close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Vitya diplom

код для вставкиСкачать
Негосударственное образовательное учреждение
"Колледж Мосэнерго"
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Дисциплина: "Электрооборудование электрических станций и сетей".
Специальность: 140206 "Электрические станции, сети и системы".
Тема: "Электрическая часть ГРЭС 3х320 МВт".
Разработал: В.М. Костюк Руководитель: Г.Н Новикова Консультант: Л.В. Вострокнутова
Консультант: С.А Благина
Нормоконтролер: К.И Красавина
Москва 2012
Аннотация.
Место сооружения данной проектируемой ГРЭС находится в Центральном районе. Мощность генераторов установленных на ГРЭС 3х320 МВт. Генератор соединяется в блок с повышающим трансформатором мощностью 400МВ.А. Энергоблоки генератор - трансформатор работают на шины 220 кВ.
В курсовом проекте произведен расчёт двух точек КЗ на напряжение 20кВ и 220кВ. С учётом токов КЗ выполнен выбор токоведущих частей и аппаратов. В графической части проекта представлены главная схема подстанции, и конструктивный чертёж распределительного устройства ОРУ 220 кВ.
Выбор основного оборудования:
Выбор генераторов: G1; G2; G3.
Таблица 1.Технические данные генератора.
ТипНоминальные параметрыСверхпереходное индуктивное со-Система возбужденияОхлаждениеS, МВАCOS'IHOM, кАUHOM, КВКПД, % Статор РоторТВВ-320-2 3530,85 10.2 20 98,70.173 ВЧ,
БЩ HBHBP*НВ - непосредственно водой **НВР - непосредственно водородом ***ВЧ - от машинного высокочастотного возбудителя с полупроводниковыми выпрямителями
****БЩ - Бесщёточное возбуждение
На основе структурной схемы КЭС(ГРЭС) выбираем трансформаторы 1.2 Выбор блочных трансформаторов и тсн.
Для блока выбор трансформатора производиться по мощности генератора:
Sт.ном ≥ SG.ном Выбираем трансформатор ТДЦ 400000/220
Sт.ном = 400МВА > SG.ном =353МВА 1.3 Выбор ТСН (топливо уголь)
Sch=P_(с,н,max%)/(100%)*P_уст*k_c Sch=(8%*)/100*320*0,9=23 МВ▪А
Расход на собственные нужды 8% так как топливо уголь ,где k_c=0,9
St. Расчетная = Sном - Sch = 353 - 23 = 330 МВ▪А (2) Выбираем трансформатор для собственных нужд ТРДНС 25000/35.
Таблица 2.Технические данные трансформаторов.
Тип трансформатора Uном, кВUкз,% Sном ,МВА ВН ННТДЦ 400000/2202422011400ТРДНС 25000/35206,310.525
2. Расчет токов КЗ
Рисунок 2. Расчетная схема. Параметры отдельных элементов: G1-G3: Sном=353МBA, X"d*=0,173 о.е; T1-T3: Sном= 400MBA; UK3.BH =11 %.
Рисунок 3. Общая схема замещения.
2.1. Определение индуктивных сопротивлений.
Расчет сопротивлений выполняем в Омах при U6 = Ucp..K-1 = 230кВ
Генераторы G1 -G3
XG = Xd"* (U^2 б)/(SG.ном) (3)
где: xG - сопротивление генератора, Ом
x"d - сверхпереходное индуктивное сопротивление, отн. Ед;
SGном - номинальная мощность генераторов, MBА;
U6 - базовое напряжение, кВ.
X7=X8=X9= 0,173 ( 〖230〗^2)/353 = 25,925 Ом
2.1.2 Определение сопротивлений трансформаторовТ1-ТЗ :
XТ = (X_T%)/100* (U_б^2)/(S_Tнoм ) (4)
где: X_T ном - сопротивление трансформатора, %
S_Tнoм - номинальная мощность трансформатора, MBА.
X4=X5=X6= (11*〖230〗^2)/(100*400) = 14,55 Ом
2.1.З Определение сопротивление ЛЭП
XW = Xуд* lW*(U_б^( 2))/(〖U 〗_ср^2 ) - одноцепной линии. (5)
Где Xуд - удельное сопротивление линии, Ом/км;
lW - длина линии, км;
Uср - среднее напряжение ступени, на которой установлен данный элемент.
