Учебная работа. Проектирование ТЭЦ – теплоэлектроцентрали

(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)

Загрузка...

Учебная работа. Проектирование ТЭЦ – теплоэлектроцентрали

Расположено на

План

Введение

Начальные данные

1. Общий баланс активных мощностей проектируемой станции

2. Выбор структурной схемы проектируемой электростанции

3. Выбор основного оборудования

3.1 Выбор генераторов главной схемы КЭС

3.2 Выбор трансформаторов

3.3 Выбор линий электропередачи

3.4 Выбор секционных реакторов

4. Расчет токов недлинного замыкания

4.1 Расчет характеристик схемы замещения

4.2 Расчет трехфазного недлинного замыкания в точке К1

4.3 Определение расчетных токов длительного режима в цепях электростанции

5. Выбор сборных шин, токопроводов

5.1 Выбор сборных шин ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации)

5.2 Выбор токопроводов

6. Выбор электронных аппаратов

6.1 Выбор выключателей и разъединителей

6.2 Выбор трансформаторов напряжения

6.3 Выбор трансформаторов тока

6.4 Выбор линейных реакторов

7. Выбор схем электронных соединений распределительных устройств электростанции

8. Принципная схема управления и сигнализации выключателем

8.1 Общие положения

8.2 Дистанционное управление выключателями

8.3 Сигнализация выключателей

9. защита окружающей среды

Заключение

Перечень применяемой литературы

Введение

Электростанция — это совокупа электронных станций, электротепловых сетей, потребителей электротепловой энергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения, преобразования и употребления электротепловой энергии [1].

По особенностям основного технологического процесса преобразования энергии и виду применяемого энергетического ресурса электростанции делят на термо, атомные, гидроэлектростанции, гидроаккумулирующие, газотурбинные и остальные [1].

Главной задачей курсового проекта является определение типа электростанции по начальным данным, проектирование и расчет данной электростанции, как в обычных, так и аварийных режимах.

Целью данной работы является проектирование ТЭЦ — теплоэлектроцентрали. Этот вид электростанций относится к термическим и предназначен для централизованного снабжения промышленных компаний и городов электроэнергией и теплом. Специфичность электронной части ТЭЦ определяется расположением электростанции поблизости центров электронных нагрузок. В этих критериях часть нагрузок выдается в местную сеть конкретно на генераторном напряжении. С данной для нас целью на электростанции создается обыденное генераторное распределительное устройство (ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации)). теплоэлектроцентраль трансформатор ток выключатель

В курсовой работе нужно высчитать баланс мощностей, избрать более рациональную электронную схему, избрать типы трансформаторов и генераторов, произвести расчет токов недлинного замыкания, избрать выключатели и разъединители, измерительные трансформаторы, избрать схему РУ, предугадать требования экологической сохранности.

Главные требования, предъявляемые к энергетическим объектам: сохранность обслуживания, надежность работы, экологическая сохранность, финансовая эффективность, способность довольно стремительно модернизироваться.

В процессе выполнения курсового проекта нужно приобрести опыт проектирования электронной части электростанции, закрепить на практике познания, приобретенные в процессе исследования энергетических дисциплин.

Начальные данные

Начальные данные к курсовой работе представлены в таблице 1.

Таблица 1. Начальные данные

Генераторы

Энергосистема

№ задания

Число и мощность

Напряжение

Мощность

Напряжение

Реактивное сопротивление

количество линий связи

Шт.x МВт

кВ

МВ.А

кВ

Шт.

4х63

10,5

650

220

120

Таблица 2

Перегрузки потребителей

Величина

резерва

Присоединение на U1

Присоединение на U2

Число и мощность линий

Коэффициент системы

Коэффициент мощности

Число и мощность линий

Коэффициент системы

Коэффициент мощности

На станции

В системе

кВ

Шт.x МВт

—

кВ

Шт.x МВт

—

МВт

10х6

10х8

0,72

0,89

4х30

0,75

0,87

По балансу мощности

1. Общий баланс активных мощностей проектируемой станции

1. Установленная мощность электростанции, равная суммарной мощности генераторов, предназначенных к установке:

где — номер генератора мощностью , — количество генераторов.

2. Перегрузка потребителей, присоединенных к шинам с напряжением :

где — номер пользователя мощности , — количество потребителей на напряжении ; — коэффициент системы для потребителей на напряжении .

3. Перегрузка потребителей, присоединенных к шинам с напряжением :

где — номер пользователя мощности , — количество потребителей на напряжении ;

— коэффициент системы для потребителей на напряжении .

4. Суммарная мощность, отдаваемая наружным пользователям:

5. Переток активной мощности в обычном режиме (н.р.) составляет резерв мощности электростанции:

где — расход мощности на с.н. электростанции, согласно доп условиям задания.

6. Переток активной мощности в послеаварийном режиме определяется при выводе из работы более массивного генератора :

где — расход мощности на собственные нужды отключившегося генератора (принимается 4% от мощности генератора).

недостаток мощности покрывается за счёт резерва системы.

2. Выбор структурной схемы проектируемой электростанции

Так как имеется перегрузка и генераторы на напряжение класса 10 кВ, то для проектирования электростанции избираем ТЭЦ. Электростанция генерирует электроэнергию 3-х классов напряжения , и .

