ИЭ / 6 сем (станции+реле) / Наиважнейшие методические пособия / Учебное пособие_Производство электроэнергии_2012 г

Министерство образования и науки Российской Федерации

________

САНКТПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

С.С. Петрова О.А.Васильева

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Учебное пособие

Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета

2012

УДК 621.311 (075.8) ББК 31.277.1я73

Петрова С.С. Производство электроэнергии: учеб. пособие /,

С.С.Петрова, О.А.Васильева. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. – 146 с.

Излагаются основные вопросы, решаемые при проектировании электрических станций и подстанций: выбор главных схем электрических соединений, расчет токов короткого замыкания, выбор коммутационных аппаратов, шин, токопроводов, кабелей, токоограничивающих реакторов, выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения, основы построения системы автоматического измерения и контроля в электроустановках.

Даются рекомендации по выполнению чертежей главной схемы и конструкций распределительных устройств.

Приведен в виде приложений материал по новым типам коммутационных аппаратов, шинопроводов, кабелей, автоматизированным системам контроля и управления.

Предназначено для студентов электромеханического факультета, обучающихся по направлению «Электроэнергетика», выполняющих курсовой проект по дисциплине «Производство электроэнергии» и выпускную бакалаврскую работу, а также для студентов других факультетов, выполняющих соответствующие курсовые задания и работы.

Учебное пособие может быть использовано при выполнении дипломных проектов и магистерских диссертаций.

Табл.48. Ил. 35. Билиогр. : 13 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета

Петрова С.С., Васильева О.А., 2012 Санкт-Петербургский государственный

политехнический университет, 2012

2

4

ВВЕДЕНИЕ

Курсовое проектирование является одним из важнейших и перспективных видов учебного процесса в институте, формирующего из студентов будущих инженеров. При курсовом проектировании студент впервые самостоятельно проектирует электрическую часть конкретной, не очень сложной электроустановки, знакомится с методами

иприемами проектирования, учится применять теоретические знания, полученные при изучении специальных курсов, работать с технической литературой, ГОСТ, справочниками, материалами проектных организаций. В процессе проектирования студент должен научиться последовательно решать поставленные задачи, четко и в краткой форме обосновывать в пояснительной записке все принятые решения, технически грамотно оформлять графический материал проекта.

При проектировании используют нормативные материалы, такие, как Правила устройства электроустановок (ПУЭ), Нормы технологического проектирования (НТП) тепловых электрических станций

итепловых сетей, НТП гидроэлектростанций, НТП атомных электростанций, НТП понижающих подстанций, руководящие материалы, например, по расчету токов короткого замыкания, ГОСТ на оборудование, на обозначения условные графические и буквенный код элементов электрических согласно положениям "Указаний методических межотраслевых по применению государственных стандартов ЕСКД в электрических схемах...", а также каталоги нового оборудования и материалы из сети Интернет.

Курсовой проект по электрической части станций и подстанций содержит следующие последовательно выполняемые разделы (с указанием процентного отношения к объему всей работы):

Пояснительная записка:

1.Выбор главной схемы электрических соединений и схемы собственных нужд, включая выбор числа и мощности трансформаторов – 30%

2.Расчет токов короткого замыкания – 15%.

5

3.Выбор электрических аппаратов: выключателей, разъединителей, измерительных трансформаторов – 20%.

4.Выбор шин, токопроводов, кабелей – 15%.

Чертежи:

1.Главная схема электрических соединений установки, включая схему собственных нужд – 10%.

2.Конструкция одного из распределительных устройств (схема заполнения, план и разрез по ячейке) - 10%.

На главной схеме электрических соединений должны быть показаны все генераторы, повышающие трансформаторы (автотрансформаторы), рабочие и резервные трансформаторы собственных нужд 6 кВ (для гидростанций также и трансформаторы 380 В), сборные шины всех напряжений, отходящие от них воздушные и кабельные линии.

На схеме, кроме того, должны быть представлены:

1)установленные во всех цепях коммутационные аппараты, реакторы, трансформаторы тока и напряжения, разрядники, а также заземления нейтралей;

2)схемы соединений обмоток силовых трансформаторов (автотрансформаторов) и трансформаторов напряжения;

3)типы и параметры всего включенного в схему оборудования

иаппаратов, исполнение, сечение и марки токопроводов.

Студенты выбирают конструкцию распределительного устройства (РУ).

На чертеже РУ генераторного напряжения необходимо показать схему заполнения ГРУ, его план по нулевой отметке, разрез по зданию ГРУ, проходящий через генераторную ячейку и ячейку линейного реактора.

На чертеже ОРУ необходимо выполнить схему заполнения, план и разрез по ячейкам, изобразить трансформаторы напряжения, разрядники, молниеотводы, тросы на подходах ЛЭП. Необходимо также предусмотреть автодороги, рельсовые пути для провоза оборудова-

6

ния, каналы для контрольно-измерительных кабелей, индивидуальные ограждения, а также общее внешнее ограждение распределительного устройства. На чертежах следует показать основные размеры

[1, 2, 8, 12].

При вычерчивании распределительных устройств необходимо обращать внимание на соответствие изображаемых элементов (аппаратов, шин и т.д.) выбранным в пояснительной записке.

Проектирование требует использования большого объема информации, рассредоточенной в различных литературных источниках, нормативных документах, ведомственных инструкциях, а также накопленного десятилетиями отечественного и зарубежного опыта проектирования. Обычно такой материал концентрируется в справочниках. В настоящее время многие справочники устарели, появилось много типов нового оборудования (выключателей, кабелей, токопроводов), новые методики расчета.

Учебное пособие для студентов, выполняющих проект по курсу «Производство электроэнергии», также не переиздавалось с 1989 года. Настоящая работа и посвящена обновлению учебного пособия, систематизации справочных данных о новых типах оборудования и методиках выбора.

Учебное пособие состоит из основного текста и приложений, составленных на основании каталогов на новое оборудование.

7

1. ВЫБОР ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1. Общие положения

Исходными данными для выбора главной схемы электрических соединений являются:

1)тип станции и вид топлива (на тепловых станциях);

2)число и мощность агрегатов станции;

3)наличие и характер района потребления;

4)число и напряжение линий электропередачи, связывающих станцию с энергосистемой;

5)данные об энергосистеме.

Тип и параметры генераторов, устанавливаемых на станции, выбирают на основании мощности по справочным материалам [3, 4, 5].

Потребители заданы напряжением и мощностью (Pмин и Рмакс). График нагрузки принимают двухступенчатым (18 часов в сутки нагрузка минимальная, в остальные часы — максимальная). Возможен другой вариант задания: известна максимальная нагрузка Pмакс и годовое число часов ее использования Тмакс. По степени ответственности электроснабжения потребителей относят к I и II категории, коэффициент мощности принимают равным 0,8–0,9.

Число линий выдачи мощности на разных напряжениях определяют согласно заданию, исходя из экономически целесообразной мощности для одной линии данного напряжения (табл. 1, табл. 2).

Проектирование главной схемы предполагает следующие проектные процедуры: составление структурой схемы, выбор трансформаторов, схемы питания собственных нужд, а также схем электрических соединений РУ всех напряжений.

8

Т а б ли ц а 2

Пропускная способность линий электропередачи 110–1150 кВ

9