X2=X3=0,4*140*( 〖230〗^2)/〖230〗^2 = 56 Ом
2.1.4Сопротивление системы:
XS=6 Ом
2.2.Расчет токов КЗ в точке К-1.
2.2.1.Упрощаем схему относительно К-1,что бы каждый источник ЭДС или группа источников были связанны с точкой КЗ одним результирующим сопротивлением.
X10- = X2 || X3 = 52/2 = 28 Ом
X11 = X1+X10 = 6 + 28 = 34 Ом
X12=X4+X7= 14,55 + 25,95 = 40,45 Ом X12=X13=X14= 40,45 Ом
X15=X12 || X13 || X14 = 40,45/3=13,48 Ом
2.2.2. Расчет токов КЗ.
Iп.о = (U_ср*E_(d*)^" )/(√3*X_рез ) - начальное значение периодической составляющей по ветвям. Начальное значение периодической составляющей тока КЗ.
Iп.о = (U_ср*E_(d*)^" )/(√3*X_(рез. k-1) ) кА (6)
Где E_(d*)^" = 1 (сверхпереходная ЭДС источника) отн.ед.
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ для генераторов G1-G3
I_(п.о G1-3 )=(230*1,13)/(√3*13,48)=11,13 кА
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ для системы :
I_(п.0 S)=(230*1)/(√3*34)=3,9 кА
Ударный ток для системы:
i_уд= √2*К_у*I_(п.0) (7)
КУ / Та = 1,78 / 0,04 с таб. 3.8
i_уд= √2*1,78*3,9=9,817 кА
Ударный ток для генераторов: G1-G3
КУ / Та = 1,97 / 0,32 с таб. 3.8
i_уд= √2*1,97*11,13=31 кА
Расчет апериодической составляющей тока КЗ в момент начала расхождения контактов выключателя τ :
Imax = Iнорм (Sном.т)/(√3*Uном.вн)=400/(√3*220)=1049,7 А (8)
Предполагаем к установке выключатель ВГУ - 220 -45 У1, tСВ= 0,027 с
τ = t Р.З. min + t С.В. (9)
τ =0,01+0,027 = 0,037с где t Р.З. - время действия релейной защиты iaτ= √2*Iп.0*е^(-_Ta^τ ) (10)
Система:
i_aτ= √2*3,9*е^(-_0,04^0,037 )=2,21 кА , где для системы 〖е=〗^(-_0,04^0,037 ) = 0,4( по рисунку 3.25 стр. 151)
Генераторы: i_aτ= √2*11,37*е^(-0,037/0,32)=4,72 кА , где для генераторов 〖е=〗^(-_0,32^0,037 )=0,3(по рисунку 3.25 страница 151)
Периодическая составляющая в момент времени τ.
Система: Inτ = Iп0 = 3,9 кА
Генератор: I_(ном.G1-3)^'=S_ном/√3*1/U_(ср.к-1) - приведенный к напряжению точки КЗ (11)
I_(ном.G1-3)^'=(3*353)/√3*1/230=2,66 кА
Ƴ = (Iп.0)/(I_ном^' )=(11?13)/2,66=4,18 (12)
I_(n.τ)/I_(п.0) = 0,87 (рис 3.26 стр.152) I_(n.τ)=0,87*I_(п.0)=0,87*11,13=9,68 кА
2.3 Расчет КЗ в точке 2.
2.3.1. При преобразовании схемы частично используем, выполненные для точки К-1.
X15=X12||X14 = 40,45/2=20,225 Ом
X16=X11||X15 = (X15*X11)/(X15+X11)= (20,225*34)/(20,225+34)=12,68 Ом
X17=X16+X5 = 12,68+14,55 = 27,23 Ом
Так как Uср.к-2 ≠ Uб, надо пересчитать сопротивления на ступень генераторного напряжения:
X_17^'=(X_17*U_(ср.к-2)^2)/(U_б^2 )= (27,23*〖20〗^2)/〖230〗^2 =0,2 Ом (13)
X_8^'=(X_8*U_(ср.к-2)^2)/(U_б^2 )= (25,925*〖20〗^2)/〖230〗^2 =0,196 Ом 2.3.2 Расчет токов.
