Конденсационная электростанция

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Конденсационная электростанция - это тепловая паротурбинная электростанция, вырабатывающая электрическую энергию при помощи конденсационных турбин. На КЭС используется органическое топливо: твердое топливо, преимущественно уголь любых сортов в пылевидном состоянии, газ, мазут и т.п. Разогретый пар подается на паровую турбину, которая раскручивает генератор. Потом отработанный пар конденсирует и перекачивается снова в котёл.

Основные системы:

· Котельная установка

· Паротурбинная установка

· Топливное хозяйство

· Система золошлакоудаления

· Электрическая часть

· Система технического водоснабжения

· Система химводоподготовки

Достоинства: КЭС можно строить вдали от потребителя, чем например, ТЭС. При мощных турбо-агретах цена производства 1 кВт значительно меньше, чем на ТЭЦ.

Недостатки: Низкий КПД 40%. Вред окружающей среде при сгорании топлива, сброса конденсированного пара. Необходимо большое количество охлаждающей воды и место для захоронения золы.

1. Выбор генераторов

Генераторы служат для преобразования механической энергии в электрическую. Синхронный генератор представляет собой машину, в которой скорость вращения ротора и скорость вращения магнитного потока статора совпадают [5].

Согласно заданию на проектируемой КЭС установлены 8 турбогенераторов мощностью по 180 МВт.

Принимаем турбогенератор ТФП-180-2УЗ.

Данные выбранного турбргенератора сводим в таблицу 1.

Таблица 1 - Параметры генератора

Тип	Мощность	Напряжение статора, кВ	Частота вращения, об/мин	Сверхпереходное сопротивление, X``d, о.е.
	S, МВА	Р, МВт
ТФП-180-2У3	211,8	180	15,75	3000	0,191

Примечание: ТФП-180-2УЗ - турбогенератор с непосредственным воздушным охлаждением обмотки ротора и сердечника статора и косвенным охлаждением обмотки статора с сопряжением с паровой турбиной; 180 - номинальная активная мощность, Мвт; 2 - число полюсов; У - для умеренного климата; З - для закрытых помещений.

2. Выбор электрических соединений

Схемой электрических соединений называется совокупность основного электрооборудования, сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической станции т.к. он определяет полный состав элементов и связей между ними. Выбранная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических соединений, схем собственных нужд, монтажных схем и схем первичных соединений.

2.1 Структурная схема 1 и 2 вариантов

Структурной схемой называется однолинейная схема, на которую нанесено основное оборудование. При проектировании эл. установки до составления главной схемы эл. соединений составляется структурная схема выдачи эл. энергии.

Произведем расчет баланса мощности для 1 варианта.

Рассчитаем мощность собственных нужд, используя формулу:

где Р_номG - активная номинальная мощность генератора, МВт;

%_сн - расход на собственные нужды, %;

К_с - коэффициент спроса установки собственных нужд, [4]

Рассчитаем полную мощность нагрузки, используя формулу:



где Р_нагр - активная суммарная нагрузка, МВт;

cos - коэффициент мощности.

Рассчитываем мощность блочного трансформатора, используя формулу:

где S_G - номинальная мощность генератора, МВт; [таб. 1]

S_сн мощность собственных нужд, 12,96 МВА (из расчета).

Рассчитываем периток мощности через АТ в нормальном режиме, используя формулу:

где n - количество блоков G T на среднем напряжении.

Рассчитываем периток мощности через АТ в ремонтном режиме, используя формулу:

Рассчитываем периток мощности через АТ в нормальном режиме:



где n - количество блоков G T на среднем напряжении.

Рассчитываем переток мощности через АТ в ремонтном режиме:

2.2 Выбор трансформаторов

Силовой трансформатор - стационарный прибор с двумя или более обмотками, который посредством электромагнитной индукции преобразует систему переменного напряжения и тока в другую систему переменного напряжения и тока, как правило, различных значений при этой же частоте в целях передачи электроэнергии без изменения ее передаваемой мощности [5].

Выберем блочный трансформатор. Для выбранного трансформатора должно выполняться следующее условие:

ОРУ - 500 кВ

250 МВА 198,84 МВА

Принимаем трансформатор ТДЦ - 250000/500 [4].

ОРУ - 110 кВ

200 МВА 198,84 МВА

Принимаем трансформатор ТДЦ - 200000/110 [4].

