Расчет электрооборудования РЭС-1600 Мвт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Электрическая часть РЭС-1600 МВт

В соответствии с заданием на курсовое проектирование выбираем по справочнику Б.Н. Никлепаев «Электрическая часть эл. Станций и подстанций» по таблице 2.1 стр. 76 турбогенераторы необходимой мощности и номинальным напряжением. Основные параметры турбогенераторов заносим в таблицу №1

Таб. №1

Тип турбо-генератора	Ном. частота вращения	Номинальная мощность	Ном. напряжение кВ		Ном. ток кА	Схема соед. обмоток статора
		полная МВ*А	активная МВт
ТГВ-300-2УЗ	3000	353	300	20	0,85	10,2	YY
ТГВ-500-2УЗ	3000	588	500	20	0,85	17	YY

Система	Охлаждение		x”d	Масса, т
	Обмот. статора	Стали статора	Обмот. ротора			Наибольшая тяж. часть	ротора
ТС (ТН, БЩ)	Н/Водой НВ	Н/В	Н/В	98,7	0,195	266	55,8
ТН	Н/Водой	Н/В	Н/Водой	98,84	0,243	218	62

1. Составление проектируемой структурной схемы РЭС-1600 МВт

Исходя из задания на курсовой проект, составляем предполагаемую структурную схему РЭС-1600 МВт.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На проектируемой РЭС-1600 МВт предполагаем 2 турбогенератора мощностью 500 МВт подключить по схеме блока к РУ - 500 кВ и 2 турбогенератора мощностью 300 МВт так же по схеме блока подключить к РУ - 220 кВ. Связь между РУ - 500 кВ и РУ - 220 кВ предполагаем выполнить с помощью автотрансформатора связи.

2. Выбор трансформаторов

2.1 Выбор трансформаторов собственных нужд ТСН

МВт

МВт

Выбираем к установке в качестве трансформаторов собственных нужд из справочника Б.Н. Никлепаев и И.П. Крючков «Электрическая часть эл. станций и подстанций» стр.130 трансформатор типа: ТРДНС-40000/20 (ТСН1, ТСН2) и ТРДНС-25000/35 (ТСН3, ТСН4).

Выбранные трансформаторы и их данные заносим в таблицу №2.

2.2 Выбор автотрансформатора связи

Выбор автотрансформатора связи осуществляется по трем режимам:

МВт

М*Вар

М*Вар

МВт

М*Вар

М*Вар

М*Вар

М*Вар

2.2.1 Минимальный режим

МВ*А

2.2.2 Максимальный режим

МВ*А

2.2.3 Аварийный режим

МВ*А

Таким образом, расчетным является аварийный режим, при котором переток мощности равен 293,44 МВ*А МВ*А

Принимаем к установке группу из 3^ех однофазных автотрансформаторов типа: АОДЦТН-167000/500/220 Для надежности предусматриваем 4^ый автотрансформатор в качестве резерва.

2.3 Выбор блочных трансформаторов

МВ*А

Принимаем: ТДЦ-400000/220-73 (71) У1 (Т₃; Т₄)

МВ*А

Принимаем: ТЦ-630000/500 (Т₁; Т₂)

2.4 Выбор пускорезервного трансформатора

Согласно нормам технологического проектирования ВНТП в проектируемой РЭС с четырьмя энергоблоками предполагается установить 2 пускорезервных трансформатора по формуле:

кВ*А

Принимаем к установке: ТРДН-63000/220

Данные заносим в таблицу №2

Таб. №2

Тип трансформатора	ТРДНС-40000/20	ТРДНС-25000/35	ТЦ-630000/500 (Т1;Т2)	ТДЦ-400000/220-73(71)У1 (Т3;Т4)	АОДЦТН-167000/500/220	ТРДН 63000/220
Sном МВА	40000	25000	630	400	167	63
UВН кВ	20	20	525	242		230
UСН кВ	-	-	-	-		-
UНН кВ	6,3-6,3	6,3-6,3	20	20	38,5	6,3
Рх кВт	36	25	420	330	90	70
Рк кВт	170	115	вн - нн 1210	вн - нн 880	315	вн - нн 265
Uк %	12,7	10,5	14	11	11	11,5
Iх %	0,5	0,65	0,4	0,4	0,25	0,5
Длина М	6,8	6,6	12,35	12,55	8,8	9,2
Ширина М	4,5	4,3	6,15	4,475	5,35	5,7
Высота М	5,5	5,35	9,9	7,725	9,8	8,12
Масса Т	70	55	425	365	170	150

Перечисляем достоинства и недостатки схемы:

На РУ-500 кВ предполагается выбрать полуторную схему.