Главный индивидуальностью структурной схемы ТЭЦ является наличие потребителей питающихся на генераторном напряжении . Эта изюминка разъясняется тем, что ТЭЦ обычно располагают в центре термический перегрузки, которой сопутствует огромное потребление электронной энергии. Потому всю электроэнергию либо значительную её часть, вырабатываемую генераторами ТЭЦ, прибыльно передавать местным пользователям на генераторном напряжении 10 кВ. Для этого на ТЭЦ сооружаются генераторные распределительные устройства (ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации)). Связь с энергосистемой и выдача лишней мощности осуществляется по линиям 220 кВ.

Набросок 1. Принципная схема ТЭЦ с ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) 10 кВ с 2-мя секциями, с РУ среднего напряжения и РУ высочайшего напряжения

Беря во внимание, перечисленные выше индивидуальности ТЭЦ, также требования, которые выдвигаются к электростанциям данного типа, представим, выбрав из огромного количества вариантов, схему электронных соединений электростанции на рисунке 1.

3. Выбор основного оборудования

3.1 Выбор генераторов главной схемы ТЭЦ

Выбор турбогенераторов производим по данному напряжению и мощности: ,

Избираем турбогенератор ТВФ-63-2 [1]. Справочные данные турбогенератора представлены в таблице 1.

Таблица 1. Справочные данные турбогенератора

Тип

Число

Шт.

cosц

Система возбуждения1

Система охлаждения2

ТВФ-63-2

78,75

10,5

0,8

0,18

Обмотки статора — КВР; обмотки ротора — НВР

Примечание:

1 Буковкы обозначают возбуждение: М — от машинного возбудителя неизменного тока.

2 Буковкы обозначают остывание: КВР — косвенное водородом; НВР — конкретное водородом.

3.2 Выбор трансформаторов

Выбор трансформаторов комфортно вести в таблице 1, содержащей нужные цифровые данные, условные обозначения, формулы. Для расчета обычного режима при малой перегрузке принимается Kmin=0,75.

Таблица 1. Расчетные перетоки через обмотки трансформатора

Расчетные режимы

характеристики режима

P [МВт]; Q [Мвар]; S [МВА]

Обычный режим

Аварийный режим

Макс. Перегрузка

Мин. перегрузка

Откл. G1 от шин ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации)

Откл. бл.3 от шин СН

1 Мощность генераторов на шинах ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации)

126

94,5

126

94,5

47,25

126

94,5

2 Расход эл. энергии на собственные нужды на НН

12,6

9,45

12,6

9,45

6,3

4,725

12,6

9,45

3 Перегрузка на шинах ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации)

100,8

51,64

80,64

41,31

100,8

51,64

100,8

51,64

4 Переток мощности через обмотки НН Т связи Т1 и Т2

12,6

33,41

32,76

43,74

-44,1

-9,12

12,6

33,41

5 Мощность генераторов, присоединенных к шинам СН

126

94,5

126

94,5

126

94,5

47,25

6 Расход эл. энергии на собственные нужды на СН

12,6

9,45

12,6

9,45

12,6

9,45

6,3

4,725

7 Перегрузка на шинах СН

8 Переток мощности через обмотки СН Т связи Т1 и Т2

23,4

34,1

23,4

34,1

23,4

34,1

-33,3

-8,48

9 Переток мощности через обмотки ВН Т связи Т1 и Т2

67,45

56,16

77,78

-20,7

24,93

-20,7

24,93

10 Расчетные перетоки полной мощности через обмотки Т связи Т1 и Т2

35,7

41,3

76,46

54,65

41,31

95,94

41,31

32,4

35,7

34,36

32,4

Для выбора трансформатора принимаем Smax=, мощность в обычном режиме при малой перегрузке на шинах НН. Выбор трансформатора делается по формуле:

МВА

где:

КП — коэффициент перегрузки трансформаторов;

n — число трансформаторов связи.

По расчётам получили, что мощность трехобмоточного трансформатора обязана быть больше 68,53 МВА, но трансформаторов таковой мощности не делается, потому для предстоящего расчета будем употреблять схему электронного соединения ТЭЦ представленного на рисунке 3.

Набросок 3. Принципная схема ТЭЦ с ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) 10 кВ с 3-мя секциями, с РУ среднего напряжения и РУ высочайшего напряжения

Таковым образом, расчёт перетоков мощности производим аналогично, результаты занесём в таблицу 2.

Таблица 2. Расчетные перетоки через обмотки трансформаторов

Расчетные режимы

характеристики режима

P [МВт]; Q [Мвар]; S [МВА]

Обычный режим

Аварийный режим

Макс. Перегрузка

Мин. перегрузка

Откл. бл.4 от шин СН

189

141,75

189

141,75

126

94,5

189

141,75

2 Расход эл. энергии на собственные нужды на НН

18,9

14,175

18,9

14,175

12,6

9,45

18,9

14,175

100,8

51,641

75,6

38,73

100,8

51,641

100,8

51,641

4 Переток мощности через обмотки НН Т связи Т1 и Т2

69,3

75,93

94,5

88,84

12,6

33,4

69,3

75,93

5 Мощность генераторов, присоединенных к шинам СН

47,25

6 Расход эл. энергии на собственные нужды на СН

6,3

4,725

6,3

4,725

6,3

4,725

2,52

1,89

7 Перегрузка на шинах СН

8 Переток мощности через обмотки СН Т связи Т1 и Т2

-33,3

-8,48

-33,3

-8,48

-33,3

-8,48

-92,52

-52,9

9 Переток мощности через обмотки ВН Т связи Т1 и Т2

67,45

61,2

80,36

-20,7

24,93

-23,22

10 Расчетные перетоки полной мощности через обмотки Т связи Т1 и Т2

102,803

34,36

76,46

129,7

34,36

101

35,7

34,36

32,4

102,803

106,57

32,71

МВА

где

КП — коэффициент перегрузки трансформаторов;

n — число трансформаторов связи.

