(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Проектирование электрической части ТЭЦ-200 МВт
электронный трансформатор замыкание ток
1. Исхожие данные и анализ задачки
Тип станции. ТЭЦ
Установленная мощность станции. 200 МВт
Тип турбин, установленных на станции ПТ-60-130, Р-50-130
количество турбин установленных на станции 2, 1
Величина наибольшей перегрузки на генераторном напряжения 80 МВт
Величина малой перегрузки на генераторном напряжения 60 МВт
Горючее газ-мазут
Величина напряжения РУВН 110 кВ
Величина напряжения ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) 10,5 кВ
Мощность и сопротивление системы 2000/1,0
Количество линий, отходящих от РУВН 3
Длина линий, отходящих от РУВН 60
1.1 анализ задачки
Из табл. 1.2 [1] имеем главные данные турбин: турбина с противодавлением Р-50-130 имеет , , отбор производственный, давление пара — 130 кг/см2; конденсационная турбина ПТ-60-130 имеет , , давление пара — 130 кг/см2, отбор производственный и теплофикационный. Таковым образом, ТЭЦ создана для выработки термический энергии для производственных и теплофикационных целей и выработки электронной энергии для покрытия местной перегрузки 80/60 МВт на генераторном напряжении и передачи остальной мощности по двум линиям длиной 60 км в прилегающую систему мощностью на напряжении 110 кВ. Так как давление пара всех турбин идиентично, то исполняем ТЭЦ с поперечными связями по пару для увеличения надежности теплоснабжения, а потому что местная перегрузка составляет около 35% электронной мощности, то избираем комбинированную схему выдачи мощности, т.е. часть генераторов подключаем к РУ генераторного напряжения, а другие — к РУВН по блочному принципу в электронной части.
1.2 Выбор генераторов
По табл. 1.5 [1] избираем турбогенераторы. Для обоих типов турбин избираем турбогенератор типа ТВФ-63-2 с форсированным водородным остыванием, имеющий последующие данные: , , , , , , , .
По ГОСТ 533-85 мощность ТГ в продолжительном наивысшем режиме при и завышенном давлении водорода (2,5 заместо 2 кг/см2). Таковым образом, установленная электронная мощность ТЭЦ равна 363=189 МВт.
Наибольшая полная мощность собственных нужд на один турбогенератор , где по табл. 1.4 [1] для ТЭЦ на газомазутном горючем.
количество линий для передачи энергии местным пользователям с шин ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) генераторного напряжения 10,5 кВ определяется по выражению (1.1)
,
где — пропускная мощность кабельной полосы (КЛ) по табл. 1.4 [1].
Таковым образом, в итоге анализа начальных и неких вторичных данных имеем расчетную схему станции.
Рис.
2. Разработка главной схемы электронных соединений станции
2.1 Выбор структурной схемы станции
На основании результатов раздела 1 на проектируемой станции вся вырабатываемая энергия выдается на 2-ух напряжениях: с ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) 10,5 кВ — местным пользователям и с РУВН 110 кВ — в прилегающую систему. Как было показано ранее, более пригодной будет комбинированная структурная схема. Для надежной связи ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) и РУВН и увеличения надежности теплоснабжения принимаем два трансформатора связи. Исходя из очень выдаваемой мощности с ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) и советов НТП к шинам ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) нужно подключить 2 генератора.
Для уменьшения операций высоковольтными выключателями для генераторов, включаемых по блочной схеме, устанавливаем генераторный выключатель, что увеличивает надежность в системе собственных нужд.
При подключении к ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) 2 генераторов выдаваемая мощность на шины ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) в обычном режиме
, в ремонтном режиме при останове 1-го генератора
.
Переток мощности в обычном и ремонтном режимах при наивысшем и наименьшем потреблении:
Таковым образом, при подключении 2 генераторов к шинам ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) наибольший переток мощности выходит в обычном режиме при наименьшем потреблении .
2.2 Выбор силовых трансформаторов (трансформаторов связи)
Выбор трансформаторов связи проводим по наибольшему перетоку, определенному в предшествующему разделе.