Выберем автотрансформатор связи. Выбор автотрансформаторов выполняется по максимальному перетоку мощности между распределительными установками высшего и среднего напряжения, который определяется по наиболее тяжелому режиму[5].

Для выбранного АТ связи должно выполняться следующее условие:

где S_{max рас} - максимальная мощность через автотрансформатор, МВА; n - число параллельно работающих трансформаторов; К_ав - коэффициент аварийной перегрузки (40%).

Для первого варианта:

Исходя из полученных результатов, принимаем АТДЦТН - 250000/500/110

Для второго варианта:

Принимаем к работе тот же АТДЦТН - 250000/500/110

Данные выбранных трансформаторов сведем в таблицу 2

Таблица 2 - Номинальные параметры трансформаторов

Тип трансформатора	Uном	потери кВ	Uкз	Iхх
	ВН	СН	НН	ХХ	КЗ	вн-сн	вн-нн	сн-нн
					вн-сн	вн-нн	сн-нн
ТДЦ - 250000/500	525	-	15,75	205	-	590	-	-	13	-	0,45
ТДЦ - 200000/110	121	-	15,75	170	-	550	-	-	10,5	-	0,5
АТДЦТН - 25000/500/110	500	121	10,5	200	690	280	230	13	33	18,5	0,4

2.3 Разработка главных схем электрических соединений 1 и 2 вариантов

Схемой электрических соединений называется совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями [5].

Схемы электрических соединений выбираются в соответствии с Нормами технологического проектирования с учетом напряжения и числа присоединений [1].

В первом варианте для ОРУ 500 кВ с 12 присоединениями принимаем схему с четырьмя выключателями на три присоединения или «4/3». Во втором варианте для ОРУ 500 кВ с одиннадцатью присоединениями также принимаем схему с четырьмя выключателями на три присоединения или «4/3».

К достоинствам этой схемы относится:

1. Высокая надежность;

2. Простота оперативных переключений;

3. При К.З. на шинах потребитель не теряет питания;

4. Возможность расширения.

Недостатки этой схемы:

1. Достаточно высокая стоимость, т.к. выключателей больше, чем присоединений;

2. Достаточно сложная отладка РЗиА;

3. Рассчитывается с запасом из условий размыкания кольцевого питания [5].

Для ОРУ 110 кВ с двенадцатью присоединениями в первом варианте принимаем схему «Две рабочие секционированные системы шин с обходной».

Во втором варианте для ОРУ 110 кВ с тринадцатью присоединениями принимаем ту же схему.

К достоинствам данной схемы относится:

1. Возможность ремонта системы шин без потери питания;

2. Возможность поочередного ремонта выключателей присоединений без потери питания;

3. Достаточно высокая надежность;

4. Достаточно большое число присоединений;

5. Схема предусматривает возможность расширения;

К недостаткам данной схемы относится:

1. Сложные оперативные переключения. Существует возможность ошибки;

2. Достаточно дорогая, т.к. выключателей больше, чем присоединений;

3. При К.З. на рабочих шинах потребитель кратковременно теряет (на время действия оперативного персонала) питание [5].

2.4 Расчет СН, разработка схемы СН

На станциях существуют основные агрегаты (котлы, турбины, генераторы, трансформаторы) для их нормальной работы необходимы механизмы (мельницы, дробилки, водонасосы, дымонасосы, и т.д.). Чтобы привести эти механизмы в движение необходимы электрические двигатели т.е. часть мощности выработанной генераторами нужно оставить на станциях для СН.

Совокупность вспомогательных механизмов вместе с их приводимыми двигателями, атак же питающие сети источники энергии оперативных сетей, освещение, отопление и РЗиА называется собственные нужды т.к. механизмы разные по мощности то и двигатели тоже, поэтому на КЭС выполняют 2 ступени напряжения 6 кВ и 0,4 кВ.

U ? =6 кВ

1 Определяем расход на СН всей станции

2 Количество рабочих ТСН равно количеству котлов

=8

3 Определим мощность одного рабочего ТСН

== 12,96 МВА

4

5 Подберем тип ТСН:

ТДСН 16000/20 :

6 Предусматривается резерв

а) количество РТСН определяют из расчета на каждые 4 рабочих - 1 резервный, если блоков больше, чем 6 устанавливается еще 1 РТСН, не подключенный, но готовый к перекатке и подключению. устанавливаем 3 РТСН

б) Подключаются РТСН к обмоткам НН АТ-связи (они на Х.Х.)