Трехобмоточного трансформатора с нужной мощностью () не делается, как следует, при проектировании электронной схемы ТЭЦ нужно установить три трехобмоточных трансформатора (набросок 4).

Набросок 4. Принципная схема ТЭЦ с ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) 10 кВ с 3-мя секциями, с РУ среднего напряжения и РУ высочайшего напряжения

Избираем трансформатор ТДТН-63000/220. Паспортные данные трансформатора представлены в таблице 3 [1].

Таблица 3. Паспортные данные трехобмоточных трансформаторов

Тип трансформатора

Номинальное напряжение, кВ

Утраты, кВт

Напряжение недлинного замыкания, %

ток холостого хода, %

Холостого хода

недлинного замыкания

ВН

СН

НН

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

ТДТН-63000/220

230

38,5

290

270

250

12,5

11,5

0,25

Потому что генератор ТВФ-63-2 работает в блоке с двухобмоточным трансформаторам, то мощность трансформатора блока определяется по выражению:

Блок G4: 71 МВА

Избираем трансформатор типа ТДЦ-80000/35. Паспортные данные трансформатора представлены в таблице 4 [1].

Таблица 4. Паспортные данные двухобмоточного трансформатора

Тип трансформатора

Напряжение обмотки, кВ

Pхх, кВт

Ркз, кВт

Uк, %

Iхх, %

ВН

НН

ТДЦ-80000/35

38,5

10,5

280

9,5

0,3

Рассчитаем сопротивление трансформаторов.

Сопротивление трансформатора ТДТН-63000/220 определяется по формулам:

Сопротивление двухобмоточного трансформатора ТДЦ-80000/35:

3.3 Выбор линий электропередачи

Для выбора линий электропередач, соединяющих ТЭЦ с системой рассчитаем ток обычного режима, при малой перегрузке на шинах НН:

Наибольший ток:

Избираем ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) АСО-240, допустимый ток в полосы Iдоп=610 А. Проверим линию по условию нагрева:

Условие производится, как следует, избираем линию АСО-240 длинноватой l=100 км. характеристики полосы: r0=0,118 Ом/км, х0=0,435 Ом/км, b0=2,604*10-6 Ом/км [1].

Сопротивления полосы:

3.4 Выбор секционных реакторов

Рассчитаем номинальный ток секции:

Потому что генераторы, установленные на секциях схожи, то и ток секций будет один и этот же. Таковым образом, нам нужно избрать два схожих реактора. Номинальный ток реактора:

Избираем 2 реактора типа РБДГ-10-4000-0,105 [1]. Справочные данные реактора в таблице 5.

Таблица 5. Справочные данные реактора

Тип

Утраты на фазу, кВт

Электродинамическая стойкость, кА

Тепловая стойкость, кА

РБДГ-10-4000-0,105

18,5

38,2

Определим сопротивление реактора:

Выполним проверку токоограничивающего реактора, токи недлинного замыкания приведены в 4 пт:

1. Проверка по динамической стойкости

2. Проверка на тепловую стойкость

4 Расчет токов недлинного замыкания

Набросок 5. Начальная электронная схема замещения

Принимаем базовые величины:

Принимаем базовые напряжения из обычного ряда [1]:

Определяем базовые токи:

4.1 Расчет характеристик схемы замещения

Расчет ведем в о.е.

Генераторы:

Трансформатор Т4:

Трансформаторы Т1, Т2, Т3:

Линия:

Система:

Реактор:

4.2 Расчет трехфазного недлинного замыкания в точке К1

Преобразование схемы замещения:

Набросок 6. Схема замещения опосля преобразования

Набросок 7. Перевоплощенная схема замещения

Набросок 8. Преобразование схемы замещения из треугольника в звезду

Преобразование звезды в треугольник:

Набросок 9. Итоговая схема замещения

Изначальное

Изначальное системы и ветки с генератором 4:

Изначальное значение повторяющейся составляющей тока КЗ от ветки с генераторами 1 и 3:

Погрешность при расчетах токов недлинного замыкания находятся в допустимых границах (меньше 15%), как следует расчёт можно считать удовлетворительный. Предстоящий расчёт будем вести по токам недлинного замыкания рассчитанных в Mustang.

Набросок 10. Токи недлинного замыкания рассчитанные в Mustang

Набросок 11. График конфигурации токов недлинного замыкания в момент КЗ

Определим значения ударных коэффициентов и неизменные времени по веткам схемы.

-для генератора 2

КУ = 1,955 и Та=0,222 с

-для системы

КУ =1,82 и Та=0,05 с

-для генераторов 1,3

КУ =1,975 и Та=0,4 с

Суммарный ударный ток для точки К1 со стороны системы:

Сумарный ударный ток:

4.3 Определение расчетных токов длительного режима в цепях электростанции

Определяем расчетные токи длительного режима.