Номинальная мощность трансформатора связи при обычном режиме
,
где — коэффициент периодической перегрузки.
Если может быть нередкое отключение 1-го из трансформаторов, то
,
где — коэффициент аварийной краткосрочной перегрузки.
По табл. 2.1-2.6 [1] по отысканной мощности и напряжению ВН — 110 кВ избираем трансформаторы связи типа ТРДЦН-63000-110/11 — трехфазный трансформатор с расщепленной вторичной обмоткой, с дутьем и циркуляцией масла, РПН, имеющий главные данные: , , , , расщепленные обмотки включены параллельно.
Выбор блочных трансформаторов делается по мощности генератора за вычетом расхода на собственные нужды
Так как блок подключается к РУВН 110 кВ, то по отысканной мощности для данного напряжения избираем по табл. 2.1-2.6 [1] блочный трансформатор типа ТДЦ-80000/110/10,5 — трехфазный двухобмоточный с дутьем и принудительной циркуляцией масла, имеющий главные данные: , , , .
Рабочие ТСН имеют первичное напряжение, равное напряжению генератора, а вторичное — напряжению первой ступени в системе собственных нужд, которое принимаем 6,3 кВ, мощность
По табл. 2.1-2.6 [1] избираем рабочий ТСН типа ТМН-4000/10,5/6,3 — трехфазный двухобмоточный с РПН, имеющий главные данные: , , , .
Потому что ТЭЦ с поперечными связями по пару и число рабочих ТСН не превосходит 6, то избираем один запасный трансформатор — РТСН таковой же мощности, как рабочий ТСН, и подключаем его к отпайке обмотки НН трансформатора связи. Тогда избираем РТСН типа ТМН-4000/10,5/6,3, имеющий те же данные, что и рабочий ТСН.
2.3 Выбор методов ограничения токов недлинного замыкания
Для ограничения токов недлинного замыкания на шинах генераторного напряжения — ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации), которое, как правило, производится по схеме «одиночная секционированная система шин», нужно установить секционный реактор.
Для ограничения токов недлинного замыкания в присоединениях местных потребителей с целью понижения характеристик коммутационной аппаратуры и обеспечения тепловой стойкости кабельных линий устанавливаем групповые сдвоенные реакторы.
2.4 Выбор схем распределительных устройств
В распредустройстве генераторного напряжения — ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) избираем схему «одиночная секционированная система шин» с числом секций, равным числу подключаемых генераторов, т.е. с 2-мя секциями.
В РУВН 220 кВ в согласовании с расчетами имеем 6 присоединений: 2 трансформатора связи, 1 блочных трансформатора и 3 полосы, соединяющих станцию с системой. Беря во внимание возможность расширения и советы НТП, принимаем схему: две системы шин и обходная система шин с отдельными обходным и шиносоединительным выключателями.
3. Расчет токов недлинного замыкания
Составление электронной схемы замещения системы и приведение ее частей к базовым условиям.
Рис.
На схеме замещения:
X1, X2 X3 — сопротивления генераторов ТВФ-63, X4 — сопротивление системы, X5 — сопротивление реактора, X6, X7 — сопротивление трансформаторов связи ТРДЦН-63000/110/11, X8 — сопротивление блочного трансформатора ТДЦ-80000/110, X9- сопротивление полосы, соединяющей станцию с системой;
Е1 и Е2 — значения ЭДС генераторов ТВФ-63, Е3 —
Расчет токов недлинного замыкания будем создавать в 3-х точках:
К1 — РУВН, К2 — ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации), К3 — на выводах генератора ТВФ-63.
Принимаем за базовое напряжение =115 кВ.
Произведем расчет сопротивлений и ЭДС
Синхронные генераторы.
=0,153*(115)2/78,75 =25,7 Ом,
где — сопротивление генератора, приведенное к ступени базового напряжения, Ом; — базовое напряжение, кВ; — номинальная полная мощность синхронного генератора, МВА.
Активное сопротивление электронных машин высочайшего напряжения во много раз меньше индуктивного, потому им третируют и в схему замещения не вводят.