Достоинством этой схемы является то, что при замене любого выключателя все остальные ячейки будут продолжать работать, а также еще одно достоинство этой схемы, у нее высокая надежность.

Недостатком этой схемы является: удорожание конструкций РУ при нечетном числе присоединений из-за того что одна цепь должна присоединятся через два выключателя.

Снижение надежности схемы является: количество линий не соответствующих числу трансформаторов, увеличение количества выключателей в схеме.

Для РУ-220 кВ с большим числом присоединений применяется схема с двумя рабочими и обходной системой

3. Расчет токов короткого замыкания

Составляем расчетную схему РЭС-1600 МВт с указанием основных параметров элементов расчетной схемы.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Система: U=500 кВ; Хс=1,5; Sномс=6500 МВ*А;

Линии связи: кол-во 2; L=200 км;

Трансформаторы: Т1, Т2: ТЦ 63000/500 Uк%=11,5%

Трансформаторы: Т3, Т4: ТДЦ-400000/220-73(71)У1 Uк%=11%

Генераторы: G3,G4: ТГВ 300-2У3 Х”d=0,195, Uном = 20 кВ; Sном=353 МВ*А

Генераторы: G1, G2: ТГВ-500-2УЗ Х”d=0.243, Uном= 20 кВ; Sном=588 МВ*А

Автотрансформатор: АОДЦТН-167000/500/220 Sном=167 МВ*А

На основании расчетной схемы составляем схему замещения РЭС-1600 МВт и определяем величину сопротивлений элементов схемы замещения в относительных единицах.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Принимаем Sб=1000 МВ*А =0,243 (); =0,195 ()

3.1 Определяем сопротивления генераторов

(G₁;G₂)

(G₃;G₄)

3.2 Определяем сопротивления трансформаторов

(Т₁;Т₂)

(Т₃;Т₄)

3.3 Определяем сопротивление автотрансформатора

3.4 Определяем сопротивление линий электропередач

X_уд=0,3 (стр. 130 таб. 3,3)

3.5 Приводим схему к более простому виду

Размещено на http://www.allbest.ru/

3.6 Конечное упрощение приводит схему к виду

3.7 Определяем токи короткого замыкания

Начальное значение периодической составляющей:

кА

3.7.1 Значение токов по ветвям

кА

кА

кА

Суммарный ток:

кА

3.7.2 Определяем ударный ток

к_уд - стр. 150

кА Т_а=0,06 (с)

кА Т_а=0,32 (с)

кА Т_а=0,35 (с)

Суммарный ток:

 кА

Выбираем выключатель: ВГТ-220 II-40/2500 У1

Собственное время отключения t_{откл,св}=0,035 (с)

Полное время отключения t_откл,в=0,055 (с)

(с)

3.7.3 Определяем апериодическую составляющую

кА

кА

кА

Суммарный ток:

кА

3.7.4 Определяем периодическую составляющую тока КЗ в момент времени

кА

кА

А кА

кА

А кА

Суммарный ток:

кА

Результаты заносим в таблицу №3

Таб.№3

Источник	Iп0 (кА)	iу (кА)	(кА)	(кА)
C	2,596	7,734	1,969	2,956
G3;G4	6,926	19,256	8,485	6,926
G1;G2	3,594	10,028	4,456	3,594
Сумма	13,476	37,018	1,91	13,476

4. Выбор электрооборудования

4.1 Выбор электрооборудования на стороне 220 кВ

Находим рабочий максимальный ток в цепи:

А

Предполагается в качестве выключателя выбрать выключатель типа:

ВГТ-220 II-40/2500 У1; в качестве разъединителя выбрать разъединитель типа:

