- •Пример расчета курсового проекта грэс-2100 мВт Содержание
- •Раздел 1. Подготовка исходной информации 6
- •Раздел 2. Определение количества линий связи с системой 7
- •Раздел 3. Проектирование главной схемы соединений 8
- •3.10. Выбор аппаратов и токоведущих частей (твч) 44
- •Раздел 4. Разработка конструкции ру 82
- •Раздел 5. Используемая литература 83
- •I. Введение
- •II. Расчет курсового проекта Раздел 1. Подготовка исходной информации
- •1.1. Определение параметров основного энергетического оборудования из задания
- •Задание на проектирование
- •1.2. Расчет нагрузок
- •1.3. Выбор технологической схемы станции (блочная или с поперечными связями)
- •Раздел 2. Определение количества линий связи с системой
- •2.1. Предварительно определяем мощность, потребляемую собственными нуждами
- •2.2. Определяем количество линий связи с системой (лсс)
- •Раздел 3. Проектирование главной схемы соединений
- •3.1. Выбор генераторов и систем возбуждения генераторов
- •Исходные данные применяемых генераторов Таблица 3.1.
- •3.2. Выбор рабочих трансформаторов собственных нужд (тсн)
- •Исходные данные трансформаторов с.Н. Таблица 3.2.
- •Исходные данные трансформаторов блочных Таблица 3.3.
- •3.4.2. Выбор трансформаторов связи (тс)
- •Исходные данные тс 1 варианта Таблица 3.3.1.
- •Исходные данные тс 2 варианта Таблица 3.3.2
- •3.5. Выбор схемы ру всех напряжений для двух вариантов
- •3.6. Выбор схемы электроснабжения собственных нужд (с.Н.)
- •3.6.1. Выбор схемы 6-10 кВ с.Н.
- •3.6.2. Выбор количества и мощности Пуско-Резервных тсн (пртсн)
- •3.6.3. Выбор места подключения пртсн
- •Исходные данные пртсн Таблица 3.4.
- •3.7. Выполнить упрощенные главные схемы со всеми присоединениями для двух вариантов
- •3.8. Технико-экономическое сравнение вариантов структурных схем
- •3.8.1. Расчет потерь электроэнергии в блочных трансформаторах
- •3.8.2. Расчет потерь электроэнергии в тс
- •3.8.3. Расчет суммарных потерь электроэнергии во всех трансформаторах по вариантам
- •3.8.4. Определение капзатрат
- •3.8.5. Расчет приведенных затрат
- •3.8.6. Окончательный выбор варианта структурной схемы
- •Стоимость оборудования эс (Капзатраты) Таблица 3.5.
- •3.9. Расчет Токов Короткого Замыкания (т.К.З.)
- •3.9.1. Задание точек к.З.
- •3.9.2. Составление схемы замещения
- •Шкала средних напряжений (Uср) [кВ]
- •3.9.3. Пересчет сопротивлений элементов схемы замещения в относительные единицы (о.Е.) приведенные к базисным условиям
- •Формулы для пересчета сопротивления в о.Е. Таблица 3.7.
- •3.9.4. Свертывание схемы замещения к упрощенному виду для каждой точки к.З.
- •3.9.4.1. Свертывание схемы замещения к упрощенному виду для точки к1.
- •3.9.4.2. Свертывание схемы замещения к упрощенному виду для точки к2.
- •3.9.4.3. Свертывание схемы замещения к упрощенному виду для точки к3.
- •3.9.4.4. Свертывание схемы замещения к упрощенному виду для точки к5.
- •3.9.4.5. Свертывание схемы замещения к упрощенному виду для точки к4.
- •3.9.5. Определение составляющих тока к.З. Для каждой точки к.З.
- •1) Определяют начальное значение периодической составляющей тока к.З. В [кА] для каждой ветви:
- •2) Зная Ку [л.5.1. Т.3.7. И т.3.8. С.149-150] определяют для каждой ветви значение ударного тока уд [кА]:
- •3) Определяют токи к.З. Для любого момента времени переходного процесса к.З.
