Учебная работа. Проектирование электрической части ТЭЦ-200 МВт

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Проектирование электрической части ТЭЦ-200 МВт

Содержание

1. Разработка структурной схемы КЭС

1.1 Выбор генераторов

1.2 Выбор трансформаторов блока и трансформаторов собственных нужд

1.3 Выбор автотрансформаторов связи и автотрансформаторов блока

2. Выбор схемы РУ 220кВ и 500кВ

2.1 Выбор схемы РУ 220 кВ

2.2 Выбор схемы РУ 500 кВ

3. Расчет токов короткого замыкания

3.1 Расчет токов КЗ в точке К1

3.2 Расчет токов КЗ в точке К2

3.3 Расчет токов КЗ в точке К3

3.4 Расчет токов КЗ в точке К4

4. Выбор электрических аппаратов

4.1 Выбор электрических аппаратов на РУ 500 кВ

4.2 Выбор электрических аппаратов на РУ 220 кВ

4.3 Выбор электрических аппаратов для генераторов, подключенных к РУ 220 кВ

4.4 Выбор электрических аппаратов для генераторов, подключенных к РУ 500 кВ

Заключение

список литературы

Исходные данные

Таблица 1. исходные данные

Генераторы СистемаНагрузки потребителейНа U1На U2Число и мощностьНапряжениеКол-во линий связиПротяженность линий связиАварийный резервНапряжениеЧисло и мощностьКоэффициент одновременностиКоэффициент мощностиНапряжениеЧисло и мощностьКоэффициент одновременностиКоэффициент мощностишт*МВткВшткмМВткВшт*МВто. е. о. е. кВшт*МВто. е. о. е. 6*50022025505002208*1200.870.895004*3000.880.92

дополнительные исходные данные:

.Минимальная нагрузка КЭС составляет 0,7 максимальной, в предположении двухступенчатого суточного графика нагрузки.

2.нагрузки потребителей относятся к первой и второй категориям.

.максимальная мощность собственных нужд КЭС составляет 5-7 % от суммарной номинальной мощности генераторов станции.

1. Разработка структурной схемы КЭС

1.1 Выбор генераторов

выбираем генератор ТВВ-500-2ЕУЗ (турбогенератор с водородно-водяным охлаждением обмоток с двумя полюсами для работы в районах с умеренным климатом в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, принадлежит к единой унифицированной серии) ([1] табл.2.1, стр.76).

Данные генератора сведены в таблицу

Таблица 2. параметры генератора ТВВ-500-2ЕУЗ

Тип генератораnвращ об/минSном МВАPном МВтUном кВIном, кАcos?ном о. е. xdx2 ТВВ-500-2ЕУЗ300058850020170.850.2430.296

Реактивная мощность

1.2 Выбор трансформаторов блока и трансформаторов собственных нужд

Выбор трансформаторов собственных нужд. Коэффициент мощности

Активная мощность

Реактивная мощность

Полная мощность

Трансформатор собственных нужд выбирается с РПН

Условия выбора:

1.

2.

выбираем трансформатор ТРДНС-63000/35 (трансформатор трехфазный с расщепленной обмоткой низкого напряжения с охлаждением принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла; с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) для собственных нужд электростанций) ([1] табл.3.4, стр.137).

Данные трансформатора сведены в таблицу

Таблица 3. параметры трансформатора ТРДНС-63000/35

Тип трансформатораSном, МВАUВН, кВUHH, кВPx, кВтPк, кВтUКВН-НН, %UК НН1-НН2, %Ix, %ТРДНС-63000/3563206.35025012.7400.45

Выбор трансформаторов блока на РУ 220 кВ. Трансформаторы блока выбираются без РПН. Условия выбора:

1.

выбираем трансформатор ТНЦ — 630000/220 (трансформатор трехфазный с принудительной циркуляцией воды и масла с направленным потоком масла) ([1] табл.3.8, стр.156).

Данные трансформатора сведены в таблицу

Таблица 4. параметры трансформатора ТНЦ — 630000/220

Тип трансформатораSном, МВАUВН, кВUHH, кВPx, кВтPк, кВтUКВН-НН, %Ix, %ТНЦ-630000/22063024220400120012.50.35

Выбор трансформаторов блока на РУ 500кВ

1.

выбираем трансформатор ТЦ — 630000/500 (трансформатор трехфазный с принудительной циркуляцией воды и масла с ненаправленным потоком масла) ([1] табл.3.8, стр.157).