РГН-220/1000 УХЛ1; в качестве трансформатора тока выбрать трансформатор тока типа: ТГФ-220-У1 (Г - газовый); в качестве трансформатора напряжения выбрать трансформатор напряжения типа: ЗНОГ-М-220 (УХЛ;0)

Для проверки на термическую стойкость определяем В_к:

кА²*с

где: (c); Т_а=0,14 ( учеб. Стр. 190 )

-полное время отключение выбранного выключателя (ВГТ-220 II-40/2500 У1)

Для сравнения расчетные данные и каталожные данные заносим в таблицу №4

Таб.№4

Расчетные данные	Каталожные данные
	Выключатель: ВГТ-220 II-40/2500 У1	Разъединитель: РГН-220/1000 УХЛ1
=220 (кВ)	=220 (кВ)	=220 (кВ)
=165,53 (А)	=2500 (А)	(А)
=13,188 (кА)	=40 (кА)	-
=14,91 (кА)	(кА)	-
=13,476 (кА)	=40 (кА)	-
=37,018 (кА)	=120 (кА)	=80 (кА)
=53,573 (кА2*с)	(кА2*с)	(кА2*с)
Привод	Пружинный кулачковый ППрК-1800	ПРГ-6УХЛ1; ПДГ-9

4.2 Выбор трансформатора тока

На напряжение 220 кВ выбираем трансформатор тока типа: ТГФ-220-У1 и его данные заносим в таблицу №5

Таб. №5

Расчетные данные	Каталожные данные: ТГФ-220-У1
=220 (кВ)	=220 (кВ)
=165,53 (А)	=200 (А) =5 (А)
=37,018 (кА)	=125 (кА)
=53,573 (кА2*с)	(кА2*с)
=0,77 (ОМ)	=0,8 (ОМ)

(ОМ)

Для проверки вторичных цепей по допустимой нагрузке составляем необходимый перечень приборов и заносим их в таблицу №6

Таб. №6

Прибор	Тип	Нагрузка ВА; фазы
		А	В	С
Амперметр	Э-335	-	0,5	-
Итого		-	0,5	-

Наибольшая нагрузка приходится на трансформаторе тока установленном в фазе В и равна 0,5 ВА

Общее сопротивление от приборов фазы В:

(ОМ)

с = 0,075 100 (м)

Сопротивление проводов:

(ОМ) т.к. один прибор

(ОМ)

Сечение проводов:

 мм²

Принимаем контрольный кабель с медными жилами с сечением 2,5 мм²

КВВГ 3Ч2,5

(ОМ)

Чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности, необходимо выдержать условие:

0,8 > 0,77

Выбранный трансформатор тока удовлетворяет всем требованиям.

4.3 Выбор трансформатора напряжения: ЗНОГ-М-220 (УХЛ; 0)

Таб. №7

Прибор	Тип	Sодной обмотки ВА	Число обмоток	cos ц	sin ц	Число приборов	Общая потребляемая мощность
							P (Вт)	Q (ВА)
Вольтметр	Э-335	2	1	1	0	1	2	-
Вольтметр регистрирующий	Н-344	10	1	1	0	1	10	-
Частотомер	Э-372	3	1	1	0	2	6	-
Частотомер регистрирующий	Н-379	-	-	-	-	1	7	-
Ваттметр	Д-335	1,5	2	1	0	8	6	-
Варметр	Д-335	1,5	2	1	0	8	3	-
Счетчик активной энергии	САЗ-И674	3	2	0,38	0,925	7	42	102,24
Счетчик реактивной энергии	СР4-И676	3	2	0,38	0,925	7	42	102,24
итого:	118	204,48

Р=S_обм.*число обм.*число приб.=3*2*7=42 (Вт) Q=(P*sin ц)/cos ц =(42*0,925)/0,38=102,24 (ВА)

Вторичная нагрузка измерительного трансформатора напряжения:

ВА

Выбраны трансформатор напряжения удовлетворяем всем требованиям.