Сверхпереходная э.д.с. определяется по формуле
,
где — сверхпереходная э.д.с. генератора, приведенная к ступени базового напряжения, кВ; —
где находится на базе известного из справочных данных генератора; — расчетное индуктивное сопротивление (сопротивление Потье), которое можно найти по выражениям .
Энергосистема
В расчетную схему заходит энергосистема, данная собственной полной мощностью , МВА и сопротивлением в относительных единицах. В схему замещения электроустановки она вводится в виде эквивалентного генератора с э.д.с. и сопротивлением , которые определяются по формулам
= 1*(115)2/2000=6,6 Ом
где — э.д.с. энергосистемы, приведенная к ступени базового напряжения, кВ; — базовое напряжение, кВ; — сопротивление энергосистемы, приведенное к ступени базового напряжения, Ом.
Силовые трансформаторы и трансформаторы связи.
Двухобмоточные трансформаторы:
Трансформатор связи
Полосы. Сопротивление воздушной полосы , приведенное к базовому напряжению
Ом, ,
где — индуктивное сопротивление полосы на 1 км длины, Ом/км; — длина полосы, км; — среднее эксплуатационное напряжение полосы, кВ.
Реакторы
На ТЭЦ с поперечными связями генераторного напряжения токи к.з. на ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации), как правило, значительны и для их ограничения используют секционные реакторы.
Избираем по номинальному току
Избираем реактор РБДГ-10-4000-0,18УЗ
Расчет токов недлинного замыкания в точка К1
Свернем схему замещения относительно точки недлинного замыкания К1.
Рис.
Рис.
Определение исходных значений повторяющейся составляющей тока делается по выражению:
где — э.д.с. ветки перевоплощенной схемы замещения, приведенная к ступени базового напряжения, кВ; — базовое напряжение, кВ; — результирующее сопротивление ветки перевоплощенной схемы замещения относительно точки недлинного замыкания, приведенное к ступени базового напряжения, Ом; — среднее напряжение той ступени, на которой находится точка недлинного замыкания, кВ.
Ветвь генератора, присоединенного к ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации):
Ветвь генератора, присоединенного к РУВН:
Ветвь системы:
Суммарное значение
Определение ударного тока делается по выражению
,
где — изначальное
Ветвь генератора, присоединенного к РУСН:
Ветвь генератора, присоединенного к РУВН:
Ветвь системы:
Суммарное значение
Определение повторяющейся составляющей тока недлинного замыкания для времени .
Значения повторяющейся составляющих тока недлинного замыкания для времени нужно знать для выбора выключателей. Расчетное время, для которого требуется найти токи недлинного замыкания, рассчитывается как с, где — собственное время отключения выключателя; 0,01 с — малое время деяния релейной защиты.
За ранее принимаем к установке элегазовый выключатель ВГТ-110-40/2500, у которого собственное время отключения и соответственно .
При определении работающего значения повторяющейся составляющей тока недлинного замыкания для моментов времени от 0 до 0,5 с для генераторов рекомендуется способ типовых кривых. Типовые кривые демонстрируют изменение во времени повторяющейся составляющей тока недлинного замыкания синхронных машин при разных удаленностях точки недлинного замыкания и представляют собой семейство кривых:
при ,
где — действующее месте недлинного замыкания в момент времени опосля появления недлинного замыкания; — изначальное
Рис.
Составляющую для ветки ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) определяем по типовым кривым последующим образом:
1) Для ветки ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) номинальный ток генератора , приведенный к той ступени напряжения, где находится точка недлинного замыкания:
кА,
где — число генераторов, присоединенных к РУСН; — номинальная активная мощность генераторов, МВт; — номинальный коэффициент мощности генераторов; — среднее напряжение той ступени, на которой находится точка недлинного замыкания, кВ;
2) по ранее отысканному исходному значению повторяющейся составляющей тока генератора и значению определяем их отношение ;
3) по кривой, соответственной отысканному , для расчетного времени находят отношение
4) зная и , определяем для ветки генератора, присоединенного к РУСН кА.
Аналогичным образом определяем составляющую для ветки РУВН:
1) кА
2)
3)
4) кА.
Повторяющуюся составляющую тока недлинного замыкания от системы в расчетный момент времени определяют проще, полагая кА.
Суммарное
Определение апериодической составляющей тока недлинного замыкания для времени .
Значение апериодической составляющей тока недлинного замыкания в каждой ветки схем определим по формуле:
,
где — изначальное тока недлинного замыкания ветки; — расчетное время отключения цепи выключателем, с.
Ветвь генератора, присоединенного к РУСН:
Ветвь генератора, присоединенного к РУВН:
Ветвь системы:
Суммарное значение
Расчет токов недлинного замыкания в точка К2
Свернем схему замещения относительно точки недлинного замыкания К2.
Рис.
Рис.
Определение исходных значений повторяющейся составляющей тока
Ветвь генератора, присоединенного к ГРУ (Главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации):
Ветвь системы:
Суммарное значение
Определение ударного тока
Ветвь генератора, присоединенного к ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации):
Ветвь системы:
Суммарное значение
Определение повторяющейся составляющей тока недлинного замыкания для времени .
Составляющую для ветки ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации):
1) кА,
2) ;
За ранее принимаем к установке элегазовый выключатель HGI 2 -17,5-50/6300, у которого собственное время отключения и соответственно .
3)
4) кА.
Повторяющуюся составляющую тока недлинного замыкания от системы в расчетный момент времени определяют проще, полагая кА.
Суммарное
Определение апериодической составляющей тока недлинного замыкания для времени .
Ветвь генератора, присоединенного к РУСН:
Ветвь системы:
Суммарное значение
Расчет токов недлинного замыкания в точка К3
Свернем схему замещения относительно точки недлинного замыкания К3.
Рис.
Определение исходных значений повторяющейся составляющей тока
Ветвь генератора:
Ветвь системы:
Суммарное
Определение ударного тока
Ветвь генератора:
Ветвь системы:
Суммарное
Определение повторяющейся составляющей тока недлинного замыкания для времени .
Составляющую для ветки генератора:
1) кА,
2) ;
За ранее принимаем к установке элегазовый выключатель HGI 2 -17,5-50/6300, у которого собственное время отключения и соответственно .
3)
4) кА.
Повторяющуюся составляющую тока недлинного замыкания от системы в расчетный момент времени определяют проще, полагая кА.
Суммарное
Определение апериодической составляющей тока недлинного замыкания для времени .
Ветвь генератора, присоединенного к РУСН:
Ветвь системы:
Суммарное значение
Таблица расчетов токов к.з.
Точка к.з.
Источник
,кА
,кА
,кА
,кА
К1 110кВ
Ветвь генератора, присоединенного к ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации)
Ветвь генератора, присоединенного к РУВН
Ветвь системы
Суммарное значение
2,1
1,7
4,6
8,4
5,7
4,6
12,5
22,8
2
1,5
4,6
8,1
2,07
1,67
4,4
8,14
К2 10,5 кВ
Ветвь генератора, присоединенного к ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации)
Ветвь системы
Суммарное значение
31,2
32,2
63,4
85,3
84
169,3
26,5
32,2
58,7
31
30,1
61,1
К3 Выводы генератора блока
Ветвь генератора
Ветвь системы
Суммарное значение
31,2
27,4
58,6
85,3
71,5
156,8
26,5
27,4
53,9
28,4
22,3
50,7
Библиографический перечень
1. Разработка электронной части электростанций: Учеб. пособ. / Самар. гос. техн. ун-т. Б.И. Костылев, А.С. Добросотских. Самара, 2009. 136 с.
2. Электронная часть станций и подстанций. Под ред. Васильева А.А. — М.,1990.
3. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электронная часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. — М., 1989.
4. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. — М., 1987.
5. Крючков И.П. и др. Электронная часть станций и подстанций: Справочный материалы для курсового и дипломного проектирования. — 1987.
]]>