Данные трансформатора сведены в таблицу

Таблица 5. параметры трансформатора ТЦ — 630000/500

Тип трансформатораSном, МВАUВН, кВUHH, кВPx, кВтPк, кВтUКВН-НН, %Ix, %ТЦ-630000/500630525204201210140.4

1.3 Выбор автотрансформаторов связи и автотрансформаторов блока

Определим максимальную и минимальную мощность нагрузки на напряжении 220 кВ. максимальная активная мощность

Максимальная реактивная мощность

минимальная активная мощность

Определим количество блоков, присоединенных к РУ 220кВ

Определим максимальную и минимальную мощность нагрузки на напряжении 500 кВ.

максимальная активная мощность

Максимальная реактивная мощность

минимальная активная мощность

Рассмотрим вариант с двумя блоками трансформатор-генератор на РУ 220кВ и АТС.

Рис. 1 Структурная схема КЭС с двумя блоками на РУ 220кВ и АТС

Определим перетоки мощности, рассчитав характерные режимы.

. Нормальный режим работы

=

. Аварийное отключение блока на РУ 220 кВ

=

Отсюда следует вывод о необходимости установки двух АТС, так как при плановом ремонте одного блока на РУ 220 кВ и выходе из строя единственного АТС возникнет дефицит мощности. Этого нельзя допускать, так как к шинам РУ 220 кВ подключены потребители I и II категории.

. Аварийное отключение одного АТС

В этом случае вырабатывается меньше, чем аварийный резерв, соответственно можно сделать вывод о достаточности установки одного АТС.

Условия выбора АТС:

.

2.

выбираем автотрансформатор АТДЦН-500000/500/220 (трехфазный автотрансформатор с принудительной циркуляцией воздуха и масла с ненаправленным потоком масла; с регулированием напряжения под нагрузкой) ([1] табл. 3.8, стр. 158).

Данные автотрансформатора сведены в таблицу

конденсационная электростанция генератор трансформатор

Таблица 6. Параметры автотрансформатора АТДЦН-500000/500/220

Тип трансформатораSном, МВАUВН, кВUHH, кВPx, кВтPк, кВтUКВ-Н, %Ix, %АТДЦН-500000/500/2205005002302201050120.3

рассмотрим вариант с тремя блоками трансформатор-генератор на РУ 220кВ и АТС.

Рис. 2 Структурная схема КЭС с тремя блоками на РУ 500кВ и АТС

Определим перетоки мощности, рассчитав характерные режимы.

. Нормальный режим работы

=

. Аварийное отключение блока на РУ 220 кВ

=

В этом случае можно сделать вывод, что при отключении одного блока на РУ 220кВ дефицита мощности не возникнет.

. Аварийное отключение одного АТС

Условия выбора АТС:

.

. ,

Выбираем автотрансформатор АТДЦН-500000/500/220 (трехфазный автотрансформатор с принудительной циркуляцией воздуха и масла с ненаправленным потоком масла; с регулированием напряжения под нагрузкой) ([1] табл. 3.8, стр. 158).

Рассмотрим вариант с тремя блоками трансформатор-генератор на РУ 220 кВ и АТБ.

Рис. 3 Структурная схема КЭС с тремя блоками на РУ 220кВ и АТБ

Условия выбора АТБ:

1.

.

Данные условия можно выполнить только при установке группы однофазных трансформаторов АОДЦТН-267000/500/220 (автотрансформатор однофазный трехобмоточный с принудительной циркуляцией воздуха и масла с ненаправленным потоком масла; с регулятором под нагрузкой) ([1] табл. 3.8, стр. 158).

Данные автотрансформатора сведены в таблицу

Таблица 7. параметры автотрансформатора АОДЦТН-267000/500/220

Тип трансформатораSном, МВАSномНН, МВАUВН, кВUСH, кВPx, кВтPк, кВтUКВН-CН, %Ix, %АОДЦТН-267000/500/220267120500/√3230/√312547011.50.25

Определим перетоки мощности, рассчитав характерные режимы.

. Нормальный режим работы

=

, таким образом можно сделать вывод, что применение такой схемы невозможно.

Рассмотрим вариант с двумя блоками трансформатор-генератор на РУ 220кВ и АТБ.

Рис.4 Структурная схема КЭС с двумя блоками на РУ 220кВ и АТБ

В качестве АТБ используем группу однофазных трансформаторов АОДЦТН-267000/500/220.

Определим перетоки мощности, рассчитав характерные режимы.