- •Порядок определения Iп:
- •3.10. Выбор аппаратов и токоведущих частей (твч)
- •3.10.1. Выбор расчетных условий
- •3.10.2. Выбор оборудования в цепи блока
- •3.10.2.1.Выбор оборудования в цепь блока (на Uген)
- •Выбор выключателя и разъединителя в цепь генератора (на Uген):
- •Выбор токоведущих частей в цепь генератора (на Uген)
- •Выбор трансформатора тока в цепь генератора (на Uген)
- •R2.Расч r2.Ном 1,05 1,2
- •Выбор трансформатора напряжения в цепь генератора (на Uген)
- •3.10.2.2. Выбор оборудования в цепь блока на высшем напряжении 500 кВ
- •Выбор выключателя и разъединителя в цепь блока на высшем напряжении:
- •Выбор токоведущих частей в цепь блока на высшем напряжении 500 кВ
- •1,07 * 25,2 0,9 * 31,5 27,0 28,35 Проходит.
- •3.10.2.3. Выбор оборудования в цепь блока на среднем напряжении 330 кВ
- •Выбор выключателя и разъединителя в цепь блока на сн (330 кВ):
- •Выбор токоведущих частей в цепь блока на сн (330 кВ)
- •1,07 * 26,4 0,9 * 31,5 , 28,2 28,3 Проходит.
- •3.10.3. Выбор оборудования в цепи лэп
- •3.10.3.1. Выбор оборудования в цепи лэп-500 кВ выбор выключателя и разъединителя в цепи лэп-500 кВ
- •Выбор токоведущих частей в цепь лэп-500
- •Выбор трансформатора тока в цепь лэп-500
- •R2.Расч r2.Ном 8,33 30
- •Выбор трансформатора напряжения в цепь лэп-500
- •3.10.3.2. Выбор оборудования в цепи лэп-330 кВ выбор выключателя и разъединителя в цепи лэп-330 кВ
- •Выбор токоведущих частей в цепь лэп-330
- •Выбор трансформатора тока в цепь лэп-330
- •R2.Расч r2.Ном 8,33 30
- •Выбор трансформатора напряжения в цепь лэп-330
- •3.10.4. Выбор оборудования в цепи тс
- •3.10.4.1. Выбор оборудования в цепи тс на вн (500 кВ) выбор выключателя и разъединителя в цепи тс на вн (500 кВ)
- •Выбор токоведущих частей в цепь тс на вн (500 кВ)
- •Выбор трансформатора тока в цепь тс на вн (500 кВ)
- •R2.Расч r2.Ном 1,78 50
- •Выбор трансформатора напряжения в цепь тс на вн (500 кВ)
- •3.10.4.2. Выбор оборудования в цепи тс на сн (330 кВ) выбор выключателя и разъединителя в цепи тс на сн (330 кВ)
- •Выбор токоведущих частей в цепь тс на сн (330 кВ)
- •Выбор трансформатора тока в цепь тс на сн (330 кВ)
- •R2.Расч r2.Ном 2,28 75
- •Выбор трансформатора напряжения в цепь тс на сн (330 кВ)
- •3.10.4.3. Выбор оборудования в цепи тс на нн (35) кВ выбор выключателя и разъединителя в цепи тс на нн (35 кВ)
- •Выбор токоведущих частей в цепь тс на нн (35 кВ)
- •Выбор трансформатора тока в цепь тс на нн (35 кВ)
- •R2.Расч r2.Ном 2,1 15.
- •Выбор трансформатора напряжения в цепь тс на нн (35 кВ)
- •3.10.5. Выбор оборудования в цепи Сборных Шин (сш)
- •3.10.5.1. Выбор оборудования в цепи сш на вн (500 кВ) выбор токоведущих частей в цепь сш вн (500 кВ)
- •Выбор трансформатора напряжения в цепь сш вн (500 кВ)
- •3.10.5.2. Выбор оборудования в цепи сш на сн (330 кВ) выбор токоведущих частей в цепь сш сн (330 кВ)
- •Выбор трансформатора напряжения в цепь сш сн (330 кВ)
- •3.10.5.3. Выбор оборудования в цепи сш на нн (35 кВ) выбор токоведущих частей в цепь сш нн (35 кВ)
- •Выбор трансформатора напряжения в цепь сш нн (35 кВ)
Выбор токоведущих частей в цепь генератора (на Uген)
На современных проектируемых ЭС токоведущая часть от выводов генератора до повышающего трансформатора выполняется комплектным пофазно-экранированным токопроводом.