в) Выберем тип РТСН по мощности на ступень выше:

ТРДНС - 25000/10 Uвн = 10.5 кВ Uнн = 6,3 кВ

7 Каждая рабочая секция соединяется с резервной

U ?I =0.4 кВ

1 Определяем расход на СН по 0.4 кВ

=0,1=0,1*103,68=10,36 МВА

2 Выбираем количество ТСН =8

3 Определяем мощность ТСН



Т.к. S > 1000 кВА, необходимо увеличить число ТСН

4 Выберем тип ТСН

ТМС -1000/10

:

5 Подключаются рабочие ТСН к рабочим секциям 6 кВ

6 Предусматривается резерв:

а) количество РТСН из расчета на каждые 4 рабочих, значит 3 РТСН

б) подключаем к резервным секциям 6 кВ

в) тип можно взять такой же как для рабочих:

ТМС - 1000/10 :

7 Каждая рабочая секция соединяется с резервной

3. Технико-экономическое сравнение вариантов

Технико-экономическое сравнение вариантов необходимо для выбора оптимального варианта.

3.1 Расчет потерь мощности электроэнергии в трансформаторах и автотрансформаторах

Расчет потерь мощности и энергии в силовых трансформаторах и автотрансформаторах находятся по формулам:

где ?Рхх - потери мощности хх трансформатора, кВт; Т - число часов работы трансформатора в году, обычно принимают Т=8760 ч; n - число параллельно работающих трансформаторов;?Ркз - потери мощности короткого замыкания, кВт; Smax - максимальная расчётная нагрузка трансформатора, МВА; Sном - номинальная мощность одного трансформатора, МВА; ф - число часов наибольших потерь, ф.

Находим суммарные потери электроэнергии в трансформаторах и автотрансформаторах по схеме I варианта

Находим суммарные потери по схеме II варианта

3.2 Расчет технико-экономических показателей

Таблица 3 - Расчет экономических показателей вариантов КЭС

Тип оборудования	Стоимость единицы (у. е.)	Варианты схемы
		I Вариант	II Вариант
		количество	стоимость	количество	стоимость
ТДЦ - 250000/500	420	6	2520	5	2100
ТДЦ 200000/500	257	2	514	3	771
АТДЦТН 250000/110	440	2	880	2	880
Ячейка выключателей Uвн	280	16	4480	16	4480
Ячейка выключателей Uсн	50	18	900	19	950
Итого капитальные затраты К	-	-	9294	-	9181
Отчисления на амортизацию и обслуживание Иа = (Ја +Јо)*(К/100)	-	-	864,34	-	853,83
Стоимость потерь э.э. Сn= Я*?W*10-5	-	-	52,76	-	53,06
Годовые эксплуатационные издержки И = Иа + Сп	-	-	917,1	-	906,89
Расчётные затраты З=0,12*К+И	-	-	2032,38	-	2008,61

Вывод: Исходя из полученных данных, принимаем для разработки второй вариант, так как он является наиболее экономичным

4. Расчет токов КЗ

Расчет токов КЗ выполняется для выбора и проверки оборудования и токоведущих частей и РЗиА [4].

4.1 Расчётная схема электроустановки

Для расчета токов короткого замыкания пользуются расчетной схемой, которая представляет собой упрощенную однолинейную схему электрической установки, с указанием всех элементов и их параметров, которые влияют на ток короткого замыкания и поэтому должны быть учтены при выполнении расчетов [5].

4.2 Схема замещения и расчет составляющих токов К.З.

Схема замещения электроустановки - это однолинейная электрическая схема, в которой все элементы представлены индуктивными сопротивлениями, а источники ЭДС - индуктивными сопротивлениями и ЭДС. Следует помнить, что в схему замещения входят элементы, через которые осуществляется подпитка точки КЗ.

Схема размещения электроустановки

Находим по формулам значения каждого сопротивления и присваиваем определенный номер, который сохраняется за ним до конца расчета.

Преобразование схемы выполняется от ИП к месту короткого замыкания.

Принимаем S_б = 1000 МВА, расчет ведем в о.е.

Упрощаем схему замещения:

Сворачиваем схему к точке К 1:

Преобразованная схема

Получаем результирующую схему для точки К 1:

Результирующая схема для точки К 1

Сворачиваем схему к точке К 2

Преобразованная схема

Получаем результирующую схему для точки К 2:



Результирующая схема для точки К 2

Сворачиваем схему к точке K 3:

Преобразованная схема



Схема приняла следующий вид:

Преобразованная схема



Получаем результирующую схему для точки К 3:

Результирующая схема для точки К 3

Дальше схему сворачивать нельзя, т.к. в расчет для выбора оборудования будет приниматься ток КЗ либо от этого генератора G1, либо суммарного тока от системы объединенных генераторов, т.е. оборудование выбирается по тому току который больше.

4.3 Расчет составляющих токов КЗ

Таблица 4 - Расчет составляющих токов КЗ

Точка КЗ	К 1	К 2	К 3
Uср кВ	515	115	15,75
Источник	С	G1-8	С	G1-8	С	G1	G2-8
Sном МВА	?	1440	?	1440	?	180	1260
Хрез ое Ом	0,085	0,202	0,427	0,336	0,79	0,9	2,23
Базовые токи кА	1,12	5,02	36,67
Е» ([1] таб. 3,4)	1	1,13	1	1,13	1	1,13	1,13
кА	13,17	6,26	11,75	16,88	46,41	46,04	18,58
кА	-	1,61	-	7,22	-	6,6	46,18
кА	-	3,88	-	2,33	-	6,97	0,402
	0,065	0,065	0,2
на рис 3,26	1	0,85	1	0,95	1	0,68	1
кА	13,7	5,321	11,75	16,036	46,41	31,3	18,58
Ку ([1] таб. 3,7)	1,85	1,965	1,85	1,965	1,85	1,925	1,965
Та ([1] таб. 3,8)	0,06	0,26	0,06	0,26	0,06	0,4	0,26
кА	34,45	17,39	30,74	46,9	121,4	128,6	51,63
([1] таб. 3,25)	0,33	0,77	0,33	0,77	0,03	0,6	0,46
кА	6,14	6,81	5,48	18,38	1,96	39	12,08

5. Выбор электрооборудования

Выбор электрооборудования и токоведущих частей производится по наиболее загруженной цепи [4].

Для ОРУ - 500 кВ наиболее загруженной является цепь линии в систему:

Для ОРУ - 110 кВ наиболее загруженной является цепь автотрансформатора связи:

Для цепи генератора с U = 15,75 кВ

5.1 Выбор выключателей и разъединителей

Выключатели предназначены для коммутации цепи в любом режиме (холостой ход, нагрузка, перегрузка, КЗ) [5].

Разъединители предназначены для коммутации безтоковых и малотоковых цепей и создания видимого разрыва [5].

Выбор выключателей и разъединителей удобно выполнять в таблице.

Таблица 7 - Выбор выключателей и разъединителей для ОРУ - 500 кВ

Расчетные данные электроустановки	Каталожные данные на выключатель	Каталожные данные на разъединитель
	ВГБ-500-40-3150 У1	РДЗ-500/3150-У1
По напряжению Uуст?Uном
Uуст=500 кВ	Uном=500 кВ	Uном=500 кВ
По длительному току Iроб?Iном
Iроб=376 А	Iном=3150 А	Iном=3150 А
На отключающую способность а) Отключение периодической составляющей тока к.з. Int?Iоткл.ном
Int=18,5 кА	Iоткл.ном=40 кА	-
б) Отключение апериодической составляющей тока к.з.
	кА	-
На термическую стойкость Вк.расч?Вк.зав
На динамическую стойкость iуд?iдин Ino?Iпред.скв
iуд=51,84 кА Ino=19,43 кА	iдин=102 кА Iдин=40 кА	iдин=160 кА

Таблица 8 - Выбор выключателей и разъединителей для ОРУ - 110 кВ

Расчетные данные электроустановки	Каталожные данные на выключатель	Каталожные данные на разъединитель
	LTB -145 D1/В	РГН-110/2000-У1
По напряжению Uуст?Uном
Uуст=110 кВ	Uном=110 кВ	Uном=110 кВ
По длительному току Iроб?Iном
Iроб=812 А	Iном=2000 А	Iном=2000 А
На отключающую способность а) Отключение периодической составляющей тока к.з. Int?Iоткл.ном
Int=27,78 кА	Iоткл.ном=31,5 кА	-
б) Отключение апериодической составляющей тока к.з.
	кА	-
в) + *(
+	*(	-
На термическую стойкость Вк.расч?Вк.зав
На динамическую стойкость iуд?iдин Ino?Iпред.скв
iуд=77,64 кА Ino=28,63 кА	iдин=80 кА Iдин=31,5 кА	iдин=100 кА

На генераторном напряжении 15,75 кВ принимаем КЭТ (комплектный пофазно-экранированный токопровод, который используется для ошиновки цепи между генераторами и обмоткой НН блочного трансформатора при S>60 кВА) типа ТЭНЕ - 20-10000 - 300 - У1. Параметры выбранного КЭТ представлены в таблице 9

Таблица 9 - Параметры КЭТ

Токопровод	ТЭКНЕ - 20/10000 - 300У1
Uном кВ	20
Iном А	10000
Iдин А	300
Iтерм А	-
Токоведущая шина (диаметр наружный) мм.	280
Толщина стенки мм.	15
Сечение мм2	-
Экран (диаметр внутренний мм)	770
Толщина стенки мм.	6
Сечение мм2	-
Междуфазное расстояние мм.	1000
Тип опорного изолятора	ОФР - 20 - 750II У3
Шаг изолятора мм	3200
Тип проходного изолятора	ИП - 20 - 10000У3

Таблица 10 - Выбор выключателей и разъединителей на генераторном напряжении 15,75 кВ

Расчетные данные электроустановки	Каталожные данные на выключатель	Каталожные данные на разъединитель
	FKG1F	SKG1
1. По напряжению Uуст?Uном
Uуст=15,75 кВ	Uном=27 кВ	Uном=27 кВ
2. По длительному току Iроб?Iном
Iроб=7770А	Iном=13500 А	Iном=? А
3. На отключающую способность а) Отключение периодической составляющей тока к.з. Int?Iоткл.ном
Int=31,3 кА	Iоткл.ном=120 кА	-
б) Отключение апериодической составляющей тока к.з.
	кА	-
в) + *(
4. На термическую стойкость Вк.расч?Вк.зав
5. На динамическую стойкость iуд?iдин Ino?Iпред.скв
iуд=128,6 кА Ino=46,04 кА	iдин=? кА Iдин=? кА	iдин=? кА

5.2 Выбор трансформаторов тока, разработка схемы подключения приборов

Трансформаторы тока служат для понижения тока до 1 А или 5 А для подключения приборов и РЗиА, служат для разделения первичной (высоковольтной) и вторичной (низковольтной) цепей [5].

Расчеты по выбору трансформатора тока удобно выполнять в виде таблицы.

Таблица 11 - Выбор трансформатора тока на 500 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные
	ТФГ - 500 - У1
1. По напряжению Uуст ? Uном
Uуст = 500 кВ	Uном = 500 кВ
2. По току Iнорм ? Iном, Imax ? Iном
Iнорм = 376А Imax =501А	I1ном = 600А I2ном = 1А
3. По классу точности
0,5	0,5
4. На термическую стойкость Вк.расч ? Вк.зав
Вк.расч = Iпо2 * (tотк + Tа) 122,7 кА2 *с	Вк.зав = It2 * t = 502 * 3= 7500 кА2 *с
5. На динамическую стойкость iу? iдин
Iу=51,84 кА	Iдин=127 кА
6. По сопротивлению вторичной нагрузки r2.расч ? r2.ном
r2.расч = 26,55 Ом	r2.ном = 30 Ом

Произведем расчет сопротивлений вторичной нагрузке по формуле:

=

1) Для того, чтобы вычислить выполним таблицу приборов.

Таблица 12 - Таблица приборов

Прибор	Тип	Потребляемая мощность Sприб, В*А
		А	В	С
Амперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Ваттметр	Д-335	0,5	-	0,5
Варметр	Д-335	0,5	-	0,5
Датчик активной мощности	Е-829	1	-	1
Датчик реактивной мощности	Е - 830	1	-	1
Счетчик активной энергии	САЗ - И681	1		1
Итого	4,5	0,5	4,5

Расчет производится по наиболее загруженной фазе, т.е.

Таким образом,

2)

3)

4)

Зная определим сечение соединительных проводников по формуле:

Где - удельное сопротивление материала, Ом* / м; - расчетная длина соединительных проводников, м.

Округлив до стандарта по ПУЭ принимаем кабель КВВГ = 2,5

Примечание: КВВГ Кабель с ПВХ изоляцией и ПВХ оболочкой; 2,5 - сечение

Определим действительное сопротивление провода:

Определим действительное расчетное сопротивление вторичной нагрузки:

Все расчетные условия выполняются, следовательно, утверждаем ТГФ-110-У1.

Схема подключения приборов

Таблица 13 Выбор Трансформатор тока на 110 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные
	ТГФ - 110 - У1
1. По напряжению Uуст ? Uном
Uуст = 110 кВ	Uном = 110 кВ
2. По току Iнорм ? Iном, Imax ? Iном
Iнорм = 812А Imax =1624А	I1ном = 2000А I2ном = 1А
3. По классу точности
1	1
4. На термическую стойкость Вк.расч ? Вк.зав
Вк.расч = Iпо2 * (tотк + Tа) 254,8 кА2 *с	Вк.зав = It2 * t = 602 * 3= 10800 кА2 *с
5. На динамическую стойкость iу? iдин
Iу=51,84 кА	Iдин=127 кА
6. По сопротивлению вторичной нагрузки r2.расч ? r2.ном
r2.расч = 59,2 Ом	r2.ном = 60 Ом

Произведем расчет сопротивлений вторичной нагрузке по формуле:

=

1) Для того, чтобы вычислить выполним таблицу приборов.

Таблица 14 - Таблица приборов

Прибор	Тип	Потребляемая мощность Sприб, В*А
		А	В	С
Амперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Ваттметр	Д-335	0,5	-	0,5
Варметр	Д-335	0,5	-	0,5
Итого	1,5	0,5	1,5

Расчет производится по наиболее загруженной фазе, т.е.

Таким образом,

2)

3)

4)

Зная определим сечение соединительных проводников по формуле:

Где - удельное сопротивление материала, Ом* / м; - расчетная длина соединительных проводников, м.

Округлив до стандарта по ПУЭ принимаем кабель КВВГ = 2,5

Примечание: КВВГ Кабель с ПВХ изоляцией и ПВХ оболочкой; 2,5 - сечение

Определим действительное сопротивление провода:

Определим действительное расчетное сопротивление вторичной нагрузки:

Все расчетные условия выполняются, следовательно, утверждаем ТГФ-500-У1.

Схема подключения приборов

5.3 Выбор трансформаторов напряжения, разработка схемы подключения приборов

Трансформаторы напряжения предназначены для понижения напряжения до 100 В или 100/ В, для подключения приборов и РЗиА и для отделения первичных цепей от вторичных [5].

Расчеты по выбору трансформатора напряжения удобно выполнять в виде таблиц.

Таблица 15 - Выбор трансформатора напряжения для ОРУ - 500 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные
	3НОГ-М-500
По напряжению
Uуст=500 кВ	Uном=500 кВ
По классу точности
0,2
По вторичной нагрузке
S2.расч=314,36 ВА	S2.ном=400 ВА

Рассчитаем в виде таблицы 16 [4].

Таблица 16 - Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Прибор	тип	S одной обмотки	Количество обмоток	Количество приборов	Мощность потребляемая приборами ВА
Цепь линии 500 кВ
Ваттметр с двух сторонней шкалой	Д-335	1,5	2	4	12
Варметр с двух сторонней шкалой	Д-335	1,5	2	4	12
Осциллограф	ОЦСЗ-1	10	1	4	40
Фиксирующий пробор для определения место КЗ	ФИП	3	1	4	12
Датчик активной и реактивной мощности	Е-829	10	2	4	80
Счетчик активной энергии	Е-830	10	2	4	80
Счетчик активной энергии со стопорами	САЗУ- И570М	2,57	2	4	21,36
Цепь сборных шин высшего напряжения
Вольтметр с переключением для измерения трех меж фазных напряжений	Э-335	2	1	1	2
Частотомер	Н-397	7	1	1	7
Вольтметре	Н-394	10	1	1	10
Суммирующий Ваттметр	Н-395	10	2	1	20
2 Частотомера	Э-362	1	1	2	2
2 Вольтметра	Э-355	2	1	2	4
Синхроноскоп	Э-327	10	1	1	10
Осциллограф	ОЦСЗ-1	1	1	2	2
Итого	314,36

Все условия расчета выполняются, следовательно, утверждаем 3НОГ-500-У1 к установке.

Изобразим схему подключения приборов на рисунке 18. Трансформатор напряжения, приборы РЗиА подключаются параллельно.

Рисунок 18 - Схема подключения приборов

Таблица 16 - Выбор трансформатора напряжения для ОРУ - 110 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные
	3НОГ-110-У1
По напряжению
Uуст=110 кВ	Uном=110 кВ
По классу точности
0,2
По вторичной нагрузке
S2.расч=271,12 ВА	S2.ном=400 ВА

Рассчитаем в виде таблицы 17 [4].

Таблица 17 - Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Прибор	тип	S одной обмотки	Количество обмоток	Количество приборов	Мощность потребляемая приборами ВА
Цепь АТ связи (сторона СН)
Ваттметр	Д 335	1,5	2	2	6
Варметр	Д 335	1,5	2	2	6
Цепь линии 110 кВ
Ваттметр	Д-335	1,5	2	8	24
Варметр	Д-335	1,5	2	8	24
ФИП	ФИП	3	1	8	24
Счетчик активной энергии	САЗУ-И670М	2,67	2	8	42,72
Счетчик реактивной энергии	СРЧУ-И676	2,67	2	8	42,72
Цепь сборных шин высшего напряжения
Вольтметр с переключением для измерения трех меж фазных напряжений	Э-335	2	1	1	2
Частотомер (регистрирующий)	Н-397	7	1	1	7
Вольтметр (регистрирующий)	Н-394	10	1	1	10
Ваттметр (регистрирующий)	Н-395	10	2	1	20
2 Частотомера	Э-362	1	1	2	2
2 Вольтметра	Э-355	2	1	2	4
Синхроноскоп	Э-327	10	1	1	10
2 Осциллографа	ОЦСЗ-1	10	1	2	20
Цепь обходного выключателя
Ваттметр	Д335	1,5	2	1	3
Варметр	Д335	1,5	2	1	3
Счетчик активной энергии	САЗУ-И670М	2,67	2	1	5,34
Счетчик реактивной энергии	СРЧУ-И676	2,67	2	1	5,34
ФИП	ФИП	10	1	1	10
Итого	271,12

Все условия расчета выполняются, следовательно, утверждаем 3НОГ-500-У1 к установке.

Изобразим схему подключения приборов на рисунке 18. Трансформатор напряжения, приборы РЗиА подключаются параллельно.

Рисунок 19 - Схема подключения приборов

5.4 Выбор токоведущих частей и изоляторов

Основное электрическое оборудование электростанций (генераторы, трансформаторы) и аппараты в этих цепях (выключатели, разъединители и д.р.) соединяются между собой проводниками разного типа, которые образуют токоведущие части электрической установки [5].

Для ОРУ выше 35 кВ принимают гибкую ошиновку, выполненную сталеалюминевыми проводами (АС), подвешенными на порталы через полимерные изоляторы.

Выбор гибкой ошиновки будем производить по следующим параметрам:

1. Проверка по допустимому току I_max ? I_ном

2. Проверка по условиям коронирования:

а. определим напряженность электрического поля около поверхности нерасщепленного провода, кВ/см, по формуле:

Где - линейное напряжение, кВ; - радиус провода, см; - среднее геометрическое расстояние между проводами фаз

b. определим начальную критическую напряженность электрического поля, кВ/см, по формуле:

Где - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов = 0,82).

с. условие коронирования выполняется, если выполняется равенство:

1,07*Е ? 0,9*Е_о

3. Проверка на схлестывание при i_уд 50кА и i_по 20кА [4].

Выберем ошиновку для ОРУ-500 кВ.

Наметим к установке 4 провода АС 500/64: d = 30.6 мм; I_доп = 945 А; Радиус провода = 15,3 мм = 1,53 см. Расстояние между фазами D = 600 см, фазы расположены горизонтально.

1. I_max=501А ? I_ном=945 А

2. а. определим напряженность электрического поля, учитывая тот факт, что в распределительных устройствах 330 кВ и выше каждая фаза для уменьшения коронирования выполняется 2, 3 или 4 проводами, т.е. применяются расщепленные провода [4] и Е вычисляется по формуле:

где к - коэффициент, учитывающий число проводов n в фазе; - эквивалентный радиус расщепленных проводов, см.

D_ср=1,26*600=756 см

b. определяем начальную критическую напряженность электрического поля:

с. Проверим провода по условию коронирования:

1,07*Е ? 0,9*Е_о

1,07*23,06=24,67 ? 0,9*30,84=27,756

3. Проверку на схлестывание делаем, т.к. i_уд = 51,84 кА

4. а. определим усилие от длительного протекания тока двухфазного КЗ по формуле:

где - расстояние между фазами, м; - средне квадратное значение тока двухфазного КЗ, который вычисляется по формуле:

b. определим силу тяжести 1 м токопровода:

g = 1.1*9.8m,

где m - масса провода, кг.

g = 1.1*9.8*1,852=19,96 н/кг

с. определим отношение

где - максимальная расчетная стрела провеса, м; = 2,5 м; - эквивалентное время действия РЗ, с; = 0,15 с.

d. определим отношение

e. по известным отношениям и по диаграмме определим отклонение провода b [4].