. Нормальный режим работы

=

. Аварийное отключение блока на РУ 220 кВ

=

. Аварийное отключение одного АТС. Должно соблюдаться условие 50% разгрузки генератора

Согласовав с преподавателем, в качестве структурной схемы КЭС выбираем схему с двумя блоками на РУ 220кВ и АТС, исходя из следующих соображений:

. Схемы с АТБ являются более дорогими и менее надежными за счет большого количества элементов;

. В схеме с тремя блоками на РУ 220кВ и АТС практически 100% загрузка автотрансформаторов, что является недопустимым;

. В схеме с двумя блоками на РУ 220кВ и АТС загрузка автотрансформаторов ≈50% в нормальном режиме, что позволяет утвердить данную схему.

2. Выбор схемы РУ 220кВ и 500кВ

На выбор электрической схемы РУ влияет множество факторов, из которых основные: номинальное напряжение, число присоединений, их мощность, режим работы; очередность сооружения и перспектива дальнейшего расширения. рекомендации по выбору электрической схемы РУ даются в Своде правил по проектированию тепловых электрических станций [4].

2.1 Выбор схемы РУ 220 кВ

Для РУ 110-220кВ с большим числом присоединений применяется, как правило, схема с двумя рабочими и обходной системами шин с одним выключателем на присоединение. Обе системы шин находятся в работе, шиносоединительный выключатель включен. При числе присоединений 12 и более секционируются обе системы шин. При этом предусматривается два шиносоединительных, два обходных и два секционных выключателя.

В случае применения на РУ элегазовых выключателей обходная система шин не применяется.

Блоки мощностью 500МВт и выше и автотрансформаторы связи должны присоединяться к РУ 220кВ через два выключателя к разным системам сборных шин РУ.

Количество присоединений: 8 линий+2 блока+2 АТС=12. Согласно правилам [4] применяем схему с двумя рабочими секционированными системами шин, с двумя выключателями на присоединение трансформаторов.

Рис. 5 Схема РУ 220 кВ

2.2 Выбор схемы РУ 500 кВ

В РУ 330кв и выше при большом количестве присоединений применяют схему с тремя выключателями на два присоединения (схема 3/2). Если число линий вдвое меньше или больше присоединений трансформаторов применяют схему 4/3.

Число присоединений: 4 линии+2 линии связи с системой+4 блока+2 АТС=12. Так как число трансформаторов равно числу линий (6) применяем схему 3/2.

Рис. 6 Схема РУ 500 кВ

3. Расчет токов короткого замыкания

Для расчета токов КЗ приведем расчетную схему КЭС. Расчётная схема — это однолинейная электрическая схема электроустановки, в которой включены все источники питания и все возможные связи между ними, влияющие на токи КЗ.

Расчетная схема обладает следующими характерными особенностями:

Указываются номинальные параметры генераторов, трансформаторов, ЛЭП;

У трансформаторов и автотрансформаторов указаны виды соединения обмоток ("звезда", "звезда с выводом из нейтральной точки", "треугольник");

Указаны все подлежащие выбору выключатели;

Прямоугольники РУ заменены сборными шинами;

В коммутационных узлах всех напряжений указаны точки КЗ, для которых необходимо рассчитать токи КЗ. Расчётная точка выбирается таким образом, чтобы через проверяемое оборудование протекал наибольший возможный ток КЗ. Трехфазное КЗ будет рассмотрено во всех точках. Однофазное КЗ будет рассмотрено для точек К1 и К2, так как в точках К3 и К4 нейтраль изолирована, и в такой сети нет однофазных коротких замыканий.

Рис.7 Расчетная схема КЭС

оптимальным методом расчёта для цепей с несколькими уровнями напряжения является расчёт в относительных базисных единицах. Расчёт производится с приближённым приведением:

базисные напряжения: UбI=20кВ; UбII=220кВ; UбIII=500кВ

базисная мощность: Sб=1000МВА

Базисные токи:

Расчет параметров элементов цепи

Параметры трансформаторов:

Параметры генераторов:

параметры линий связи с системой

Параметры системы:

т.к. система бесконечной мощности, следовательно, xc=0, Ес=1.

Рис.8 Схема замещения КЭС

.1 Расчет токов КЗ в точке К1

Рис.9 Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К1

Трехфазное КЗ

Эквивалентируем схему замещения к виду, приведенному на рис.9

Суммарная индуктивность схемы:

Суммарная ЭДС схемы:

периодическая составляющая токов в момент времени t=0:

Определение ударного тока КЗ

Для определения ударного тока КЗ необходимо знать ударный коэффициент — Ку. Этот коэффициент зависит от постоянной времени Та и показывает кратность ударного тока по сравнению с периодической составляющей. Для упрощения мы воспользуемся значениями, взятыми из таблицы 3 [3, стр. 19]:

Блоки, состоящие из турбогенератора и трансформатора при мощности генератора 500МВт: Та1=0.35с, Ку1=1.973.