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ-2:
Iп.о = (U_(ср. к-2) *E_d^" )/(√3*X_рез ) (14)
Для G2: Iп.о = (20*1,13 )/(√3*0,196)=66,5кА
Для S+G1;3: = I_(п.0)=(20*1 )/(√3*0,2)=57,73 кА
Ударный ток: i_уд= √2*К_уд*I_(п.0)
G2: KY/TA - 1,977/0,368 с (таб.3.7 стр.149 т.к. 1-н генератор)
i_(уд.G2)= √2*1,973*66,5=185,5 кА
S+G1;3: KY/TA - 1,935/0,15 с (таб.3.8 стр.150)
i_(уд. S+G1;3)= √2*1,935*57,73=157,97 кА
Расчет апериодической составляющей тока КЗ в момент времени τ :
I_max=1,05∙I_(ном.G)=1,05∙10,2=10710 A
Iном >Imax , Iном =11200
Предполагаем к установке выключатель ВГМ - 20 -90, tСВ= 0,15 с
τ = t Р.З. min + t С.В.
τ =0,01+0,15 = 0,16 с где t Р.З. - время действия релейной защиты
iaτ= √2*Iп.0*е^(-_Ta^τ )
Система: S+G1;3:
i_aτ= √2*57,73*0,37=30,2 кА , где для системы 〖е=〗^(-_0,15^0,16 )=0,37 (рисунок 3.25 стр. 151)
Генераторы: G2:
i_aτ= √2*66,5*0,6=56,42 кА , где е^(-0,16/0,326) =0,6 (рисунок 3.25 стр. 151)
Периодическая составляющая в момент времени τ.
Система: S+G1;3: Inτs = Iп0s = 57,73 кА
Генератор:G2: I_ном^'=S_ном/√3*1/U_(ср.к-2) - приведенный к напряжению точки КЗ
I_ном^'=353/√3*1/20=9,5 кА
Ƴ = (Inτ )/(I_ном^' )=66,5/10,2=6,5
I_(n.τ)/I_(п.0) = 0,68 ( рис 3.26 стр.152 ) I_(n.τ) G2=0,68*I_(п.0)=0,68*66,5=45,22 кА
Таблица 3.(1) Токи КЗ для точек К-1 и К-2.
Точка КЗНапряжение
кВИсточникIп0, кАInτ кАi_уд кАi_aτ кАК-1230Система3,93,99,812,21Блоки11,139,68314,72Расчетная зона К-11513,5840,86,93К-220S+G1;357,7357,73157,9730,2G266,545,22185,556,42Расчетная зона К-2123,23102,95343,4786,62
3. Выбор токоведущих частей и аппаратов.
Рабочий ток нормального режима, кА.
Для блока: Iмах = Iнорм
I_норм=S_(G.ном)/(√3*220)= 353/(√3*220)=0,926 кА = 926 А (15)
Токопровод от шин 220 кВ до ввода трансформатора выполняем гибким проводом марки АС. Сечение выбираем по экономической плотности тока с учетом требований по короне:
q_Э =I_норм/j_Э (16)
Где jЭ - экономическая плотность тока, А / мм.
q_Э =926/1=926 〖мм〗^2
Выбираем три провода типа АС-300/39 Iдоп =710*3 =2130 А; dн =24 мм.
Imax = 926 A ≤ Iдоп = 2130 А
Проверка на токоведущих частей на схлестывание не производится, т.к.Iпо=15кА < 20 кА. Проверка на термические действия тока КЗ не производится ,т.к. токопровод выполнен голыми проводами на открытом воздухе.
Проверка на корону не производится ,т.к.выбранные провода имеют сечение гораздо больше, чем допустимое по короне на 220 кВ в соответствии с таблицей П3.16 на странице 189 справочника.
