Проект электростанции типа КЭС , ВАРИАНТ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ №4

Токопроводы пофазно- экранированные генераторного напряжения на 10, 20, 24 и 35 кВ с компенсированным внешним электромагнитным полем серий ТЭНЕ и ТЭНП на номинальные токи от 4000 до 31500 А предназначены для электрических соединений на электрических станциях, в цепях трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц. Данный токопровод укомплектован соответствующей электроаппаратурой и оборудованием: трансформаторами напряжения (ЗНОЛ,ЗНОЛП,UGE). трансформатором тока (ТШ,ТШВ, ТШЛ, ТШЛО, ТПОЛ,GSR), разрядником (РВЭ, РВРД, РВМ, РВС, РВО), заземлителями, проходными изоляторами ИП,разъединителем (РВП3-2,РВР3-2,РРЧ3-2),трёхполюсным заземлителем ЗР с блок - замком 3Б
...

1. Исходные данные 3
2. Выбор электрической схемы РУ высшего и среднего напряжения 5
2.1 Варианты схем ОРУ КЭС 500 кВ. 5
2.2 Варианты схем ОРУ КЭС 220 кВ. 7
2.3 Схема электроснабжения собственных нужд (СН) 9
Тип 11
3. Расчет токов коротких замыканий 12
3.1 Схема замещения 12
4. Выбор электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей в заданных цепях 19
4.1 Выбор комплектного токопровода 21
Используемая литература 22

1. Исходные данные

На станции установлены генераторы типа ТГВ-500-2УЗ. Суточные графики выработки мощности генераторов (для зимы и лета) следующие: 100% от номинальной мощности с 6 до 22 часов и 80% в остальное время суток.
С шин РУ питаются потребители промышленного района с максимальной нагрузкой, указанных в исходных данных. Суточные графики нагрузки потребителей (для зимы и лета) следует принимать равными 100% от максимальной нагрузки с 8 до 20 часов и 60% в осталь-ное время суток.
Со стороны шин РУ высшего напряжения станция имеет связь с системой. Расход элек-троэнергии на собственные нужды составляет 6% от мощности генератора. Коэффициент мощности потребителей С.Н. равен коэффициенту мощности генератора.
Задачей контрольной работы являлся выбор оптимального варианта структурной схе мы станции на основе технико-экономического сравнения нескольких вариантов схем.
Исходные данные представлены в таблице 1.

Недостатком данной схемы является дороговизна за счет большого числа выключателей.Вариант №2Схема с одной секционированной и одной обходной системами шин с одним выключателем на цепь. В нормальном режиме обходная система шин находится без напряжения разъединители соединяющие линии и трансформаторы с ОСШ отключены. В схеме предусмотрен обходной выключатель ОВ, который моет быть присоединен к любой секции с помощью развилки из двух разъединителей. Выключатель ОВ может заменить любой другой для ремонта или ревизии последнего. Для увеличения надежности сборные шины секционированы секционным выключателем СВ. Все присоединения равномерно распределены по секциям.Достоинством схемы является экономичность схемы. Так же предоставляется возможность ревизии и опробования любого выключателя без отключения присоединения.Существенным недостатком является необходимость отключения всех цепей присоединенных к секции, в случае ремонта разъединителей или шин. Отказ в работе выключателя при К.З. на линии или в трансформаторе так же приведет к погасанию секции. При повреждении или отказе в работе секционного выключателя отключаются обе секции.Рис. SEQ Рисунок \* ARABIC 5. Схема с одной секционированной и одной обходной системами шин, с одним выключателем на цепь (вариант №2)Учитывая все достоинства и недостатки вариантов схем выбираем для РУ – 220 кВ схему с двумя системами шин и одной обходной, вариант №1.2.3 Схема электроснабжения собственных нужд (СН)2.3.1 Схема собственных нужд КЭССхема СН КЭС строится по блочному типу: РУ каждого блока подсоединяется через рабочие ТСН к ответвлению каждого генератора блока. Электроприемники СН питаются от РУ свего блока, а электроприемники общестанционного назначения распределяются между блочными РУ по возможности равномерно. Электрические поперечные связи (резервные группы шин (РГШ)) располагаются между РУ СН и предназначены для резервирования питания секций СН.Собственные нужды каждого блока питаются от двух секций А и Б с тем, чтобы при отказе или ремонте на одной из секций можно было сохранить в работе блок, при этом несущая мощность блока составит 50 60% от номинальной. К секции 6 кВ подключают все крупные двигатели от 200 кВт и выше имеющие номинальное напряжение питания 6 кВ, а так же трансформаторы 6 / 0,4 кВ и другие присоединения.Для обеспечения пусков и остановов блочных генераторов установлены два пускорезервных трансформатора. Резервные магистрали секционированы между собой на две секции для того, чтобы избежать параллельной работы пускорезервных трансформаторов при одновременном их использовании.В РУ 6 кВ собственных нужд используются комплектные РУ. С применением КРУ достигается: максимальная индустриализация монтажных работ, что позволяет сократить объем монтажных работ на месте установки и сроки сооружения РУ; повышение безопасности работы в РУ; возможность быстрой замены неисправного выключателя.Рис. SEQ Рисунок \* ARABIC 6. Схема СН КЭСРис. SEQ Рисунок \* ARABIC 7. Схема электрических соединений КРУ 6 кВ СН КЭС2.3.2 Выбор трансформаторов СН и пускорезервных трансформаторов СН.Мощность трансформаторов собственных нужд выбирается упрощенно в соответствии с мощностью нагрузки СН – 6%Таблица SEQ Таблица \* ARABIC 3. Характеристики выбранных тр-ов СН и ТСН ПРНаим.ТипSномСочетание напряженийПотериUк %Iхх %Uв-нUн-нРххРкзТСН 14ТРДНС 40000/20-72У140 00020 6,3 - 6,336,017012,70,5ТСН ПР-1, 2ТРДН-40000/220/6,3/6,3-76У1400002306,3 - 6,336,017012,70,53. Расчет токов коротких замыканий3.1 Схема замещенияКоротким замыканием (К.З.) называют всякое случайное или преднамеренное, непредусмотренное нормальным режимом работы электрические соединение различных точек электроустановки между собой или землей, при котором токи в аппаратах и проводниках резко возрастают, превышая , как правило, расчетные значения нормального режима.Составим расчётную схему (рис 3.1.), рассматриваемой электроустановки ,отметим точку КЗ:Рис.3.1. Расчетная схема замещенияНа основании расчётной схемы составил эквивалентную схему замещения (рис 3.2.):Рис 3.2. Схема замещенияОпределим величины сопротивлений всех элементов схемы замещения в относительных единицах (отн.ед.):1) Генератор ТГВ-500.Х*б= X"d*ном* Sб / Sном G ,отн.ед.Х*б - базовое сопротивление ,отн.ед.Базовая мощность выбирается произвольно - 100 МВ*А или 1000 МВ*А или другое удобное для расчетов значение. В данном курсовом проекте базовую мощность возьмём 1000 МВ*А.X"d*ном - сверхпереходное индуктивное сопротивление ,отн.ед.Sном G - номинальная полная мощность генератора ,МВ*АХG1= XG2 = 0,243*1000/588 =0,4 отн.ед2) ЭнергосистемаХс =X*ном с * Sб / Sном С , отн.ед. Хс - сопротивление системыSном C - номинальная полная мощность системыХс=2,15*1000/5170=0,41 отн.ед3) Блочный трансформатор ТЦ 630000/500ХT1 = XT2= XT/100 * Sб / Sном T ,отн.ед.ХТ1= XT2 - сопротивление трансформатора ,отн.ед.XT - рассчитаю через напряжение короткого замыкания, данного трансформатора. Uкз ВН-НН=13%Sном T - номинальная мощность трансформатора ,МВ*АХT1 = XT2 =13% /100 * 1000/630= 0,2 отн.едБлочный трансформатор ТЦ 630000/220ХT3 = XT4 = XT/100 * Sб / Sном T ,отн.ед.ХT - рассчитаю через напряжение короткого замыкания ,данного трансформатора. Uкз ВН-НН=12,5%Sном T - номинальная мощность трансформатора , ,отн.ед.ХT3 = XT4=12,5% /100 * 1000/630= 0,198 отн.ед4)Автотрансформаторы связиАвтотрансформатор АОДЦТН 267000/500/220ХT ВН = 0,5(UК ВН-НН + UК ВН-СН - UК СН-НН) ХT ВН - сопротивление обмотки ВН ,%UК ВН-НН -напряжение КЗ обмоток ВН-НН ,%UК ВН-СН -напряжение КЗ обмоток ВН-СН ,%UК СН-НН --напряжение КЗ обмоток СН-НН ,%где : UК ВН-СН =11,5%UК ВН-НН =37%UК СН-НН = 23%ХT ВН = 0,5(37+11,5-23) =12,75 %XT СН = 0,5(UК ВН-СН + UК СН-НН - UК ВН-НН) ,% ХT СН - сопротивление обмотки СН ,%ХT СН = 0,5(11,5+23-37) = - 1,25 ≈ 0 %XT НН = 0,5(UК ВН-НН + UК СН-НН - UК ВН-СН) ,%ХT НН - сопротивление обмотки НН ,%ХT НН = 0,5(37+23-11,5) =24,25 %Рассчитанная величина сопротивления обмотки НН - XT НН в расчётах не понадобится, т.к. к обмотке НН никакой нагрузки не подключено.5) Линии электропередачиXL =Xуд*L* Sб /U2ср ,отн.ед. ХL - сопротивление линии ,отн.ед.Uср - среднее напряжение линии ,кВгде Xуд= 0,3 (Рожкова Л.Д., Козулин В.С. - "Электрооборудование станций и подстанций")Uср=515 кВ , ( Рожкова Л.Д., Козулин В.С. - "Электрооборудование станций и подстанций)ХL1 =0,3*115* 1000/5152 =0,13 отн.ед.Т.к. линии две, то ХL=0,065 отн. ед.Сворачиваем эквивалентную схему относительно точки КЗ (рис.3.3, 3.4, 3.5, 3.6):Рис.3.3. Рис.3.4.Х9,15= X9 +X15 =0,2+0,4=0,6 отн.ед. Х1,2= ХL=0,065 отн.ед. X11,17= 12,75 о.е. ,т.к. X17=0 отн.ед. X12,18= 12,75 о.е. ,т.к. X18=0 отн.ед. Пусть X11,12,17,18 равно XAХA= X11,17* X12,18 /( X11,17 +X12,18 ) = 12,75*12,75/ (12,75+12,75)=6,37 отн.ед.X13,19= X13+X19=0,198 +0,55=0,748 отн.ед. (рис 3.8.)X14,20= X14+X20=0,198+0,55=0,748 отн.ед. (рис 3.9.)Пусть X13,19,14,20 равно XBХB= X13,19 *X14,20 /( X13,19 +X14,20) = 0,748*0,748/(0,748 +0,748)=0,37 отн.ед.XAB= XA+ XB = 6,37+0,37=6,74 отн.ед. Пусть X1,2,9,15 равно XСХС = X1,2* X9,15 /( X1,2+ X9,15)= 0,065*0,6/(0,065+0,6) = 0,05 отн.ед.XABC= XAB* XС /( XAB+XС) =6,74*0,05/(0,05+6,74) = 0,049 отн.ед.XABC10= XABС+X10=0,049 +0,2=0,249 отн.ед. (рис 3.14.)Пусть XABC10 равно XПРис.3.5. Рис.3.6.Рис.3.7. Рис.3.8.Рис.3.9. Рис.3.10.Рис.3.11. Рис.3.12.Рис.3.13 Рис.3.14.Путем постепенного преобразования приводим схему замещения к наиболее простому виду так, что каждый источник питания связан с точкой КЗ одним результирующим сопротивлением.Рис. 3.15.Рассчитаем начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ. Зная, результирующую ЭДС источника и результирующие сопротивления, по закону Ома определим начальное значение периодической составляющей тока КЗ, затем ударный ток, периодическую и апериодическую составляющую тока КЗ для заданного момента времени t.