Система, связанная со сборными шинами, где рассматривается КЗ, воздушными линиями напряжением 500кВ: Та2=0.07с, Ку2=1.85.

Система, связанная со сборными шинами через трансформатор мощностью 80МВА и выше: Та3=0.15с, Ку3=1.9.

Турбогенератор мощностью 500МВТ: Та4=0.5с, Ку4=1.98.

Ударный ток определим из формулы:

Определение токов для любого

момента времени переходного процесса КЗ

предварительно примем выключатель элегазовый баковый ВГБУ-220У1.

Собственное время отключения выключателя: tсо=0.035с [5, стр.40, табл.7].

Расчетное время, для которого требуется определить токи КЗ:

Все генераторы, находящиеся за двумя трансформациями, можно считать удаленными от точки КЗ, их следует объединить с системой и считать напряжение неизменным по амплитуде. следовательно,

Для определения периодического тока от генератора к моменту времени τ воспользуемся типовыми кривыми [3, стр.21, рис.3]. Для этого найдем кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ по отношению к его номинальному току, приведенному к той ступени напряжения, где находится точка КЗ.

Рассчитаем номинальный ток двух генераторов блоков, подключенных к РУ 220 кВ, приведенный к UбII.

Кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ:

Кратность искомого тока по отношению к начальному значению:

Апериодическая составляющая тока КЗ изменяется по экспоненциальному закону с постоянной времени Та.

Однофазное КЗ

В схему замещения нулевой последовательности не включаются сопротивления генераторов, так как по ним токи нулевой последовательности не протекают из-за того что низкие стороны трансформаторов соединены в треугольник, а ток нулевой последовательности за пределы треугольника не вытекает.

Рис. 10 Схема замещения нулевой последовательности

Индуктивное сопротивление линий связи с системой в схеме нулевой последовательности:

Эквивалентирование схемы нулевой последовательности:

Рис. 11 комплексная схема замещения для однофазного КЗ

ток однофазного короткого замыкания в точке К1:

Ток однофазного КЗ больше тока трехфазного КЗ (26.84 кА > 22.28 кА), поэтому определяющим током на термическую стойкость и отключающую способность будет ток однофазного КЗ. Но проверка на электродинамическую стойкость будет осуществляться по току трехфазного КЗ. Определим распределение этого тока по ветвям системы и генераторов в начальный момент времени.

Рис. 12 Схема замещения для расчета распределения токов однофазного КЗ в точке К1

ток прямой последовательности в начальный момент КЗ:

Токи обратной и нулевой последовательности равны току прямой последовательности

Токи обратной последовательности:

Токи нулевой последовательности:

Периодические составляющие тока однофазного КЗ в поврежденной фазе:

Определение токов для любого момента времени переходного процесса КЗ. Все генераторы, находящиеся за двумя трансформациями, можно считать удаленными от точки КЗ, их следует объединить с системой и считать напряжение неизменным по амплитуде. следовательно,

Для определения периодического тока от генератора к моменту времени τ=0.045с воспользуемся типовыми кривыми [3, стр.21, рис.3]. Для этого найдем кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ по отношению к его номинальному току, приведенному к той ступени напряжения, где находится точка КЗ.

Рассчитаем номинальный ток двух генераторов блоков, подключенных к РУ 220 кВ, приведенный к UбII.

Кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ:

Кратность искомого тока по отношению к начальному значению:

,

Апериодическая составляющая тока КЗ

Расчет импульса квадратичного тока

tоткл — время действия КЗ

3.2 Расчет токов КЗ в точке К2

Рис. 13 Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К2

Трехфазное КЗ

Ударный ток

Блоки, состоящие из турбогенератора и трансформатора при мощности генератора 500МВт: Та1=0.35с, Ку1=1.973.

Система, связанная со сборными шинами, где рассматривается КЗ, воздушными линиями напряжением 500кВ: Та2=0.07с, Ку2=1.85.

Система, связанная со сборными шинами через трансформатор мощностью 80МВА и выше: Та3=0.15с, Ку3=1.9.

ток в любой момент времени переходного процесса КЗ

предварительно примем выключатель элегазовый баковый ВГБ-500У1.