Ветвь с генераторами 1,2,3,4:

Обычный режим:

Послеаварийный режим:

Ветвь трансформатора Т4 со стороны 35 кВ:

Обычный режим:

Послеаварийный режим:

Ветки трехобмоточных трансформаторов

На низкой стороне:

На высочайшей стороне:

На средней стороне:

где: S’ном — наибольший переток мощности, при выключении блока 4 от шин СН.

ток в ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) связи с системой:

Обычный режим:

Послеаварийный режим:

5. Выбор сборных шин, токопроводов

Основное оборудование электростанций и аппараты в этих цепях соединяются меж собой проводниками различного типа, которые образуют токоведущие части электроустановки.

Цепь генератора на ТЭЦ. В границах турбинного отделения от выводов генератора до фасадной стенки токоведущие части производятся комплектным пофазно-экранированным токопроводом (для генераторов мощностью больше 60 МВт) либо шинным мостом из твердых нагих дюралевых шин. На участке меж турбинным отделением и основным распределительным устройством соединение производится шинным мостом либо гибким навесным токопроводом. Все соединения снутри закрытого РУ 10 кВ, включая сборные шины, производятся твердыми нагими дюралевыми шинами прямоугольного либо коробчатого сечения. соединение от ГРУ (Главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) до выводов трансформатора связи производится шинным мостом либо гибким навесным токопроводом.

Токоведущие части в РУ 35 кВ и выше производятся обычно сталеалюминиевыми проводами АС. В неких системах ОРУ может производиться дюралевыми трубами.

Цепь трансформатора собственных нужд. От стенки ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) до выводов трансформатора собственных нужд соединение производится твердыми дюралевыми шинами. От трансформатора до РУ с.н. применяется кабельное соединение.

В цепях линий 10 кВ вся ошиновка до реактора и за ним, также в шкафах КРУ выполнена прямоугольными дюралевыми шинами. К пользователю отходят кабельные полосы.

Потому что сборные шины по экономической плотности тока не выбираются, принимаем сечение по допустимому току.

Больший ток в цепи генераторов и сборных шин согласно пт 4.3:

Принимаем шины коробчатого сечения дюралевые 2 (125х55х6,5) мм2 [2, таблица П3.5], . С учётом поправочного коэффициента на температуру 0,94 [2, таблица П3.8] , что меньше большего тока, потому избираем шины 2 (150х65х7) мм2 сечением 2 х 1785 мм2, .

1. Проверка сборных шин на тепловую стойкость.

По рисунку 10 Iп0=61,5 кА, тогда термический импульс тока КЗ:

Малое сечение по условию тепловой стойкости:

что меньше избранного сечения 2 х 1785, как следует, шины термически стойки, С принимаем по [2, таблица 3.14].

2. Проверка сборных шин на механическую крепкость.

По пт 4.2 iу=201,2 кА. Шины коробчатого сечения владеют огромным моментом инерции, потому расчёт проводим без учёта осциллирующего процесса в механической конструкции. Принимаем, что швеллеры шин соединены агрессивно по всей длине сварным швом, тогда момент сопротивление Wy0-y0=167 см3. При расположении шин в верхушках прямоугольного треугольника расчетную формулу принимаем по [2, таблице 4.3].

Где l принято 2м,

Расстоянию меж фазами, а= 0,8м.

Потому шины механически высокопрочны.

5.2 Выбор токопроводов

От вывода генератора да фасадной стенки головного корпуса токоведущие части выполнены комплектным пофазно-экранированным токопроводом. Избираем ТЭКН-20/6800 на номинальное напряжение 20 кВ, номинальный ток 6800 А, электродинамическую стойкость главной цепи 250 кА.

Проверка токопровода:

Где iуд — суммарный ударный ток со стороны системы согласно пт 4.2.

характеристики избранного токопровода представим в таблицы 6.

Таблица 6. характеристики токопровода

Характеристики

ТЭКН-20-6800

Тип турбогенератора

ТВФ-63;

Номинальное напряжение, кВ:

— турбогенератора

— токопровода

10,5

Номинальный ток, А:

— турбогенератора

— токопровода

4330

6800

Электродинамическая стойкость, кА

250

Токоведущая шина dxs, мм

280х12 (8)

Футляр (экран) Dxд, мм

750х4

Междуфазное расстояние А, мм

1000

Тип опорного изолятора

ОФР-20-375с

Шаг меж изоляторами, мм

2500-3000

Тип используемого ТН

ЗНОЛ.06-10

Тип встраиваемого ТТ

ТШ-20-10000/5; ТШВ-15-6000-0,5/10Р

Предельная длина монтажного блока либо секции, м

Масса 1м одной фазы, кг

До 90

Стоимость 1м одной фазы, руб.

105

6. Выбор электронных аппаратов

6.1 Выбор выключателей и разъединителей

Выключатель — коммутационный аппарат, созданный для включения и отключения тока. Выключатель является главным аппаратом в электронных установках, он служит для отключения и включения в цепи в всех режимах: долгая перегрузка, перегрузка, куцее замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Более тяжеленной и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на имеющееся куцее замыкание.

Разъединитель — контактный коммутационный аппарат, созданный для отключения и включения электронной цепи без тока либо с незначимым током, который для обеспечения сохранности имеет меж контактами в отключенном положении изоляционный просвет.