4.4 Выбор сборных шин на стороне 220 кВ

(А)

(А)

По таблице П. 3.3 стр. 624 принимаем АС 500/27 у которого d₀=29,4 мм I_доп=960 А

Проверка на термическую стойкость и схлестывание согласно ПУЭ не производиться:

Проверка по условию коронирования:

Находим начальную критическую напряженность электрического поля:

мм 1,452 см

кВ/см

Находим напряженность вокруг провода:

расстояние между фазами на 220 кВ 400

(а=20 см-расстояние между проводами в расщепленной фазе учеб. стр. 238)

кВ/см

Условие проверки:

18,2 < 27,9

Провод по условию короны проходит.

4.5 Выбор подвесных изоляторов на стороне 220 кВ

Предлагается скомплектовать гирлянду из подвесных стеклянных изоляторов типа ПС-70 Д, у которой D=255 мм. Длинна пути утечки L_ут=290 мм.

Определяем поправочный коэффициент:

Определяем эффективную длину утечки:

см

Определяем количество изоляторов в гирлянде:

-нормальный удельный коэффициент длинны пути утечки (стр. 219 таб. 23.2)

Принимаем 17 изоляторов в гирлянде типа ПС-70 Д

Ограничители перенапряжения ОПН-220-У1

5. Выбор электрооборудования

5.1 Выбор электрооборудования на стороне 500 кВ

А

Таб. №8

Расчетные данные	Каталожные данные
	Выключатель: ВГБ-500-40	Разъединитель: РПГ.1-500/3150
=500 (кВ)	=500 (кВ)	=500 (кВ)
=728,32 (А)	(А)	(А)
Привод:	гидравлический	ПДГ-25-8

5.2 Выбор трансформатора тока

На напряжение 500 кВ выбираем трансформатор тока типа: ТФРМ 500-У1 и его данные заносим в таблицу №9

Таб. №9

Расчетные данные	Каталожные данные: ТФРМ 500-У1
=500 (кВ)	=500 (кВ)
=728,32 (А)	=1000 (А) =1 (А)

5.3 Выбор трансформатора напряжения

На напряжение 500 кВ выбираем трансформатор напряжения типа:

ЗНОГ-М-500 (УХЛ; 0) и его данные заносим в таблицу №10

Таб. №10

Расчетные данные	Каталожные данные: ЗНОГ-М-500 (УХЛ; 0)
=500 (кВ)	=500 (кВ)
	(В)

5.4 Выбор сборных шин на стороне 500 кВ

А

А

Принимаем 2ПА-500 Справочник по монтажу распределительных устройств выше 1 кВ на электрических станциях и подстанциях. Под редакцией Н.А. Иванова Н.Г. Этуса

Проверка по условию коронирования:

мм 2,25 см

кВ/см

расстояние между фазами на 500 кВ 550

(а=40 см-расстояние между проводами в расщепленной фазе учеб. стр. 238)

кВ/см

Условие проверки:

26,36 < 26,82

Провод по условию короны проходит.

5.5 Выбор подвесных изоляторов на стороне 500 кВ

Определяем эффективную длину утечки:

см

Определяем количество изоляторов в гирлянде:



-нормальный удельный коэффициент длинны пути утечки (стр. 219 таб. 23.2)

Принимаем 37 изоляторов в гирлянде

Ограничители перенапряжения ОПН-500-У1

6. Выбор электрооборудования

6.1 Выбор электрооборудования на стороне 6,3 кВ

А

Таб. №11

Расчетные данные	Выключатель: ВВЭ-10-31 5УЗ
=500 (кВ)	=10 (кВ)
=728,32 (А)	(А)
Привод:	Электромагнитный

6.2 Выбор трансформатора тока

На напряжение 6,3 кВ выбираем трансформатор тока типа: ТЛШ10-УЗ и его данные заносим в таблицу №12

Таб. №12

Расчетные данные	Каталожные данные: ТЛШ10-УЗ
=6,3 (кВ)	=10 (кВ)
=1835 (А)	=2000 (А) =5 (А)

6.3 Выбор трансформатора напряжения

На напряжение 6,3 кВ выбираем трансформатор напряжения типа: НТМИ-6-66 и его данные заносим в таблицу №13

трансформатор ток электрооборудование напряжение

Таб. №13

Расчетные данные	Каталожные данные: НТМИ-6-66
=500 (кВ)	=500 (кВ)
	(В)

В системе собственных нужд на напряжение 6,3 кВ предусматриваем ячейки и шкафы КРУ типа К-105 М

Таб. №14

Параметры	К-105 М
Номинальное напряжение (кВ)	6 (кВ)
Номинальный ток главных цепей (А)	2000 (А)
Номинальный ток сборных шин (А)	2000 (А)
Тип вакуумного выключателя	ВВЭ-10-3150
Трансформатор тока	ТЛШ-10

6.4 Выбор ошиновки

Выбор производится по допускаемому току с учетом А

Выбираем прямоугольные алюминиевые шины размером 120Ч10 А

С учетом поправочного коэффициента 0,9

A > A

Для связи турбогенераторов с обмоткой низшего напряжения блочных трансформаторов предусматриваем пофазноэкранированные токопроводы генераторного напряжения типа: ТЭКН-Е-20-12500-400 и ТЭКН-Е-20-20000-560 основные параметры заносим в таблицу №15

Таб. №15

Параметры	ТЭКН-Е-20-12500-400	ТЭКН-Е-20-20000-560
Тип турбогенератора	ТГВ-300	ТГВ-500
Номинальное напряжение (кВ)
Турбогенератора	20	20
Токопровода	20	20
Номинальный ток (А)
Турбогенератора	10200	17000
Токопровода	12500	20000
Электродинамическая стойкость (кА)	400	560
Токоведущая шина dЧ (мм)	420Ч15	650Ч15
Кожух (экран) DЧ (мм)	870Ч5	1160Ч7
Междуфазное расстояние А (мм)	1200	1400-1500
Тип опорного изолятора (мм)	ОРФ-20-500	ОФР-24-750 кр
Шаг между изоляторами (мм)	3000	3000
Тип применяемого трансформатора напряжения	ЗНОМ-20	ЗНОМ-20
Тип встраиваемого трансформатора тока	ШТ-20-12000/5	ТШВ-24-24000/5
Предельная длинна монтажного блока или секции (м)	6,5	6,5
Масса 1м одной фазы (кг)	125-145	190

Основные параметры выбранного оборудования заносим в таблицу №16

Наименование	Тип	Uуст кВ	Uном кВ	Imax А	Iном А
1. Выключатели
1.2 220 кВ	ВГТ-220II-40/2500 У1	220	220	165,53	2500
1.3 500 кВ	ВБГ-500-40	500	500	728,32	3150
1.4 6,3 кВ	ВВЭ-10-31 5УЗ	6,3	10	1835	2000
2. Разъединители
2.2 220 кВ	РГН-220/1000 УХЛ1	220	220	165,53	1000
2.3 500 кВ	РПГ 1-500/3150	500	500	728,32	3150
3. Сборные шины
3.2 220 кВ	АС 500/27	220	220	927,48	960
3.3 500 кВ	2ПА 500	500	500	679,77	1000
3.4 6,3 кВ	А 120Ч10	6,3	10	1835	1904
4. Трансформатор тока
4.2 220 кВ	ТГФ-220-У1	220	220	165,53	200/5
4.3 500 кВ	ТФРМ500-УЗ	500	500	728,32	10001
4.4 6,3 кВ	ТЛШ10-УЗ	6,3	10	1835	2000/5
5. Трансформатор напряжения				КTV
5.2 220 кВ	ЗНОГ-М-220 (УХЛ;0)	220	220
5.3 500 кВ	ЗНОГ-М-500 (УХЛ;0)	500	500
5.4 6,3 кВ	НТМИ-6-66	6,3	10

Список используемой литературы

1. Правила устройств электроустановок (ПУЭ) - 7 издание

2. Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций. ВНТП-Т- 1988 Москва

3. «Электрооборудование станций и подстанций» Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин Москва 1987

4. «Электрическая часть электростанций и подстанций» Б.Н. Неклипаев, И.П. Крючков Москва 1989

5. «Электрооборудование станций и подстанций». Примеры расчетов. Задачи. Справочные данные. Л.К. Корнеева, Л.Д. Рожкова Иваново 2006

Размещено на Allbest.ru