Собственное время отключения выключателя: tсо=0.02с [5, стр.40, табл.7]. Расчетное время, для которого требуется определить токи КЗ:

Все генераторы, находящиеся за двумя трансформациями, можно считать удаленными от точки КЗ, их следует объединить с системой и считать напряжение неизменным по амплитуде. следовательно,

Для определения периодического тока от генератора к моменту времени τ воспользуемся типовыми кривыми [3, стр.21, рис.3]. Для этого найдем кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ по отношению к его номинальному току, приведенному к той ступени напряжения, где находится точка КЗ.

Рассчитаем номинальный ток четырех генераторов блоков, подключенных к РУ 500 кВ, приведенный к UбIII.

Кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ:

Кратность искомого тока по отношению к начальному значению:

Апериодическая составляющая тока КЗ

Однофазное КЗ

Эквивалентирование схемы нулевой последовательности:

ток однофазного короткого замыкания в точке К2:

Ток однофазного КЗ больше тока трехфазного КЗ (17.96 кА > 14.89 кА).

Определим распределение этого тока по ветвям системы и генераторов в начальный момент времени.

Рис. 14 Схема замещения для расчета распределения токов однофазного КЗ в точке К2

ток прямой последовательности в начальный момент КЗ:

Токи обратной и нулевой последовательности равны току прямой последовательности

Токи обратной последовательности:

Токи нулевой последовательности:

Периодические составляющие тока однофазного КЗ в поврежденной фазе:

Ток в любой момент времени переходного процесса КЗ

Все генераторы, находящиеся за двумя трансформациями, можно считать удаленными от точки КЗ, их следует объединить с системой и считать напряжение неизменным по амплитуде. следовательно,

Для определения периодического тока от генератора к моменту времени τ=0.03с воспользуемся типовыми кривыми [3, стр.21, рис.3]. Для этого найдем кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ по отношению к его номинальному току, приведенному к той ступени напряжения, где находится точка КЗ.

Рассчитаем номинальный ток четырех генераторов блоков, подключенных к РУ 500 кВ, приведенный к UбIII.

Кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ:

Кратность искомого тока по отношению к начальному значению:

,

Апериодическая составляющая тока КЗ

Расчет импульса квадратичного тока

3.3 Расчет токов КЗ в точке К3

Рис. 15 Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К3

Трехфазное КЗ

Ударный ток.

Система, связанная со сборными шинами через трансформатор мощностью 80МВА и выше: Та3=0.15с, Ку3=1.9.

Турбогенератор мощностью 500МВТ: Та4=0.5с, Ку4=1.98.

ток в любой момент времени переходного процесса КЗ

предварительно примем выключатель воздушный ВВГ-20-160/20000УЗ

Собственное время отключения выключателя: tсо=0.1с [5, стр.32, табл.2].

Расчетное время, для которого требуется определить токи КЗ:

Все генераторы, находящиеся за двумя трансформациями, можно считать удаленными от точки КЗ, их следует объединить с системой и считать напряжение неизменным по амплитуде. следовательно,

Для определения периодического тока от генератора к моменту времени τ воспользуемся типовыми кривыми [3, рис.3]. Для этого найдем кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ по отношению к его номинальному току, приведенному к той ступени напряжения, где находится точка КЗ.

Кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ:

Кратность искомого тока по отношению к начальному значению:

Апериодическая составляющая тока КЗ

Расчет импульса квадратичного тока

3.4 Расчет токов КЗ в точке К4

Рис.16 Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К4

Трехфазное КЗ

Ударный ток

Система, связанная со сборными шинами через трансформатор мощностью 80МВА и выше: Та3=0.15с, Ку3=1.9.

Турбогенератор мощностью 500МВТ: Та4=0.5с, Ку4=1.98.

ток в любой момент времени переходного процесса КЗ

предварительно примем выключатель воздушный ВВГ-20-160/20000УЗ

Собственное время отключения выключателя: tсо=0.1с [5, стр.32, табл.2].

Расчетное время, для которого требуется определить токи КЗ:

Все генераторы, находящиеся за двумя трансформациями, можно считать удаленными от точки КЗ, их следует объединить с системой и считать напряжение неизменным по амплитуде. следовательно,

Для определения периодического тока от генератора к моменту времени τ воспользуемся типовыми кривыми [3, рис.3]. Для этого найдем кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ по отношению к его номинальному току, приведенному к той ступени напряжения, где находится точка КЗ.