Условия выбора выключателя:

1. По напряжению установки Uуст?Uном;

2. По долговременному току Iнорм?Iном; Imax?Iном;

3. По отключающей возможности In,ф?Iоткл.ном, ia,ф?ia,ном,

Где:

Ia,ном- номинальное допустимое времени ;

ia,ф — апериодическая составляющая тока к.з. в момент расхождения контактов ;

-наименьшее время от начала к.з. до момента расхождения дугогасительных контактов [1, стр. 338].

Где:

-минимальное время деяния релейной защиты;

-собственное время отключения выключателя.

4. По электродинамической стойкости In,o?Iдин, iy?iдин;

5. По тепловой стойкости Вк?I2тер.tтер.

1. Выбор выключателей и разъединителя в ветки генераторов.

Выбор выключателя и разъединителя произведём на примере ветки с генератором 2.

Избираем выключатель типа ВГГ-10-63/5000-У3.

Определяем расчетные токи КЗ (в точке К-1) для времени :

Отношение исходного значения повторяющейся составляющей тока КЗ от генератора G2 при КЗ в точке К1 к номинальному току

Отношение исходного значения повторяющейся составляющей тока КЗ от генератора G1 и G3 при КЗ в точке К1 к номинальному току

По данному отношению и времени t = ф = 0,06 с определим при помощи кривых[1, рис. 3,26, стр. 152] отношение:

Таковым образом, повторяющаяся составляющая тока к моменту ф будет:

Повторяющаяся составляющая тока КЗ от энергосистемы принимается постоянной во времени и равна:

Апериодическая составляющая тока КЗ t = ф = 0,06 с обусловится из выражения:

где

Определим суммарные токи КЗ от системы и генераторов 1,3:

Полный импульс квадратичного тока КЗ:

Проверка выключателя делается по большим токам КЗ, в нашем случаи токи КЗ от ветки с G1 и G3:

1. По напряжению установки

Uуст?Uном;

Выключатель проходит все проверки, как следует, избираем выключатель ВГГ-10-63/5000-У3 [4]. характеристики выключателя представлены в таблице 6. Избираем разъединитель РВК-10-5000 [2, табл.П4.1, стр.628], каталожные данные сведены в таблицу 6.

Выключатели и разъединители в ветки генератора 1, генератора 3 и генератора 4 устанавливаем подобные, т.е. выключатель ВГГ-10-63/5000-У3 и разъединитель РВК-10-5000.

2. Выбор выключателя и разъединителя для РУ СН 35 кВ.

Больший ток на стороне СН будет в ветки трансформатора Т4 [пункт 4.3]:

Избираем выключатель типа ВР35НС [4]. Избираем разъединитель типа РДЗ-35/2000 [2, табл.П4.1, стр.628]. Номинальные характеристики выключателя и разъединителя приведены в таблице 7.

Таблица 7. характеристики выключателя и разъединителя

Расчетные данные

Каталожные данные

Выключатель ВР35НС

Разъединитель РДЗ-35/2000

Uуст = 35 кВ

Imax = 1320 A

Uном = 35 кВ

Iном = 1600 A

Uном = 35 кВ

Iном = 2000 A

3. Выбор выключателя и разъединителя для РУ ВН 220 кВ.

Больший ток на стороне ВН будет в ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) связи с системой [пункт 4.3]:

Избираем выключатель типа вэб-220 [4]. Избираем разъединитель типа РДЗ-220/1000 [2, табл.П4.1, стр.628]. Номинальные характеристики выключателя и разъединителя приведены в таблице 8.

Таблица 8. характеристики выключателя и разъединителя

Расчетные данные

Каталожные данные

Выключатель вэб-220

Разъединитель РДЗ-220/1000

Uуст = 220 кВ

Imax = 265 A

Uном = 220 кВ

Iном = 3150 A

Uном = 220 кВ

Iном = 1000 A

6.2 Выбор трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения предназначен для снижения высочайшего напряжения до обычного значения 100 (В) либо (В) и для отделения цепей измерения и релейной защиты о первичных цепей высочайшего напряжения. Трансформатор напряжения в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близком к холостому ходу, потому что сопротивление параллельных катушек устройств и реле огромное, а ток, потребляемый ими, невелик.

Трансформаторы напряжения выбирают:

1. По напряжению установки ;

2. По конструкции и схеме соединения обмоток;

3. По классу точности;

4. По вторичной перегрузке ,

Где:

— номинальная мощность в избранном классе точности, при всем этом следует подразумевать, что для однофазных трансформаторов соединенных в звезду, следует взять суммарную мощность всех 3-х фаз, а для соединения по схеме открытого треугольника — удвоенную мощность 1-го трансформатора.

— перегрузка всех измерительных устройств и реле, присоединенных к трансформатору напряжения, ВА.

Для упрощения расчетов нагрузку устройств можно не делить по фазам, тогда .

Выбор трансформатора напряжения в цепи генератора 2. Список нужных измерительных устройств избираем по таблице 4.11 [2, с.364]:

Таблица 9. Вторичная перегрузка трансформатора напряжения

Устройство

Тип

Sодной обм, ВА

Число обмоток

cosц

sinц

Число устройств

Общая потребляемая мощность

Р, Вт

Q, ВАр

Вольтметр

Ваттметр

Варметр

Датчик активной мощности

Датчик реактивной мощности

Счетчик активной энергии

Ваттметр регистрирующий

Вольтметр регистрирующий

Частотомер

Э-335

Д-335

Е-829

Е-830

И-680

Н-348

Н-344

Э-372

1,5

2 Вт

—

0,38

0,925

—

9,7

—

ИТОГО

9,7

Вторичная перегрузка трансформаторов напряжения определяем по формуле:

Избираем трансформатор ЗНОЛ.06-10У3. Трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.06-10У3, имеющий номинальную мощность 75 ВА в классе точности 0,5, нужном для присоединения счетчиков. Таковым образом,

, трансформатор будет работать в избранном классе точности.

6.3 Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока предусмотрены для уменьшения первичного тока до значений, более комфортных для измерительных устройств (почаще всего и ), реле, также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высочайшего напряжения. Токовые цепи измерительных устройств и реле имеют маленькое сопротивление, потому трансформатор тока нормально работает в режиме, близком к режиму КЗ.

Условия выбора трансформаторов тока:

1. По напряжению установки ;

2. По току ;

3. По конструкции и классу точности;

4. По электродинамической стойкости: ,

Где:

— кратность электродинамической стойкости;

— номинальный первичный ток трансформатора тока;

— ток электродинамической стойкости;

— ударный — ток КЗ.

5. По тепловой стойкости: ,

Где:

— термический импульс по расчету;

— время тепловой стойкости;

— ток тепловой стойкости.

6. На вторичной перегрузке .

Избираем трансформатор тока в цепи генератора. Потому что участок от выводов генератора до стенки турбинного отделения выполнен комплектным токопроводом ТЭКН-20/6800, то избираем трансформатор тока интегрированный в токопровод ТШВ15-6000-0,2/10P [2]. Список нужных измерительных устройств избираем по таблице 4.11 [2, с.364]:

Таблица 10. Вторичная перегрузка трансформатора тока

Устройство

Тип

Перегрузка, ВА Фазы

Ваттметр

Варметр

Счетчик активной энергии

Амперметр регистрирующий

Ваттметр регистрирующий

Ваттметр (щит турбины)

Д-335

САЗ-И681

Н-344

Н-348

Д-335

0,5

2,5

—

0,5

—

0,5

2,5

—

0,5

Итого

Как видно из таблицы 10, более загружены трансформаторы тока фаз А и С.

Общее сопротивление устройств определяется последующим образом:

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, потому . Вторичная перегрузка состоит из сопротивлений устройств, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов.

Сопротивление контактов при количестве устройств больше 3 принимается равным 0,1 Ом.

Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины и сечения. Чтоб трансформатор тока работал в данном классе точности, нужно выполнение условия:

. Отсюда следует, что:

Для генератора 63 МВт применяется кабель с дюралевыми жилами, приблизительная длина 40 м, трансформаторы тока соединены в полную звезду, потому lрасч=l, тогда сечение:

Принимаем контрольный кабель АКРВГ-4 мм2.

Тогда пересчитываем сопротивление проводов:

В согласовании с приобретенными данными,

Для проверки избранного трансформатора тока, пользуясь каталожными данными, сведем все величины в таблицу 11:

Таблица 11. Выбор трансформатора тока

Расчетные данные

Каталожные данные

ТШВ15-6000-0,2/10P

Uуст=10,5 кВ

Uном=15 кВ

Imax=4558 А

Iном=6000 А

iуд=63,47 кА

Не проверяются

Z2ном=0,943 Ом

Z2ном= Ом

Избранный трансформатор тока удовлетворяет всем условиям.

Схема включения трансформатора тока и напряжения с измерительными устройствами в цепь генератора показана на рисунке 12.

Набросок 12. Схема включения измерительных устройств генератора

6.4 Выбор линейных реакторов

Реакторы выбирают по номинальному напряжению, току и индуктивному сопротивлению. Предполагаем установку сдвоенного реактора.

На рисунке 13 изображено распределение потребительских линий.

Набросок 13. Распределение перегрузки по сдвоенным реакторам

1. Рассчитаем наибольшие токи в реакторах:

2. Рассчитаем ток самой сильной полосы (8 МВт):

3. Избираем КРУ К-104М внутренней установки с вакуумными выключателями, [5].

Избираем вакуумные выключатели типа ВВЭ-М-10-20, [5].

Выбор реактора произведем на примере LR2.

3. Определим результирующее сопротивление до реактора:

где Iп0К1 — суммарный ток КЗ в точке К1 (набросок 5).

4. Определим требуемое результирующее сопротивление с учётом избранного выключателя:

6. Определим требуемое сопротивление реактора:

Избираем по каталогу сдвоенный реактор РБСДГ-10-2х2500-0,2 [2].

характеристики реактора приведены в таблице 12.

По аналогии с прошлыми расчетами избираем реакторы LR1и LR3 [2].

Таблица 15. Выбор реакторов

Uном, кВ

Тип

Uуст, кВ

LR1

1235

РБСДГ-10-2Ч1600-0,35

2Ч1600

LR3

1359

РБСДГ-10-2Ч1600-0,35

2Ч1600

7. Выбор схем электронных соединений распределительных устройств электростанции

Распределительное устройство — электроустановка, созданная для приема и распределения электронной энергии на одном классе напряжения.

Распределительное устройство низшего напряжения.

Число присоединений к секции равно 5. Для ТЭЦ с генераторами до 63 МВт включительно, если число присоединений к секции не превосходит 6 — восьми рекомендуется употреблять схему с одной системой сборных шин [2, с.405]. Плюсы данной схемы: наглядность, простота, экономичность.

