 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.
]]>