Кратность начального значения периодической составляющей тока КЗ:

Кратность искомого тока по отношению к начальному значению:

Апериодическая составляющая тока КЗ

Расчет импульса квадратичного тока

Таблица 8. Результаты расчетов токов КЗ

Точка КЗИсточникIп0, кАIпτ, кАiу, кАIаτ, кАI (1) п0, кАI (1) пτ, кАI (1) аτ, кАК1G1+G29.668.9426.9512.0113.5211.916.51С+G3…612.6212.6233.9113.2213.2813.2817.3∑22.2821.5660.8625.2326.8425.1833.81К2Система3.733.739.763.443.293.293.81G3…68.117.7122.6310.5311.0710.314.37G1+G23.053.058.163.533.613.613.33∑14.8914.4940.5517.517.9717.221.51К3G278.8563.08220.7989.49—С+G1; 3.687.4187.41234.8759.37∑166.26150.49455.66148.86К4С+G1.594.4794.47253.8464.17G678.8563.08220.7989.49∑173.32157.55474.63153.66

4. Выбор электрических аппаратов

Выключатели предусматриваются во всех цепях схемы, где необходимо коммутировать ток. Во всех цепях РУ 35 кВ и выше устанавливаются одинаковые выключатели, разъединители и трансформаторы тока.

Условия выбора выключателей: Uуст≤ Uном;

ток утяжеленного режима Iутяж≤ Iном;

Iп0≤Iдин (ток электродинамической стойкости);

Проверка на электродинамическую стойкость: iу≤iдин;

Проверка на термическую стойкость: Вк≤I2тн∙tтн.

Разъединители устанавливаются во всех цепях схемы.

Разъединители выбираются по напряжению, току утяжеленного режима и проверяются на термическую и динамическую стойкость.

Измерительные трансформаторы тока (ТТ) предусматриваются во всех цепях схемы в паре с выключателями.

Наибольшее количество (4-8) предусматривается в цепях генераторов. На стороне ВН силовых трансформаторов установлены встроенные ТТ. У автотрансформаторов ТТ предусмотрены со всех трех сторон.

Условия выбора — те же, что у разъединителей.

Измерительные трансформаторы напряжения (ТН) устанавливаются в узлах схемы. Кроме того, ТН устанавливаются на выводах генераторов и в ЛЭП-330 кВ и выше, а также между генераторным выключателем и трансформатором блока. Выберем ТН по номинальному первичному напряжению.

4.1 Выбор электрических аппаратов на РУ 500 кВ

В РУ 500кВ есть четыре типа присоединения АТС, блок, нагрузка и линии связи с системой. Определим максимальный ток утяжеленного режима:

Ток в цепи блока:

ток в цепи одного АТС:

Ток в каждой линии связи с системой:

Мощность, выдаваемая в систему, определится как разность мощностей генерации и мощности потребления всеми нагрузками (в минимальном режиме).

Ток в каждой линии нагрузки:

Мощность, выдаваемая в одну линию:

Выберем аппараты по наиболее загруженному присоединению: связь с системой:

Выключатель ВГБ-500У1 [5, стр.40, табл.7] (выключатель элегазовый баковый для работы в районах с умеренным климатом на открытом воздухе);

Разъединитель РНДЗ-500/3200 У1 [1, стр.276, табл.5.5] (разъединитель наружной установки двухколонковый для работы в районах с умеренным климатом на открытом воздухе);

Трансформатор тока ТВТ500-I-1500/1 [1, стр.324, табл.5.11] (трансформатор тока встроенный, для силовых трансформаторов и автотрансформаторов), условно обозначим ТТ1. кроме того, элегазовый баковый выключатель имеет встроенный трансформатор тока ТВ-500 [5, стр.42, табл.7], условно обозначим ТТ2;

Трансформатор напряжения НКФ-500-78У1 [1, стр.338, табл.5.13] (трансформатор напряжения каскадный в фарфоровой покрышке для работы в районах с умеренным климатом на открытом воздухе, U=500000/√3В, схема соединения 1/1/1-0-0).

Таблица 9. Расчетные и каталожные данные

Расчетные данныеКаталожные данныеВыключательРазъединительТТUуст=500 кВUном=500 кВUном=500 кВUном=500 кВIутяж=1025 АIном=4000 АIном=3200 АIномтт1=1500 А Iномтт2=1500 АIпτ=10.3 кАIном. откл=40 кА—iаτ=14.37 кАiаном=√2∙βном∙ Iном. откл= =√2∙0.5∙40=28.28 кА—Iп0=8.11 кАIдин=40 кА—iу=22.63 кАiдин=√2∙1.8∙ Iном. откл= =√2∙1.8∙40=101.8 кАIдин=100 кА-Вк=151.6 кА2∙сI2ном. откл∙tтн=402∙3=4800 кА2∙сI2терм∙2=632∙2=7938 кА2∙с (Ктн1∙ Iном1) 2∙tтн1= = (14.4∙1.5) 2∙3=1400кА2∙с I2терм∙tтн2=402∙3=4800кА2∙с

4.2 Выбор электрических аппаратов на РУ 220 кВ

В РУ 500кВ есть три типа присоединения АТС, блок, нагрузка. Определим максимальный ток утяжеленного режима:

ток в цепи блока:

Ток в цепи одного АТС:

Мощность, выдаваемая в одну линию:

Выберем аппараты по наиболее загруженному присоединению: блок трансформатор — генератор.