Набросок 14. одна система сборных шин

Схема наполнения распределительного устройства представлена на рисунке 15. Разрез ячейки ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) показан на рисунке 16.

Набросок 15. Схема наполнения ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации) 10 кВ с одной системой шин

Набросок 16. Разряз ячейки ГРУ (главное разведывательное управление — орган внешней разведки Министерства обороны Российской Федерации, центральный орган управления военной разведкой в Вооружённых Силах Российской Федерации)

Распределительное устройство среднего напряжения.

Для увеличения надёжности будет употреблять схема РУ 35 кВ с 2-мя системами сборных шин.

Плюсы: надежность, возможность проведения ремонта без перерыва работы [2, 414].

Набросок 17. Две системы сборных шин

Распределительное устройство высшего напряжения.

Употребляется схема «пятиугольник». Число присоединений равно 5: 2 полосы связи с системой, 3 присоединения от трансформаторов связи.

Эта схема экономна (5 выключателей на 5 присоединений), дозволяет создавать опробование и ревизию хоть какого выключателя без нарушения работы частей. Схема владеет высочайшей надежностью.

Набросок 18. Пятиугольник

8. Принципная схема управления и сигнализации выключателем

8.1 Общие положения

средства дистанционного управления коммутационными аппаратами (в главном выключателями) нужны при ведении оперативных переключений в обычных режимах и при ликвидации аварийных состояний. Подача управляющей команды осуществляется вручную оператором либо от автоматических устройств, которые используются для выполнения переключений в аварийных ситуациях (ликвидация КЗ, нарушений стойкости параллельной работы генераторов и т.д.).

Действие системы управления сопровождается работой устройств сигнализации, которые дают оперативному персоналу нужную информацию о состоянии оборудования и срабатывании защиты и автоматики. Для предотвращения некорректных операций предусматриваются особые блокировки.

Устройства управления, сигнализации и блокировок с надлежащими источниками питания образуют на электростанциях и подстанциях систему вторичных цепей. К данной для нас системе также относят схемы автоматики, релейной защиты и технологического контроля [1, стр.545].

8.2 Дистанционное управление выключателями

Главные требования к системам дистанционного управления выключателями:

— цепи управления должны допускать отключение выключателя, как со стороны щита управления, так и по месту его установки;

— на щите управления и в распределительном устройстве обязана быть предусмотрена сигнализация положения выключателя;

— цепи управления (включения и отключения) обязаны иметь контрольные устройства, сигнализирующие о обрыве их цепей;

— управляющий импульс должен сниматься с исполнительного элемента опосля выполнения команды, потому что обмотки электромагнитов приводов не предусмотрены для долгого обтекания током;

— схема управления обязана предугадывать блокировку от «прыгания», исключающую возможность при КЗ неоднократных включений выключателя при одном командном импульсе;

— схема обязана предугадывать возможность не только лишь ручного управления, да и подачи соответственного импульса от устройств релейной защиты и автоматики;

— число жил контрольного кабеля, соединяющего устройства щита управления и выключатель, обязано быть наименьшим.

Схема управления выключателем показана на рисунке 14. Подробное описание работы схемы в [2, с.551].

Набросок 19. Схема управления выключателем с электромагнитным приводом и ключом ПМОВФ

8.3 Сигнализация выключателей

действие системы управления сопровождается работой устройств сигнализации, которые дают оперативному персоналу нужную информацию о состоянии оборудования и срабатывании защиты и автоматики. В общем случае на щитах управления должны предусматриваться последующие виды сигнализации: положения коммутационных аппаратов, аварийная, предупреждающая и командная.

Сигнализация положения коммутационных аппаратов служит для инфы оперативного персонала о состоянии схемы электронных соединений в обычных и аварийных критериях.

Сигнализация аварийного отключения выключателей применяется для уведомления персоналом о выключении выключателя релейной защитой и производится сочетанием светового и звукового сигнала.

Предупреждающая сигнализация извещает персонал о ненормальном режиме работы контролируемых объектов и частей электроустановки либо о ненормальном состоянии вторичных цепей защиты и автоматики.

Для предотвращения некорректных операций предусматриваются особые блокировки. Различают два главных вида блокировок: блокировки сохранности и оперативные.

Блокировками сохранности именуют устройства, предупреждающие вход лиц эксплуатационного либо ремонтного персонала в камеры распределительных устройств либо испытательного оборудования, в каких не исключена возможность прикосновения либо небезопасного приближения к токоведущим частям либо к частям оборудования, находящегося под напряжением. Нередко в качестве блокирующих устройств таковых камер используют электронные замки, которые можно отпереть лишь только при снятии напряжения с оборудования.

Оперативные блокировки представляют собой устройства, препятствующие неверным действиям персонала при осуществлении переключений в схемах электронных соединений.

Более соответствующим видом оперативных блокировок являются блокировки от некорректных операций разъединителями.

Устройства управления, сигнализация и блокировок с надлежащими источниками питания образуют на электростанциях и подстанциях систему вторичных цепей. К данной для нас системе относят также схемы автоматики, релейной защиты и технологического контроля.

Примем для проектируемой станции общую схему управления и сигнализации выключателя (набросок 20). Для контроля цепей управления применены два промежных реле: реле положения «включено» KQC, фиксирующее включенное положение выключателя и контролирующее цепь отключения, и реле положения «отключено» KQT, фиксирующее отключенное положение выключателя и контролирующее цепь включения. В цепи этих реле инсталлируются доп резисторы R для исключения неверного срабатывания контактора KM либо электромагнита отключения в случае закорачивания обмоток KQT и KQC.