Токопровод выбирается по Iном и Uном принимаем токопровод ТЭКН-Е-20-12500-400 (Л.5.2. стр539) и проверяем по условиям:
1) Imax Iном 10,7 12,5
2) уд дин 216,19 400
Выбор трансформатора тока в цепь генератора (на Uген)
Трансформаторы тока выбирают по условиям:
1) Uуст Uном
2) Imax Iном; Imax Iном
3) по конструкции и классу точности;
4) по эл.динамической стойкости
уд Кэд * 2 * I1ном, или уд дин, где
Кэд - кратность электродинамической стойкости по каталогу;
I1ном - номинальный первичный ток ТА;
дин - ток электродинамической стойкости.
Примечание: ТА, встраиваемые в комплектные токопроводы, на электродинамическую стойкость не проверяются.
5) по термической стойкости
Вк (Кт * I1.ном)2 * tt, или Вк It2 * tt , где
Вк - тепловой импульс по расчету;
Кт - кратность термической стойкости по каталогу;
tt - время термической стойкости по каталогу;
It - ток термической стойкости по каталогу.
6) по вторичной нагрузке
z2 z2.ном
z2 - вторичная нагрузка ТА;
z2.ном - номинальная допустимая нагрузка ТА в выбранном классе точности.
Перечень необходимых измерительных приборов выбираем по таблице 4.11 [Л.5.1. с.362].
По известным Imax и Uуст выбираем из справочника тип ТА, в нашем случае ТШ-20-12000/5 встраиваемый в комплектный пофазно-экранированный токопровод [Табл. 5.9. Л.5.2. с.294] и делаем его проверку по остальным условиям. Вначале делаем проверку по условиям к.з. (усл.4 и 5) для чего составляем таблицу 3.11.
Проверив ТА по режиму к.з. переходим к проверке по условию 6, для проверки ТА по вторичной нагрузке определяем количество измерительных приборов подключенных к данному ТА [Т.4.11.,Л.1, с.362], затем выбираем тип подключаемых измерительных приборов [Л.1, Т.П4.7, с.635 и Л.2, Т.626, с. 387] и заносим их в таблицу 3.12. В таблицу 3.12. кроме названия и типа прибора заносят нагрузку, потребляемую данным прибором в ту фазу, к которой прибор подключен через проверяемый ТА.
Примечание: ТА устанавливаются обычно во всех трех фазах, но измерительные приборы могут устанавливаться в одной фазе, в двух фазах и в трех фазах, в зависимости от симметричности нагрузки и возможности полностью учесть электроэнергию, передаваемую по цепи:
Приборы трехфазного подключения (счетчики, ваттметры, варметры) в цепях до 35 кВ подключаются к двум фазам, а в цепях 110 кВ и выше - к трем, согласно рис.3.24.
В одну фазу включаются только амперметры (показывающие и регистрирующие) для контроля симметричной нагрузки (все токи в фазах принимаются равными).
Проверка ТА по режиму к.з. Таблица 3.11.
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Тип трансформатора тока |
ТШ-20-12000/5 |
Uуст=20 кВ |
Uном=20 кВ |
Imax=10,7 кА |
Iном=12 кА |
уд =216,19 кА |
не проверяются (при установке пофазно-экрани-рованного токопровода, в остальных случаях проверяются) |
Вк=27664 кА2*с |
(Кт * I1.ном)2*tt=1602*3 = 76800 кА2*с |
r2= 1,05 Ом |
r2.ном=1,2 Ом |
Нагрузку по фазам ТА стараются распределить равномерно, распределив нагрузку, определяют итоговую нагрузку по каждой фазе и заносят ее в таблицу 3.12.
После составления таблицы приборов делают проверку ТА по условию 6. Вторичная нагрузка ТА определяется сопротивлением нагрузки, чем меньше сопротивление, тем меньше нагрузка ТА, т.к. ТА работает в режиме к.з. Поэтому должно выполняться условие:
r2.расч = rприб + rпров + rк r2.ном.