= 0.4, значит = 0,4 * = 0,4 *2,5 = 1 м.

f. найденное значение сравним с , где

где - диаметр провода, м;- наименьшее расстояние между фазами, принимается в зависимости от номинального напряжения; = 0,4 м.

> b

2.58 > 1

Условие выполняется, следовательно, схлестывания не произойдет. Утверждаем к установке 4 провода АС 500/64.

Выбираем изоляторы для ОРУ - 500 кВ типа ЛК 120/500 - IV: изолятор подвесной, полимерный, линейный с защитной оболочкой из кремнийорганической резины; 120 - минимальное разрушающее усилие на изгиб в течении срока службы 30 лет, кН; 500 - номинальное напряжение, кВ; IV - категория исполнения по степени загрязнения атмосферы [4].

Выберем ошиновку для ОРУ-110 кВ.

Наметим к установке 2 провода АС 400/22: d = 26.6 мм; I_доп = 835 А; Радиус провода = 13,3 мм = 1,33 см. Расстояние между фазами D = 300 см, фазы расположены горизонтально.

5. I_max=1624А ? I_ном=2*945=1670 А

6. а. определим напряженность электрического поля, учитывая тот факт, что в распределительных устройствах 330 кВ и выше каждая фаза для уменьшения коронирования выполняется 2, 3 или 4 проводами, т.е. применяются расщепленные провода [4] и Е вычисляется по формуле:

где D_ср=1,26*300=378 см

b. определяем начальную критическую напряженность электрического поля:

с. Проверим провода по условию коронирования:

1,07*Е ? 0,9*Е_о

1,07*13,14=14,06 ? 0,9*31,3=28,17

7. Проверку на схлестывание делаем, т.к. i_уд = 77,64 кА Iпо = 28,63 кА

8. а. определим усилие от длительного протекания тока двухфазного КЗ по формуле:

b. определим силу тяжести 1 м токопровода:

g = 1.1*9.8m,

где m - масса провода, кг.

g = 1.1*9.8*1,261=13,6 н/кг

с. определим отношение

=

d. определим отношение

e. по известным отношениям и по диаграмме определим отклонение провода b [4].

= 0.4, значит = 0,4 * = 0,4 *2,5 = 1 м.

f. найденное значение сравним с , где

где - диаметр провода, м;- наименьшее расстояние между фазами, принимается в зависимости от номинального напряжения; = 0,4 м.

> b

1,26> 1

Условие выполняется, следовательно, схлестывания не произойдет. Утверждаем к установке 2 провода АС 400/22.

Выбираем изоляторы для ОРУ - 110 кВ типа ЛК 70/110 - IV: изолятор подвесной, полимерный, линейный с защитной оболочкой из кремнийорганической резины; 70 - минимальное разрушающее усилие на изгиб в течении срока службы 30 лет, кН; 110 - номинальное напряжение, кВ; IV - категория исполнения по степени загрязнения атмосферы [4].

Список литературы

генератор станция мощность трансформатор

1. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: Учебник для сред. проф. образования / Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева, Т.В. Чиркова. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 448 с.

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

3. Электрооборудование станций и подстанций (примеры расчетов, задачи, справочные данные): Практикум для студентов образовательных учреждений сред. проф. образования / Л.К. Карнеева, Л.Д. Рожкова. - Иваново: МЗЭТ ГОУ СПО ИЭК, 2006. - 224 с.

4. Неклепаев Б.Н. Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М: Энергоатом-издат, 1989. - 608 с.

5. Справочник по проектированию. Электроэнергетических систем / В.В. Ершевич А.Н. Зейлигер Г.А. / Илларионов и др. под ред. С.С. Рокотян и И.М. Шапиро. - М.:Энергоатом-издат, 1985. - 352 с.

6. Вавин В.Н. Релейная защита блоков генератор-трансформатор. М.:Энергоиздат, 1982.-256 с.

7. Электрический справочник. Производство и распределение электрической энергии. - М.: Энергоатом-издат, 1988. - 880 с.

Размещено на Allbest.ru