Пуск сигнализации обрыва цепей управления происходит через поочередно включенные размыкающие контакты реле KQC и KQT. При исправном состоянии цепей управления обмотка 1-го реле обтекается током, а другого обесточена. В случае обрыва цепи следующей командой управления обмотки обоих реле оказываются обесточенными, и происходит пуск сигнализации [1, стр. 554-567].

Набросок 20. Общая схема управления и сигнализации выключателя с ключом ПМОВФ

9. защита окружающей среды

В нашей стране преимущественное применение получило комбинированное тепло- и электроснабжение городов от ТЭЦ. Комбинированная выработка электроэнергии и тепла дозволяет значительно уменьшить расход горючего на энергоснабжение, уменьшить термо сбросы в водные бассейны, обеспечить более совершенные способы сжигания, чистки и выброса дымовых газов в высочайшие слои атмосферы, что недостижимо при наличии бессчетных котельных и бытовых печей. совместно с тем энергоснабжение от ТЭЦ наращивает количество горючего, сжигаемого в зоне расположения городка, и просит особых мероприятий по понижению концентраций вредностей в дымовых газах с учетом фоновой загазованности от остальных источников.

Неотъемлемой частью общей трудности охраны окружающей среды является рациональное внедрение и охрана аква ресурсов. Основная неувязка при охране водоемов в истинное время связана с ухудшением свойства воды вызванным сбросом как промышленных, так и бытовых сточных вод в естественные водоемы. При всем этом большущее количество незапятанной воды расходуется на разведение до максимально допустимых концентраций (ПДК) примесей, сбрасываемых в водоемы.

При сжигании твердого горючего вместе с окислами главных горючих частей — углерода и водорода в атмосферу поступают летучая зола с частичками недогоревшего горючего, сернистый и серный ангидриды, окислы азота, некое количество фтористых соединении, также газообразные продукты неполного сгорания горючего. При сжигании сернистых мазутов с дымовыми газами в атмосферу поступают сернистый и серный ангидриды, окислы азота, газообразные и твердые продукты неполного сгорания, соединения ванадия, соли, натрия, также отложения, удаляемые с поверхностей нагрева котлов при очистке. Большая часть этих компонент относятся к числу ядовитых и даже в сравнимо низких концентрациях оказывают вредное действие на природу и человека.

Для улучшения использования аква ресурсов более рациональны последующие мероприятия: улучшение используемых технологических действий и разработка новейших с целью резкого уменьшения количества сбрасываемых примесей; улучшение технологии чистки сточных вод, включая их утилизацию и извлечение из их ценных веществ; отказ там, где это может быть, от внедрения воды в технологических действиях и наибольшего внедрения обратного и повторного использования воды на промышленных компании. Задачки по охране наружной среды от вредных выбросов должны решаться спецами всех направлений, работающими на промышленном предприятии. В критериях электростанций состояние окружающего района поблизости ТЭЦ зависит от вида применяемого горючего и организации его сжигания, работы пылегазоулавливающих установок, устройств для эвакуации дымовых газов в атмосферу, организации эксплуатации оборудования и остальных критерий, связанных с организацией работы энергетических установок. Потому спецы по термическим электростанциям должны не только лишь иметь общие представления о значимости предпринимаемых мер по охране среды, но должны уметь верно выбирать оборудование и обеспечивать рациональную его эксплуатацию исходя из убеждений понижения до минимума наружных выбросов, уметь надзирать состояние окружающей среды.

Заключение

В процессе выполнения данного курсового проекта была спроектирована электронная часть станции типа ТЭЦ.

На исходном шаге проектирования опосля составления баланса мощностей, удостоверились, что данная электростанция выдает мощность, которая вполне покрывает мощность присоединенных нагрузок.

В качестве расчётного приняли цепь генератора ТВФ-63-2. Потом были определены токи в ветвях по длительным режимам и режимам КЗ, а по ним произведен выбор нужных коммутационных аппаратов и токоведущих частей. Опосля чего же была выбрана форма оперативного управления электронной части объекта и спроектирована измерительная система. Выбранное электронное оборудование ТЭЦ (генераторы, трансформаторы, распределительные устройства и другое электронное и автоматическое оборудование) удовлетворяет всем нужным условиям и проходит по всем проведенным проверкам.

Перечень применяемой литературы

1 Коломиец Н.В., Пономарчук Н.Р., Шестакова В.В. Электронная часть электростанций и подстанций: учебное пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического института, 2007. — 143 с.

2 Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов.- 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 648 с.: ил.

3 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электронная часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб.пособие для вузов. — 4 — е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 608 с.: ил.

4 HTTP://www.vsoyuz.ru/russian/products/cb

5 Балаков Ю.Н., Н.Ш. Мисхриванов, А.В. Шунтов. Проектирование схем электроустановок: Учебное пособие для вузов — М:Издательский дом МЭИ, 2006. — 288с.

]]>

Перейти и растаять в своей любимой социалке

Учебная работа. Проектирование ТЭЦ – теплоэлектроцентрали

Учебная работа. Проектирование ТЭЦ – теплоэлектроцентрали

Как? Вы еще не читали? Ну это зря...