3хАС 300 > АС 400 => 3х300 мм2 > 400 мм2 3.1.Выбор выключателя Q1 и разъединителя QS1 на 220кВ в К-1
Таблица 4 . Расчетные и каталожные данные
Расчетные данныеКаталожные данныеВыключатель ВГУ-220-45-У1Разъединитель РГ- 220/1000УХЛ1Uуст = 220 кВUном = 220 кВUном = 220 кВImax=926 AIном =2000 АIном=1000 АInτ = 13,58 кАIоткл ном = 45 кАiaτ = 6,93 кАi_(a.ном)=(√2∙β∙I_(откл.ном))/100=(√2∙47∙45)/100=29,9кАРасчет по полному току не требуетсяIп0 = 15 кАIдин. = 45 кАiуд = 40,8 кАIдин =150 кАIдин =80 кАB_k=76,5 кА2с,
Та=0,14с;
tотк=0,2сB_К=I_mep^2*t_omk= 〖50〗^2*2=5000 〖кА〗^2 с
I_mep^2*t_терм=〖31,5〗^2*3=2976 〖кА〗^2 с
B_к= I_n0^2*(t_omk+Т _а )=〖15〗^2*(0,2+0,14)=76,5 〖кА〗^2с, 17) Где Т_а=0,14с [1](с296)
3.2. Выбор трансформатора тока.
Таблица 5.(1) Технические данные трансформатора тока
ТипНапряжение, кВНоминальный ток, АВарианты исполнения по вторичным обмоткам.Ток стойкойtmep, cr2 OмПервичный
I 1НОМВторичный, I 2НОМiдин
кАIтер
кАТФЗМ-220-У122010000-12500505/10Р/10Р/10Р1606311,2
З.З.Выбор трансформатора напряжения Таблица б.(1) Технические данные трансформаторов напряжения.
ТипНоминальное напряжение обмоткиНоминальная мощность,ВА,
в класс точностиSMAXпервичнаявторичнаядополнительная0,513НДЕ-220- УХЛ1220√3100√31002003006001/1/1/-0-0
Напряжение 20 кВ в точке К-2
В блоке генератор-трансформатор на ГРЭС соединение генератора с трансформатором и отпайка к трансформатору с.н. выполнен комплектным, пофазноэкранированным токопроводом.
Таблица 7.(1) Технические данные токопровода ТЭКН-Е-20-10000-300 ПараметрыТип турбогенератораТВВ-320-2ЕУЗНоминальное напряжение токопровода турбогенератора, кВ.20 кВНоминальный ток токопровода турбогенератора,А.10710 АЭлектродинамическая стойкость, кА.400 кАТип применяемого трансформатора напряжения3HOJI.06Тип встраиваемого трансформатора тока.ТВГ24-У3
3.4.Выбор выключателя и разъединителя Таблица 8. Расчетные и каталожные данные
Расчетные данныеКаталожные данныеВыключатель ВГМ-20-90Разъединитель РВП3-20-12500У3Uуст = 20 кВUном = 20 кВUном = 20 кВImax= 10710 AIном =11200 АIном=12500 АInτ = 57,73 кАIоткл ном = 90 кАiaτ = 56,42 кАi_█(a.ном@ )=(√2*β*I_(откл ном))/100= 0
Расчет ведется по полному току√2*I_nτG+ i_aτG=√2*45,22+56,42=120,4 кА √2*I_nτs+ i_aτs=√2*57,73+30,2=111,84 кА √2* 90*(1+В/100)=√2*90*(1+0,2/100)=127,2 кАiуд = 185,5 кАiдин =320 кАIскв =490 кАB_k= I_n0^2*(t_отк+T_a )=〖54,1〗^2*(4+0,32)=19104,12 〖кА〗^2 с
Та=0,32с;
tотк=4B_К=I_mep^2*t_omk= 〖105〗^2*4=44100 〖кА〗^2 с
〖β_К=I〗_mep^2*t_терм=〖180〗^2*4=129600 〖кА〗^2 с
3.5 Выбор измерительного трансформатора тока.
Таблица 9.Технические характеристики ТВГ24-У3
Расчетные данныеКаталожные данныеU_уст=20кВU_ном=24кВImax=10710А.IНОМ=12000А.i_уд=185,5кAНе проверяетсяВ_к=12661,3кA^2 c.В_к=I_mep^2∙t_mep=240^2∙4=230400кA^2 c
R= 1,6 0м.
Для проверки трансформатора тока по нагрузке определяем нагрузку по фазам. Таблица 10.
ПриборТипНагрузка по фазам, BA.АвсВаттметрД-3350,5-0,5ВарметрД-3350,5-0,5Счетчик активной энергии САЗ- И6802,52,5Амперметр регистрирующийН-34410Ваттметр регистрирующийН-34810-10Ваттметр(щит турбины)Д-3350,50,5Итого141014Из таблицы видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фаз "; А " и " С ".
Общее сопротивление приборов:
r_(приб.)= S_(приб.)/(I_2^2 )=14/25=0,56 Ом (17)
Допустимое сопротивление проводов:
r_(приб.)=Z_2ном-r_(приб.)-r_k= 1,2 - 0,56 - 0,1 = 0,54 Ом (18)
где rк - сопротивление контактов.
Для генератора 320МВт применяется кабель с медными жилами (ориентировочная длина 40м.). Трансформаторы тока соединены в полную звезду, поэтому Iрасч. =I, тогда сечение:
q=(ρ*l)/r_(пр.) =(0,0175*40)/0,54=〖1,3〗_ММ^( 2) (19)
В цепях трансформатора тока не применяется медный кабель с сечением жил менее 2,5мм2 (ПТЭ).
Выбираем контрольный кабель КРВГ с жилами сечения 2,5мм2.
r_(пр.)= (ρ*l_(расч.))/q_(стаед.) =(0,0175*40)/2,5=0,28 Ом
3.3. В цепи комплектного токопровода установлен трансформатор напряжения типа ЗНОЛ 06-20УЗ.
ТипНоминальное напряжениеНоминальная мощность, В*АМаксимальная мощность, В*АПервичной, кВВторичной, ВДополнительной, ВЗНОЛ .0620√3100√3100/375630
Таблица 11.(1) Проверка ТН по вторичной нагрузке.
ПриборТипS обмотки ВАЧисло обмотокcosφsinφЧисло приборовОбщая потребляемая мощностьР, ВтQ. ВарВольтметрЭ-335211012ВаттметрД-3351,521026ВарметрД-2251,521013Датчик реактивной мощностиЕ-8291010110Датчик активной мощностиЕ-8301010110Счетчик активной энергииИ-6802 Вт20,380,925149,7Ваттметр регистрирующийН-34810210120Вольтметр регистрирующийИ-34410110110ЧастотомерЭ-372311026Итого719,7Вторичная нагрузка:
S_2Σ=√(P^2+Q^2 )= √(〖71〗^2+〖9,7〗^2 )=71,65 ВА. (20)
Выбранный трансформатор ЗНОЛ06-20УЗ имеет номинальную мощность 75ВА в классе точности 0,5,необходим для присоединения счетчиков.
Таким образом:
S_2Σ=71,65 ВА< S_НОМ=75*3=225 ВА
Трансформатор напряжения будет работать в выбранном классе точности.
4.Выбор и обоснование главной схемы.
Одним из важных требований предъявляемых к схемам на стороне высшего напряжения является создание условий для ревизий и опробования выключателей без перерыва работы. Этим требованиям отвечает схема с двумя рабочими и обходной системами шин.
Обе системы шин находятся в работе, все присоединения распределяются между ними равномерно. Такой режим работы называется с фиксированным присоединением цепей. Этот режим увеличивает надежность схемы ,так как при К.З.на шинах отключается шиносоединительный выключатель QA и только половина присоединений.
Если повреждение на шинах устойчивое, то отключившиеся присоединения переводят на исправную систему шин. Перерыв электроснабжения определяется длительностью переключений .В нормальном режиме обходная система шинАО находится без напряжения, разъединителя QS0,соединяющие линии и трансформаторы с обходной системой шин, отключены.В схеме предусматривается обходной выключатель СЮ, который может быть присоединен к рабочим шинам А1 и А2с помощью развилки из двух разъединителей он может заменить любой другой выключатель, для чего надо (рисунок 11) произвести следующие операции: включить обходной выключатель Q0 для проверки исправности обходной системы шин, отключить Q0, включить QS0, включить Q0, отключить выключатель Q1,отключить разъединители QS1 и QS2 линии W1.
После указанных операций линия получает питание через обходную систему шин и выключатель Q0 от рабочей системы шин А1. Все эти операции производятся без нарушения электроснабжения по линии, хотя они связаны с большим количеством переключений.
Схема электроснабжения собственных нужд ГРЭС 3 х 320 МВт.
На ГРЭС рабочие трансформаторы с. н. присоединяются отпайкой от энерго- блока. Количество секций 6 кВ для ГРЭС принимается: две на каждый энергоблок (при мощности энергоблока более 160 МВт)
Резервное питание секций с.н.осуществляется от резервных магистралей. Если в схемах энергоблоков установлены генераторные выключатели, то число резервных трансформаторов принимается: один - при двух энергоблоках , один присоединенный и один, готовый к замене, - при трех и более. Резервный трансформатор с.н. присоединяется к сборным шинам 220 кВ (на случай отключения всех генераторов электростанции). Мощность резервных трансформаторов принимается равной мощности рабочих трансформаторов. В любом случае мощность резервных трансформаторов должна быть проверена по условиям самозапуска электродвигателей с. н.
На рисунке 12 приведена схема электроснабжения собственных нужд ГРЭС 3x320МВ
5. Конструкция ОРУ 220 кВ.
Распределительное устройство, расположенное на открытом воздухе, называется открытом распределительным устройством. Как правило, РУ напряжением 35 кВ и выше сооружается открытыми. ОРУ должны обеспечить надежность работы, безопасность и удобство обслуживания при минимальных затратах на сооружение, возможность расширения, максимальное применение крупноблочных узлов заводского изготовления. Расстояние между токоведущими частями и от них до различных элементов ОРУ должно выбираться в соответствии с требованиями ПУЭ. Все аппараты ОРУ обычно располагаются на не высоких основаниях (металлических или железобетонных). По территории ОРУ предусматриваются проезды для возможности механизации монтажа и ремонта оборудования. Шины могут быть гибкими из многопроволочных проводов или из жестких труб. Гибкие шины крепятся с помощью подвесных изоляторов на порталах, а жесткие - с помощью опорных изоляторов на железобетонных или металлических стойках. Под силовыми трансформаторами, масляными реакторами и баковыми выключателями 110 кВ и выше предусматривается маслоприемник, укладывается слой гравия толщиной не менее 25 см, и масло стекает в аварийных случаях в маслосборники. Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной защиты, автоматики и воздухопроводы прокладывают в лотках из железобетонных конструкций без заглубления их в почву или в металлических лотках, подвешенных к конструкциям ОРУ. Открытое РУ должно быть ограждено.Открытые РУ имеют следующие преимущества перед закрытыми: меньше объем строительных работ, так как необходимы лишь подготовка площадки, устройство дорог, сооружение фундаментов и установка опор, в связи с этим уменьшаются время сооружения и стоимость ОРУ; легче выполняются расширение и реконструкция; все аппараты доступны для наблюдения. В то же время открытые РУ менее удобны в обслуживании при низких температурах и в ненастье, занимают значительно большую площадь, чем ЗРУ, а аппараты на ОРУ подвержены запылению, загрязнению и колебаниям температуры. Конструкции ОРУ разнообразны и зависят от схемы электрических соединений, от типов выключателей, разъединителей и их взаимного расположения. Список литературы:
1 . Электрооборудование станций и подстанций Л.Д.Рожкова, В.С.Козулин, Москва, Энергоиздат, 1987г. Учебник для техникумов.
2 Электрооборудование электростанций и подстанций. Л.К.Корнеева, Л.Д.Рожкова. Примеры расчетов, задачи, справочные данные
З.Правила устройства электроустановок/ Минэнерго СССР- 6-е издание перераб. и доп - М.:Энергоатомиздат 1985-640с
4.Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций и тепловых сетей: ВНТП-81 Минэнерго СССР.-М.: ЦНТИ Информэнерго,1981-122с
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
317
Размер файла
581 Кб
Теги
diplom, vitya
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа