Расчет основных технико-экономических показателей Заларинской ГРЭС

%

34,8

- отпуску тепла

%

84,6

8

Капитальные вложения в ГРЭС

млрд.руб.

57500

9

Удельные капитальные вложения в ГРЭС

тыс.руб./кВт

23

10

Штатный коэффициент станции, всего, в т.ч.

чел./МВт

0,79

- по эксплуатационному персоналу

чел./МВт

0,666

- по ремонтному персоналу

чел./МВт

0,123

11

Годовые издержки производства

тыс.руб./год

10737670,54

12

Себестоимость отпущенной электроэнергии

руб./кВт·ч

0,95

13

Себестоимость отпущенной тепловой энергии

руб./ГДж

145,5

Себестоимость отпущенной электроэнергии и отпущенного тепла зависит от состава и единичной мощности агрегатов, вида топлива, дальности его транспортировки, режима работы оборудования. Кроме того значительный вес в себестоимости составляют амортизационные отчисления и отчисления в ремонтный фонд.

Полученные результаты себестоимости отпущенной электроэнергии (0,95 руб./кВт) можно считать несколько выше среднего значения. Повышение себестоимости обусловлено дальностью транспортировки топлива.

4.4 Анализ безубыточности работы ГРЭС

Данный вид анализа направлен на поиск путей снижения затрат и получения запланированной прибыли. Если определен объем производства, то в соответствии с портфелем заказов, благодаря этому анализу, можно рассчитать величину затрат и продажную цену, чтобы организация могла получить определенную величину прибыли.

Анализ «затраты - объем - прибыль» - анализ поведения затрат, в основе которого лежит взаимосвязь затрат, выручки, объёма производства и прибыли. Это инструмент управленческого планирования, оценки альтернативных решений и контроля.

Взаимосвязь «затраты - объем - прибыль» легко выразить графически. При этом проводят анализ величин в критической точке, которая находится на пересечении линий суммарных затрат и суммарных доходов от реализации.

Критическая точка или точка безубыточности - это точка, в которой суммарный объём выручки от реализации равен суммарным затратам.

Величина постоянных издержек при выработке электроэнергии, тыс.руб/год:

тыс.руб/год;

Выручка от реализации энергии , млрд. руб.,

где - цена рынка, принимается 1,3 руб/кВтч;

млрд.руб.

Рисунок 4.1 - Определение точки безубыточности по выработке электроэнергии

Зона безопасности , %, от годового отпуска электроэнергии определяется по формуле

В условиях конкуренции и сложных внешних условий величина подобного запаса играет важную демпфирующую роль, позволяя станции даже при снижении объема продаж энергии оставаться в положительном балансе и давая время руководству энергокомпании на претворение в жизнь необходимых управленческих решений, направленных на увеличение прибыли.



5 Раздел экология и охрана окружающей среды

Техническим заданием на данный дипломный проект предусмотрено рассмотрение вопроса об очистке дымовых газов от соединений серы.

5.1 Окислы серы

Двуокись серы (SO2) и трехокись (SO3) поступают в воздушный бассейн (в соотношении примерно 30:1) при сжигании органических топлив. В результате реакции обоих этих веществ с атмосферной влагой образуется серная кислота.

Серная кислота и двуокись серы вредны для здоровья, так как вызывают сужение бронхов и воспаление их слизистой оболочки. Довольно трудно выделить воздействие каждого из этих соединений изолированно, поскольку в загрязненной атмосфере они почти всегда присутствуют вместе. Серная кислота приводит к возникновению кислотного тумана, а для этого необходимо появление ядер конденсации. В результате SO2 и твердые частицы производят синергетическое (совместное) действие; это значит, что суммарный эффект воздействия превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности.

Синергетическое действие возникает либо при поглощении сульфатов поверхностью частицы, либо когда сама частица представляет собой жидкий сульфат. Многие взвешенные частицы - просто капли, хотя принято отождествлять частицу с твердым телом. Сульфаты, образовавшиеся при растворении SO2 в атмосферной влаге, становятся активными ядрами конденсации и содействуют образованию туманов и водяных капель. Длинный, отчетливо видимый белый факел, выходящий из труб электростанции, обязан своим существованием исключительно выбросу большого количества двуокиси серы, на частицах которой происходит конденсация водяного пара.

В результате совместного действия SO2 и твердых частиц весьма трудно дать отдельную количественную оценку влияния SO2 на здоровье. Вместо этого лишь отметим, что при значениях СИЗ от 50 до 100 чаще повторяются и тяжелее протекают респираторные заболевания среди детей и престарелых; известны случаи смерти людей, страдавших бронхитом. Сообщалось также о повышенном числе случаев заболевания раком легких у лиц, постоянно подвергавшихся воздействию SO2 при указанных значениях СИЗ. Если СИЗ был больше 200, наблюдался значительный прирост суточной смертности. Совершенно ясно, что загрязнение воздуха окислами серы и твердыми частицами наносит огромный вред здоровью, не считая воздействия кислотных осадков, также наносящих значительный вред здоровью человека.

5.2 Очистка дымовых газов

Рассмотрим основные характеристики наиболее распространенных в мировой практике технологий сероочистки и оценим их применительно к отечественным условиям.

Мокроизвестняковый способ (МИС) очистки дымовых газов от SO2

Мокроизвестняковый способ основан на интенсивной промывке дымовых газов в абсорбере, установленном за высокоэффективным золоуловителем, известняковой суспензией с получением двухводного гипса. Эта технология является абсолютно безопасной, поскольку и известняк, и гипс ? нейтральные малорастворимые вещества.

В основе этого процесса лежит химическая реакция, протекающая при контакте дымовых газов с известняком в объеме распыленной суспензии известняка с образованием твердого сульфита кальция и углекислого газа:

Процесс протекает в абсорбере башенного циркуляционного типа. В нижней части абсорбера накапливается суспензия сульфита кальция. При барботаже воздуха через слой этой суспензии проходит доокисление сульфита кальция в двуводный сульфат кальция (гипс) по реакции

Рассмотрим схему включения сероочистки, работающей по МИС, в систему газоходов котельного агрегата (рис. 5.1).

Дымовые газы после электрофильтра и дымососа 1 направляются через регенеративный газовый подогреватель (РГП) 3 к промывочной башне 4. Необходимость охлаждения дымовых газов пред промывочной башней вызвана тем, что взаимодействие карбоната кальция CaCO3 с диоксидом серы SO2 происходит эффективно только при относительно низких температурах (приблизительно 50 °С). В то же время температура уходящих газов перед дымовой трубой должна быть не ниже 70 ? 80 °С. Для регулирования температуры уходящих газов предусмотрена байпасная линия 6. Для подачи очищенных газов в дымовую трубу используется вспомогательный дымосос 2.

Принципиальная схема установки МИС с абсорбером представлена на рис. 5.2. Основным элементом МИС является абсорбер. Дымовые газы поступают в нижнюю часть абсорбера и движутся снизу вверх, проходя последовательно две зоны очистки: первую 1, где происходит реакци связывания SO2 последовательно в слое частично отработанного известняка, и вторую 2, где очистка осуществляется в зоне свежей известняковой суспензии. Затем газы проходят зону промывки технической водой 3, где удаляются механические включения. Далее очищенный газ подается в каплеуловитель 4, где он практически полностью освобождается от капель воды. Образовавшиеся частицы CaSO3 поступают в нижнюю часть абсорбера, где в результате барботажа воздуха доокисляются в гипс. Из нижней части абсорбера суспензия гипса подается в гидроциклон 10, в котором происходит отделение суспензии гипса от воды, а более мелкие частицы известняка с водой возвращаются в абсорбер. Для повышения эффективности связывания SO, и снижения расхода известняка в абсорбере обеспечена многократная циркуляция известняковой суспензии с помощью циркуляционного насоса 6.

Рис. 5.2. Принципиальная схема установки удаления серы по МИС

На рисунке обозначено: 1 - первая зона очистки газов в слое частично обработанного известняка; 2 - вторая зона очистки газов в слое свежей известняковой суспензии; 3 - зона промывки газов от механических частиц; 4 - каплеуловитель; 5 - воздуходувка; 6 - циркуляционный насос; 7 - дробилка извести; 8 - мешалка; 9 - насос подачи известняковой суспензии; 10 - гидроциклон.

На рис. 5.3 показана схема установки для получения товарного продукта из суспензии гипса. Суспензия гипса из бака 1 подается на обезвоживание и промывку в вакуумный барабанный или ленточный фильтр 2 (остаточная влажность после фильтра около 10 %). Затем она проходит сушку горячим воздухом в воздушной сушилке 3. После этого в циклоне 4 из порошка гипса удаляется загрязненный воздух, который возвращается в абсорбер на доокисление сульфита кальция в сульфат. Товарный гипс из сушилки и циклона поступает в башню для хранения гипса 5. Сточная вода отводится из вакуумного фильтра в бак сточных вод 6. Оттуда она частично возвращается обратно в абсорбер, а небольшое количество стоков (продувка) направляется на обязательную очистку.

К достоинствам рассмотренного способа сероочистки следует отнести его высокую надежность и эффективность (из дымовых газов можно удалить до 98 % SO2), а также получение конечного высококачественного товарного гипса.

Рис. 5.3. Схема установки для получения товарного гипса по МИС

На рисунке обозначено: 1 - бак суспензии гипса; 2 - вакуумный фильтр; 3 - сушилка; 4 - циклон; 5 - башня для гипса; 6 - бак сточных вод; 7 - возврат сточных вод со шламом в абсорбер; 8 - сточные воды на очистку.

Из гипса получают алебастр (CaSO4 • 1/2Н2О), применяемый в строительстве как вяжущее средство. Для этого его обжигают в печах при температуре 150?170 °С, где происходит следующая реакция:

Таблица 5.1 Состав гипса, %, полученного из дымовых газов ТЭО в Германии

Параметр	Значение нормируемого параметра	Достигнутое значение параметра по схеме МИС
Важность, %	<10	7 - 10
CaSO4 * 2Н2О	>95	98 - 99
CaSO4 * 1/2H2O	<0,5	0 - 0,5
MgО	<0,l	<0,1
Nа2О	<0,06	0,01
СГ	<0,01	<0,01
рH	5 - 9	?

Обычно башенный абсорбер устанавливают за электрофильтром, что обеспечивает высокую чистоту гипса.

Данный способ сероочистки получил широкое распространение в ФРГ в связи с очень высокой степенью связывания SO2 и возможностью получения ценного конечного товарного продукта. В США с 1978 г. установка скрубберов похожего типа стала обязательной для всех строящихся ТЭО на пылевидном топливе. В результате этого в энергетике США сейчас больше скрубберных установок, чем во всех остальных странах. В отличие от Германии в США в ряде случаев не производят товарный гипс, а ограничиваются получением инертного сульфита кальция, который в дальнейшем поступает на захоронение.

К недостаткам МИС следует отнести большое количество образующихся минерализованных сточных вод и большие размеры установки. Однако основным недостатком способа являются большие капитальные затраты, составляющие 150 - 200 долл. на 1 кВт установленной мощности; также возрастает расход электроэнергии на собственные нужды ТЭО (на 3?5 %). Еще один недостаток ? большой дополнительный расход технической воды.

Выше приведен состав гипса, полученного по МИС, в сопоставлении с требованиями к строительному гипсу, принятыми в Германии (табл. 6.1).

Эти результаты достигнуты при обезвоживании гипса на вакуумных фильтрах с промывкой его в слое технической воды. Как видно из табл. 6.1, гипс, полученный по МИС, вполне пригоден для использования его в строительстве.

Снижение выбросов оксидов азота в газотурбинных и парогазовых установках электростанций Особенности газотурбинных и парогазовых установок электростанций Газотурбинные и парогазовые установки - одни из самых перспективных энергетических установок для производства электрической и тепловой энергии. Их широкое применение во многих странах мира позволило существенно повысить экономичность электростанций и улучшить их экологические характеристики.

Мокросухой способ (МСС) очистки дымовых газов от SO2 Способ основан на эффективном поглощении SO2 известью Са(ОН)2 или содой Na2CO3.

Удаление серы с помощью технологии WSA, разработанной фирмой «Хальдор Топсе АО» Технология разработана в середине 80-х годов и получила название WSA (Wet gas Sulphuris Acid), ее можно применять для обработки газов, содержащих SO2.

Сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу Влияние углекислого газа на глобальное потепление климата на Земле Еще два-три десятилетия назад о глобальном потеплении климата вследствие парникового эффекта знали только ученые-экологи. Сегодня это стало проблемой, которой озабочено человечество.

Кроме того, существует большая разница между риском добровольным и риском по принуждению. Многие охотно идут на большой риск ради развлечений, полагая, что удовольствие, которое они получают, скажем, от дельтапланеризма или от прыжков на лыжах с трамплина, было бы менее полным без привкуса опасности. Другие бодро не взирают ни на какие опасности из альтруистических побуждений: люди то и дело с риском для жизни спасают животных, которые им даже не принадлежат. И курение, и езда на автомобиле принадлежат именно к этой категории добровольного риска, что является одной из причин, почему масса людей находит эти виды риска вполне приемлемыми.

В то время как свобода рисковать собственной жизнью и здоровьем является неотъемлемым элементом личной свободы, свобода принуждать к такому риску других людей есть покушение на личную свободу. И то и другое всегда находит свое отражение в общественном мнении, которое всегда более враждебно воспринимает риск по принуждению или риск не по своей воле. Если люди чувствуют себя к тому же беспомощными перед лицом грозящей им опасности, не имея возможности ее контролировать либо не располагая средствами защиты от нее, они проявляют еще меньше терпимости. Облучение от предприятий ядерного топливного цикла соединяет в глазах общественности все эти нежелательные свойства.



6 Расчёт заземляющего устройства ОРУ 220 кВ

Заземляющие устройства электроустановок выше 1 кВ сети с эффективно заземлённой нейтралью выполняются с учётом сопротивления Rз<0,5 Ом или допустимого напряжения прикосновения.

Заземляющее устройство, выполненное по нормам напряжения прикосновения, должно обеспечить в любое время года ограничение Uпр до нормированного значения в пределах всей территории ОРУ, а напряжение на заземляющем устройстве Uз должно быть не выше 10 кВ.

Заземляющее устройство для ОРУ 220 кВ выполняется из вертикальных заземлителей, соединительных полос, полос, проложенных вдоль рядов оборудования, и выравнивающих полос, проложенных в поперечном направлении и создающих заземляющую сетку с переменным шагом (см. рисунок 6.1).

Сложный заземлитель заменяется расчётной квадратной моделью (см. рисунок 6.2) при условии равенства их площадей S, общей длины горизонтальных проводников, глубины их заложения t, числа и длины вертикальных заземлителей и глубины их заложения. Кроме того, многослойный грунт представляется двухслойным: верхний толщиной h1 с удельным сопротивлением 1, нижний с удельным сопротивлением 2.

с

Рисунок 6.1 - План заземляющего устройства ОРУ 220 кВ

ОРУ 220 кВ состоит из восемнадцати последовательно расположенных ячеек, каждая из которых имеет площадь 12x77 м2. Тогда общая площадь ОРУ составит (12·18)x99 м2 =

=21384 м2. В соответствии с заданным месторасположением проектируемой станции 1=500 Ом·м (с учётом промерзания), 2=60 Ом·м. Время действия релейной защиты шин ОРУ 220 кВ составляет tрз=0,10 с (см. главу 3.7), собственное время отключения выключателя ВВБ-220Б-31,5/2000У1 с приводом составляет tоткл=0,2 с [1]. Также приняты следующие расчётные величины: h1=2 м; t=0,7 м; L=10 м; ток, стекающий с заземлителей ОРУ при однофазном коротком замыкании на рассматриваемом ОРУ Iз=18,61 кА; естественных заземлителей нет.

Расчётная длительность воздействия напряжения прикосновения, с:

,

Для рассчитанного значения длительности воздействия напряжения прикосновения определено наибольшее допустимое значение напряжения прикосновения Uпр.доп=333 В [8].

Коэффициент прикосновения, о.е.:

,

где M - параметр, зависящий от отношения 1/2=500/60=8,3. Следует принять M=0,803;

Lв- длина вертикального заземлителя, м. Следует принять Lв=10;

Lг- длина горизонтальных заземлителей, м. Следует принять Lг=4374 (рисунок 7.1);

a- расстояние между вертикальными заземлителями, м. Следует принять a=5.

,

где Rч - сопротивление человека, Ом. Следует принять Rч=1000 [8].

,

Потенциал на заземлителе, В:

,

Сопротивление заземляющего устройства, Ом:

,

Действительный план заземляющего устройства (см. рисунок 6.1 преобразуем в расчётную квадратную модель (рисунок 6.2) со стороной, м:

Рисунок 6.2 - Расчётная модель заземляющего устройства

Число ячеек по стороне квадрата:

,

Округляя рассчитанное значение, принимается m=14.

Длина полос в расчётной модели, м:

,

Длина сторон ячейки, м:

,

Число вертикальных заземлителей по периметру контура при a/Lв=1, шт.:

,

Округляя рассчитанное значение, принимается nв=59.

Общая длина вертикальных заземлителей, шт.:

,

Относительная глубина, о.е.:

Фиктивный параметр для определения общего сопротивления сложного заземлителя, о.е.:

,

По [8] для 1/2=8,3, a/Lв=0,5, (h1-t)/Lв=(2-0,7)/5=0,26 определяем экв/2=1,4. Тогда экв=1,4·2=1,4·60=84 Ом·м.

Общее сопротивление сложного заземлителя, Ом:

,

Напряжение прикосновения, В:

,

Рассчитанные значения сопротивления заземлителя и напряжения прикосновения меньше определённых выше максимально допустимых значений (Rз.доп=1,39 Ом, Uпр.доп=333 В), что позволяет не предпринимать каких-либо дополнительных мер по снижению напряжения прикосновения (например, использование естественных заземлителей, подсыпка гравием и т.д.).

7 Экранированные токопроводы

В настоящее время рабочие токи генераторов достигают десятков килоампер, а токи аварийных режимов сотен килоампер. В этой связи нет возможности изучить экспериментально воздействие этих токов на токопроводы не подключая их непосредственно к генератору. Единственной альтернативой является математический расчет этого воздействия.

Современные мощные токопроводы обладают значительными геометрическими размерами сечений при относительно небольших расстояниях между токоведущими элементами. Поэтому исследование электромагнитных параметров таких систем должно базироваться на детальном изучении электромагнитных процессов, протекающих в элементах токопровода с учетом неравномерного распределения токов, вследствие проявления поверхностного эффекта и эффекта близости.

Для выбора оптимальной конструкции токопровода необходимо рассчитать их электромагнитные параметры. Оптимальные параметры токопроводов характеризуются минимальными потерями электрической энергии в экранах, сочетающихся с допустимыми значениями электродинамических сил, возникающих между экранами при коротких замыканиях.

Экранирующий эффект в системах мощных трехфазных токопроводах зависит от схем соединения экранов. Работа проведена на основе численных расчетов электромагнитного поля токопроводов при трехфазном коротком замыкании на шинах генератора, экспериментального исследования электромагнитных процессов в переходном режиме.

Расчетные выражения для мгновенных значений токов в килоамперах трехфазного короткого замыкания на шинах генератора 800МВт имеют вид:

Ток фазы А в первые мгновения КЗ представляет собой почти однонаправленную кривую т.е. имеет большую постоянную составляющую и переменную составляющую колеблющуюся около нее с промышленной частотой. Токи Фазы В и С имеют постоянные составляющие, равные половине постоянной составляющей тока фазы А и колеблются относительно нее с той же амплитудой, отличаясь по фазе на ±120є соответственно.

Обычно электродинамические усилия имеют характер кривых двойной частоты, колеблющихся относительно некоторой постоянной. Однако в данном случае вследствие того, что исходные токи КЗ имеют большие постоянные составляющие, переменные составляющие сдвинуты по фазе и расположены пространственно на разном расстоянии друг от друга, результирующие ЭДУ, возникающие между шинами при отсутствии экранов, имеют довольно сложный характер с преобладанием однонаправленных сил.

Для правильной оценки ЭДУ, возникающих на шинах пофазно-экранированных токопроводов необходимо учесть роль экранов в создании этих усилий. При этом роль экранов различна для разных схем соединения экранов.

Результирующие ЭДУ на шинах данной фазы слагаются из усилий от действий токов соседних двух шин и усилий, возникающих в результате влияния токов экранов всех фаз. Электродинамические усилия между шинами при заданных токах имеют в шинах имеют одинаковый характер независимо от способа соединения экранов токопроводов при условии линейности среды.



7.1Токопровод с секционированными экранами

На рисунке 7.1 представлена схема соединения токопроводов. На рисунке 7.2 кривые ЭДУ, действующих на шину фазы А данного токопровода. Как следует из рисунка, ЭДУ от взаимодействия токов фазы В с током фазы А представляют собой кривую с большой постоянной составляющей силы и переменной составляющей, колеблющейся около нее с промышленной частотой. Электродинамические усилия от взаимодействия токов фазы С с токами фазы А носят такой же характер, однако амплитуда этих усилий меньше из за более удаленного по сравнентю с фазой В расположения фазы С.

Рисунок 7.1 Схема соединения токопроводов

Токи в экранах токопроводов с секционированными экранами имеют чисто вихревой характер и замыкаются в самом экране.

Электродинамические усилия на шину фазы А от действия поля токов собственного экрана представляют собой кривую в основном промышленной частоты с большой постоянной составляющей, по максимуму несколько отличающейся от максимальной величины усилий, создаваемых током фазы В и несколько сдвинутой во времени в сторону запаздывания по отношению к нему. При этом усилия от токов собственного экрана и токов шины В противоположно направлены. Токи в экране фазы А экранируют в основном воздействие тока фазы В. Электродинамические усилия на шину фазы А от действия поля токов экрана фазы В складываются с усилием, вызываемыми токам фазы С, и участвуют в образовании результирующей силы. Электродинамические усилия на шину фазы А от действия поля тока экрана С весьма малозначительны. Результирующая сила однонаправлена и примерно равна сумме усилий, создаваемых током фазы С и экраном фазы В.

Коэффициент экранирования , определяемый как отношение максимального ЭДУ при наличии экранов к максимальному ЭДУ при отсутствии экранов, находится из выражения

И составляет 50%.

Особенно интересным представляется распределение ЭДУ на шины фазы В(рис 5.3). Усилия от взаимодействия токов фаз А с током фазы В представляют собой кривую с большой постоянной составляющей силы промышленной частоты . Усилия же от взаимодействия токов фазы С с током фазы В представляют собой зависимость , содержащую значительную составляющую двойной частоты. При этом усилия от токов фазы А и С складываются.

Усилия на шину фазы В от действия поля токов собственного экрана представляют собой наложение кривых разных частот и носят сложный знакопеременный характер. Вследствие такого характера кривой усилия токов фаз А и С почти не компенсируются этим экраном. Усилия на шину фазы В от действия поля токов соседних экранов А и С незначительны.

Результирующая сила определяется усилиями от токов фаз А и С и полем тока собственного экрана. Обращает на себя внимание то, что максимум результирующих усилий по времени не совпадает с максимумом исходных токов КЗ. Коэффициент экранирования равен 94% т.е. в шине фазы В не наблюдается эффекта экранирования.

Усилия от взаимодействия токов фаз А с током фазы С представляют собой кривую с почти однонаправленной постоянной составляющей силы промышленной частоты. Усилия же от взаимодействия токов фазы В с током фазы С представляют собой кривые, содержащие значительную составляющую двойной частоты. При этом усилия от токов фазы А и В направлены противоположно.

Усилия на шину фазы С от действия поля токов собственного экрана представляют собой кривую промышленной частоты с большой постоянной направленной составляющей по максимуму, превосходящему максимальное усилие тока шины А, и сдвинутой во времени в сторону запаздывания по отношению к нему. Токи в экране фазы С экранируют в основном действием тока фазы А.

Электродинамические усилия на шину фазы С от экрана фазы В однонаправлены и складываются с усилиями от токов фазы А; Усилия на шину фазы С от экрана фазы А малозначительны.

Результирующее ЭДУ на шину фазы С очень мало, т.е. имеет место эффект почти полного экранирования шины С. Коэффициент экранирования составляет 10%.

7.2 Токопроводы с непрерывными экранами

На рисунке 7.4 представлена схема соединения.

В экранах токопроводов протекают в основном продольные токи замыкающиеся по контуру, образованному экранами. Продольные токи в экранах почти полностью экранируют магнитное поле, создаваемое токами в шинах, так что внешнее поле почти совершенно отсутствует.

Рисунок 7.4 Схема соединения токопроводов

Как показывают расчеты, ЭДУ на шинах А и В от действия полей собственных экранов практически отсутствуют. Усилия от действия полей соседних экранов равны усилиям от действия токов собственных фаз и находятся в противофазе.

Результирующая сила незначительна - так силы, действующие на шины, в 4-6 раз меньше сил действующих на шины двух фаз токопроводов с секционными экранами. И в 7-8 раз меньше сил, действующих в токопроводах при отсутствии экранов. Коэффициент экранирования по расчету составил 12%, 15% и 11,5%

На рисунке показаны кривые ЭДУ действующих на шину А.

7.3Токопроводы с непрерывными экранами и двумя дросселями, включенными в цепь экранов крайних фаз.

На рисунке 5.6 представлена схема соединения токопроводов

Значения сопротивлений дросселей подобрано исходя из условия минимизации потерь в экранах в стационарном режиме. В экранах таких токопроводов протекают и продольные и вихревые токи. Этот случай является промежуточным между двумя описанными выше случаями.

Рисунок 7.6 Схема соединения токопроводов

Как следует из расчетов , продольные токи только частично компенсируют поле собственных токов в шинах, и тогда на шину А оказывают влияние некомпенсированные токи соседних фаз. Кроме того поле собственного экрана также участвует в образовании результирующей силы. Максимальное значение результирующей силы в 2-3 раза больше сил, действующих на шины токопровода с непрерывными экранами, и почти в два раза меньше максимума результирующей силы соответствующей фазы в токопроводе с секционированными экранами. При этом характер результирующей кривой не меняется по сравнению с результирующей кривой сил в токопроводе с секционированными экранами, максимальное усилие на фазу В достигается также ко второму периоду. Коэффициент экранирования для фаз А,В,С соответсвенно равны 26%, 53%, 5%. На рисунке представлены кривые ЭДУ, действующие на фазу А.

Экспериментальные исследования электромагнитных режимов в переходном процессе проводились на блоке трехфазного пофазно-экранированного токопровода ТЭН-300 при различных схемах соединения экранов. Измерялись фазные токи в шинах, продольные токи в экранах , напряженность магнитного поля и плотность тока на наружных поверхностях экранов, напряжение между экранами и магнитный поток, пронизывающий магнитопровод реактора, когда экраны соединены через реакторы.

Проведено сопоставление данных измерений исследуемых параметров с результатами расчетов этих величин при экспериментальных токах к.з. в шинах на основе разарботанной математической модели. Среднеквадратичная погрешность расчета переходных процессов находится в пределах 10%, что является достаточно хорошим результатом.

С помощью математической модели был произведен также численный расчет ЭДУ, действующих на шины и экраны такого токопровода при различных схемах соединений экранов и экспериментальных токах КЗ в шинах. В результате расчета получены зависимости исследуемых характеристик токопродов в переходном режиме, определены коэффициенты экранирования.

Для токопровода с секционированными экранами при экспериментальных токах в шинах(рис) были рассчитаны ЭДУ, действующие на шины от каждого экрана, соседних двух шин, и результирующие ЭДУ. Как следует из расчетов в образовании результирующей силы на шину данной фазы участвуют главным образом те же слагаемые усилий. что и в случае трехфазного КЗ на шины генератора 800 МВт. Так для примера на рис приводятся кривые ЭДУ, действующих на фазу А. Как следует из рисунка, результирующая сила на шину фазы А образуется в основном из усилий, создаваемых экраном фазы В и током фазы С.

Расчетные значения коэффициентов экранирования в данном случае составляет для фаз А,В,С соответсвенно 41%,70%,11%. Следовательно, так же как и в случае трехфазного КЗ на шинах генератора 800МВт, наихудшие условия экранирования в токопроводе с секционированными экранами имеют место на средней фазе.

Расчетные значения коэффициентов экранирования при экспериментальных токах в шинах в токопроводах с непрерывными экранами составляют 13%,4%,10%. Следовательно и при этих токах имеет место почти полное экранирование.

1)Анализ кривых ЭДУ показал, что топровод с секционированными экранами почти не экранирует ЭДУ в одной из фаз, а в другой экранирует лишь на половину. Кроме того, потери мощности в таких токопроводах лишь не намного меньше потерь в токпроводах с непрерывными экранами. В добавление к уже известному факту. Что секционированные экраны не ослабляют внешнего магнитного поля, отмеченные выше обстоятельства указывают на неэффективность применения таких экранов с точки зрения улучшения электромагнитных режимов. Единственным обоснованием применения таких экранов может явится улучшение эксплутационных характеристик.

2)Наиболее надежным типом экранов являются непрерывные экраны полностью компенсирующие как в переходном так и в стационарном режиме ЭДУ, действующие на токопроводы.

3)В том случае, когда ЭДУ, действующие на шины при КЗ не достигают критических значений, на передний план выдвигаются вопросы снижения потерь мощности в экранах при стационарном режиме. В связи с этим оказывается целесообразным введение реакторов в схему соединения экранов. При этом ЭДУ уменьшаются в наиболее слабо экранированной фазе примерно в два раза по сравнению с силами, действующими в токопроводах при отсутствии экранов.

Размещено на Allbest.ru

...