Выключатель ВГБУ-220У1 [5, стр.40, табл.7] (выключатель элегазовый баковый, усиленный по скорости восстанавливающегося напряжения, для работы в районах с умеренным климатом на открытом воздухе);

Разъединитель РНДЗ-220/2000 У1 [1, стр.275, табл.5.5] (разъединитель наружной установки двухколонковый для работы в районах с умеренным климатом на открытом воздухе);

Трансформатор тока ТВТ220-I-2000/1 [1, стр.322, табл.5.11] (ТТ1). встроенный в выключатель ТТ: ТВ-330 [5, стр.42, табл.7] (ТТ2);

Трансформатор напряжения НКФ-220-58У1 [1, стр.336, табл.5.13] (трансформатор напряжения каскадный в фарфоровой покрышке для работы в районах с умеренным климатом на открытом воздухе, U=220000/√3В, схема соединения 1/1/1-0-0).

Таблица 10. Расчетные и каталожные данные

Расчетные данныеКаталожные данныеВыключательРазъединительТрансформатор токаUуст=220 кВUном=220 кВUном=220 кВUном=220 кВIутяж=1446.7 АIном=2000 АIном=2000 АIномтт1=2000 А Iномтт2=2000 АIпτ=13.28 кАIном. откл=50 кА—iаτ=17.3 кАiаном=√2∙βном∙ Iном. откл= =√2∙0.35∙50=24.75 кА—Iп0=12.62 кАIдин=50 кА—iу=22.63 кАiдин=√2∙1.8∙ Iном. откл= =√2∙1.8∙50=127.3 кАIдин=100 кА-Вк=349.39 кА2∙сI2ном. откл∙tтн=502∙3=7500 кА2∙сI2терм∙3=402∙3=4800 кА2∙с (Ктн1∙ Iном1) 2∙tтн1= = (25∙2) 2∙3=7500кА2∙с I2терм∙tтн2=402∙3=4800кА2∙с

4.3 Выбор электрических аппаратов для генераторов, подключенных к РУ 220 кВ

Найдем максимальный ток утяжеленного режима

Выбираем:

Выключатель ВВГ-20-160/20000 УЗ [5, стр.32, табл.2] (выключатель воздушный предназначенный для работы в цепях генератора, для работы в районах с умеренным климатом);

Разъединитель РВПЗ-20/12500 УЗ [1, стр.267, табл.5.5] (разъединитель внутренней установки с поступательным движением заземляющих ножей для работы в районах с умеренным климатом);

Трансформаторы тока: ТВГ-24-1-Р/Р/0/5-12000/5 [1, стр.456, табл.5.13] (трансформатор тока встроенный генераторный);

ТШЛО-20-10Р-1500/5 [1, стр.300, табл.5.9] (трансформатор тока шинный с литой изоляцией одновитковый);

ТШЛ20Б-III-0.2/10Р-18000/5 [1, стр.300, табл.5.9] (трансформатор шинный с литой изоляцией без корпуса);

Трансформатор напряжения ЗНОЛ.06-20УЗ [1, стр.332, табл.5.13] (трансформатор напряжения заземляемый однофазный с литой изоляцией для работы в районах с умеренным климатом в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, U=20000/√3/100/√3/100/3В, схема соединения 1/1/1-0-0);

ЗНОМ-20-63У2 [1, стр.328, табл.5.13] (трансформатор напряжения заземляемый однофазный с естественным масляным охлаждением U=20000/√3/100/√3/100/3В, схема соединения 1/1/1-0-0);

ЗОМ-1/20 [1, стр.334, табл.5.13] U=20000/√3/100/√3/127-100В, схема соединения 1/1-0.

Таблица 11. Расчетные и каталожные данные

Расчетные данныеКаталожные данныеВыключательРазъединительUуст=20 кВUном=20 кВUном=20 кВIутяж=15900 АIном=20000 АIном=12500 АIпτ=87.41 кАIном. откл=160 кА-iаτ=89.49 кАiаном=√2∙βном∙ Iном. откл= =√2∙0∙160=0 кА-√2∙Iпτ+ Iаτ= =√2∙87.41+89.49=213.1 кА√2∙Iном. откл∙ (1+ βном) = =√2∙160∙ (1+0) =226.3 кА-Iп0=87.41 кАIдин=160 кА-iу=234.87 кАiдин=√2∙1.8∙ Iном. откл= =√2∙1.8∙160=407.3 кАIдин=490 кАВк=14512.25 кА2∙сI2ном. откл∙tтн=1602∙4= =102400 кА2∙сI2терм∙4=1802∙4= =129600 кА2∙с

4.4 Выбор электрических аппаратов для генераторов, подключенных к РУ 500 кВ

Найдем максимальный ток утяжеленного режима

Выбираем:

Выключатель ВВГ-20-160/20000 УЗ;

Разъединитель РВПЗ-20/12500 УЗ;

Трансформаторы тока: ТВГ-24-1-Р/Р/0/5-12000/5, ТШЛО-20-10Р-1500/5, ТШЛ20Б-III-0.2/10Р-18000/5;

Трансформатор напряжения ЗНОЛ.06-20УЗ; ЗНОМ-20-63У2; ЗОМ-1/20.

Таблица 12. Расчетные и каталожные данные

Расчетные данныеКаталожные данныеВыключательРазъединительUуст=20 кВUном=20 кВUном=20 кВIутяж=17000 АIном=20000 АIном=12500 АIпτ=94.47 кАIном. откл=160 кА-iаτ=89.49 кАiаном=√2∙βном∙ Iном. откл= =√2∙0∙160=0 кА-√2∙Iпτ+ Iаτ= =√2∙94.47+89.49=223.1 кА√2∙Iном. откл∙ (1+ βном) = =√2∙160∙ (1+0) =226.3 кА-Iп0=98.47 кАIдин=160 кА-iу=253.84 кАiдин=√2∙1.8∙ Iном. откл= =√2∙1.8∙160=407.3 кАIдин=490 кАВк=15770.91кА2∙сI2ном. откл∙tтн=1602∙4= =102400 кА2∙сI2терм∙4=1802∙4==129600 кА2∙с

Заключение

Для данной КЭС, установленной мощностью 3000 МВт, были приняты следующие типы аппаратов:

Генераторы ТВВ-500-2ЕУЗ;

Трансформаторы блока на РУ 220 кВ — ТНЦ-630000/220, на РУ 500 кВ — ТЦ-630000/500;

Трансформатор собственных нужд ТРДНС — 63000/35;

Связь между РУ 220кВ (2 блока) и 500кВ (4 блока) осуществляется с помощью двух АТС АТДЦН-500000/500/200;

Для РУ 220кВ была принята схема с 2CCCШ c элегазовыми выключателями ВГБУ-220У1/50/2000 и разъединителями РНДЗ-220/2000 У1;

Для РУ 500кВ была принята схема 3/2 c элегазовыми выключателями ВГБ-500У1/40/4000 и разъединителями РНДЗ-500/3200 У1;

На генераторном напряжении приняты воздушные выключатели ВВГ-20-160/20000 УЗ и разъединители РВПЗ-20/12500 УЗ;

Измерительная аппаратура на РУ 220 кВ: ТТ — ТВТ220-I-2000/1 и ТВ-330, ТН — НКФ-220-58У1;

Измерительная аппаратура на РУ 500 кВ: ТТ — ТВТ500-I-1500/1 и ТВ-500, ТН — НКФ-500-78У1;

Измерительная аппаратура на генераторном напряжении: ТТ — ТВГ-24-1-Р/Р/0/5-12000/5, ТШЛО-20-10Р-1500/5, ТШЛ20Б-III-0.2/10Р-18000/5; ТН — ЗНОЛ.06-20УЗ; ЗНОМ-20-63У2; ЗОМ-1/20.

список литературы

1.Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 608 с.

2.электрическая часть станций и подстанций: Учеб. пособие для вузов/А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшкова и др.; Под ред. Васильева. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 576 с.

.Разработка принципиальной схемы ТЭС и выбор электрооборудования; Методические указания к курсовому проектированию по "производству электроэнергии" для студентов IV курса ФЭН. — НГТУ, 2000.

.Свод правил по проектированию ТЭС — М.: 2007.

.Выключатели переменного тока высокого напряжения. Рекомендации по выбору и справочные данные. Методическое пособие по курсовому проектированию для студентов ФЭН. — НГТУ 2004 г.

Учебная работа. Проектирование электрической части ТЭЦ-200 МВт