а) включение в одну фазу lрасч= 2*l б) включение в неполную звезду lрасч=3*l
в) включение в полную звезду lрасч= L
Рис 3.24. Схема соединения измерительных трансформаторов тока и приборов:
а) включение в одну фазу; б) включение в неполную звезду; в) включение в полную звезду.
Вторичная нагрузка Трансформатора Тока в цепи G Таблица 3.12.
Название |
Тип |
Нагрузка [В*А] |
||
измерительного прибора |
Измерительного прибора |
Фаза А |
Фаза В |
Фаза С |
Амперметр |
Э-335 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Амперметр рег. |
Н-394 |
- |
10 |
- |
Ваттметр |
Д-335 |
0,5 |
0,5 |
- |
Ваттметр на ЦЩУ |
Д-335 |
0,5 |
0,5 |
- |
Ваттметр регистр. |
Н-348 |
10 |
- |
10 |
Варметр |
Д-335 |
- |
0,5 |
0,5 |
Варметр на ЦЩУ |
Д-335 |
- |
0,5 |
0,5 |
Счетчик активной энергии |
САЗ-И681 |
2,5 |
- |
2,5 |
Датчик активной мощности |
Е-849 |
1,0 |
1,0 |
- |
Датчик реактивной мощности |
Е-830 |
- |
1,0 |
1,0 |
ИТОГО |
|
15 |
14,5 |
15 |
Проверку по вторичной нагрузке производим в следующем порядке:
1) определяем сопротивление приборов по формуле
rприб = Sприб / I22 = 15/52 = 0,6 Ом
где Sприб - мощность приборов в наиболее загруженной фазе [В*А];
I2 - вторичный ток ТА по каталогу (1 или 5 ампер).
2) определяют максимальное сопротивление проводов, при котором трансформатор тока будет работать в выбранном классе точности, по формуле:
rпр.расч = r2.ном - rприб - rк = 1,2 – 0,6 – 0,1 = 0,5 Ом
где rк - сопротивление контактов (соединений между ТА и измерительными приборами), принимается при 3-х приборах - 0,05 Ом, при более 3-х приборах - 0,1 Ом.
3) определяют расчетное сечение соединительных проводов по формуле:
qрасч = * lрасч / rпр.расч = 0,0175 * 2*40/0,5 = 2,8 мм2
где - удельное сопротивление материала провода
Cu = 0,0175 (медные жилы) для электростанций с блоками 100 МВт и выше и для подстанций Uвн=220 кВ и выше;
Al = 0,0283 (алюминиевые жилы) в остальных случаях.
lрасч - расчетная длина соединительных проводов, зависящая от схемы подключения измерительных приборов (рис.3.7.):
а) включение в одну фазу (симметричная нагрузка) lрасч= 2*l;
б) включение в неполную звезду (до 35 кВ) lрасч=3*l;
в) включение в полную звезду (110 кВ и выше): lрасч= L
Длину вторичных цепей l (м) принимают:
все цепи ГРУ 6-10 кВ кроме ЛЭП - 40-60;
цепи генераторного U блочных ЭС - 20-40;
ЛЭП 6-10 кВ - 4-6;
все цепи РУ:
35 кВ - 60-75;
110 кВ - 75-100;
220 кВ - 100-150;
330-500 кВ - 150-175.
4) По известному расчетному сечению выбирают из ряда стандартных сечений ближайшее большее сечение, но не менее 2,5 кв.мм для медных проводников и не менее 4,0 кв.мм для алюминиевых. Сечение больше 6 кв.мм обычно не применяется. ЕСЛИ сечение получилось больше 6 кв.мм, то возможны несколько путей:
применить во вторичной цепи два проводника параллельно;
заменить алюминиевые провода на медные;
перераспределить нагрузку по фазам (если возможно);
установить еще один ТА и распределить приборы на два ТА.
В нашем случае принимаем медный контрольный кабель с жилами 4 кв.мм.
5) Для стандартного сечения определяют
rпров = * lрасч / qст = 0,0175*2*40/4 = 0,35 Ом
6) подсчитывают вторичную нагрузку
r2.расч = rприб + rк + rпров , = 0,6 + 0,1 + 0,35 = 1,05 Ом
а затем делают проверку: