Электрическая часть Государственной районной электростанции - 960 МВт

9. ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПО НОМИНАЛЬНЫМ ПАРАМЕТРАМ ДЛЯ ОСТАЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ

9.1 Выбор выключателей и разъединителей в ОРУ-220кВ

Выбираем выключатели типа: ВГТ-220-40 /2500 У и разъединители типа: РПД-220 /1600

9.2 Выбор трансформатора тока

Выбираем трансформатор тока типа: ТРГ- 220

По напряжению установки:

По току:

9.3 Выбор трансформатора напряжения

Выбираем трансформатор напряжения типа: НКФ-220

По напряжению:

9.4 Выбор разрядников

Выбираем ограничители перенапряжения ОПН-220У1

По напряжению:

9.5 Выбор изоляторов

Согласно ПУЭ выбираем полимерные изоляторы на U=220кВ типа: ЛК-70/220АIV

9.6 Выбор сборных шин и ошиновки в цепи трансформатора

Принимаем провод учитывая, что токоведущие части в РУ-35кВ и выше выполняются сталеалюминевыми проводами АС

Выбираем провод АС-300/48

Выбор оборудования и токоведущих частей в цепи генератора

9.7 Выбираем выключатель типа: ВВГ-20-160 и разъединитель

РВП-20/12500 9.8 Согласно ПУЭ выбираем комплектный токопровод (КЭТ) типа: ТЭКН-Е-20-12500-400, из [3, с.540]

- по напряжению:

- по току:

Тип опорного изолятора: ОФР-24-750, шаг между изоляторами 3000мм

Тип применяемого трансформатора напряжения: ЗНОЛ-20;

Тип применяемого трансформатора тока: ТШВ-20-10000/5

9.8 В системе собственных нужд станции для схемы с одной системой шин выбираем комплектное распределительное устройство с вакуумным выключателем ВВЭ-10-31,5/2500ТЗ

- по току:

Для безопасного обслуживания и локализации аварий корпус разделен на отсеки металлическими перегородками и автоматически закрывающимися металлическими шторками. Выключатель с приводом установлен на выкатной тележке. В верхней и нижней частях тележки расположены подвижные разъединяющие контакты, которые при вкатывании тележки в шкаф замыкаются с шинным и линейным неподвижными контактами.

Отсек сборных шин устанавливается на корпусе шкафа.

Приборный шкаф представляет собой металлическую конструкцию, на фасадной дверце которой размещаются приборы измерения, счетчики, ключи управления и аппаратура сигнализации. Блок релейной аппаратуры установлен внутри шкафа.

КРУ серии К-101 рассчитан на номинальный ток сборных шин 3200 А, имеют значительно меньшие габариты, чем другие типы КРУ и являются наиболее перспективными.

- условие выполняется.

9.9 Выбор способа синхронизации

Чтобы включить генератор для нормальной работы необходимо выполнить определенные условия которые называются синхронизацией.

На станции принимаем метод точной синхронизации. Автоматическая точная синхронизация выполняется с помощью автоматики АС-М2.

Перед синхронизацией генератора ротор разгоняется паровой турбиной до синхронной скорости. Необходимо выполнить четыре условия:

1 - одинаковые частоты генератора и сети f_Г = f_C, допускается ?f=0,1Гц;

2 - одинаковые напряжения генератора и сети U_Г = U_С добиваются изменением тока возбуждения, допускается разница не более ?U?10%;

3 - одинаковое чередование фаз, проверяется после монтажа генератора и капитального ремонта.

4 - совпадение фаз одноименных напряжений, которые должны быть в противофазе. д?180⁰ подгоняем с помощью синхронизатора. При подходе стрелки к красной черте с углом до 10⁰ генератор включается в сеть и плавно входит в синхронизацию.

Если условия не выполняются, то в момент включения генератора в сеть протекает уравнительный ток. Особенно важно выполнить четвертое условие.

Если д=0, то

,

то генератор повреждается.

Генератор методом самосинхронизации включать нельзя т.к. обмотки имеют водяное охлаждение и при включении его этим методом трубки с водой сжимаются.

10. ВЫБОР И ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА 220 КВ

Как правило, РУ напряжением 35 кВ и выше сооружаются открытыми.

Так же как и ЗРУ, открытые РУ должны обеспечить надёжность работы, безопасность и удобство обслуживании при минимальных затратах на сооружение, возможность расширения, максимальное применение крупноблочных узлов заводского изготовления.Расстояние между токоведущими частями и от них до различных элементов ОРУ выбирается в соответствии с требованиями ПУЭ.

Все аппараты ОРУ располагаются на невысоких железобетонных основаниях. По территории ОРУ предусматриваются проезды для возможности механизации монтажа и ремонта оборудования. Шины выполнены гибкими из многопроволочных проводов. Гибкие шины крепятся с помощью подвесных изоляторов на порталах.

Под силовыми трансформаторами и масляными реакторами предусматривается маслоприёмник, в который укладывается слой гравия толщиной не менее 25см, 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.

Для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений в ОРУ установлены молниеотводы, грозозащитный трос на воздушных линиях, ограничители перенапряжения (ОПН) и заземляющий контур, отводящие опасные перенапряжения в землю.

Открытое РУ ограждено по всему периметру.

Открытое РУ имеет следующие преимущества перед закрытыми: меньше объём 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 тоже 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.

11. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА БЛОКА 500 МВТ

Комплекс защит состоит из двух независимых, дублирующих друг друга, систем (комплектов защит). Каждая система независима по цепям оперативного постоянного тока, входным и выходным цепям, цепям сигнализации.

В комплексе предусмотрена возможность вывода из работы одной из систем защит при сохранении полной работоспособности оставшейся системы защит.

При полной главной электрической схеме блока генератор - трансформатор, включающей генератор, силовой блочный трансформатор, систему тиристорного возбуждения с выпрямительным трансформатором, а также трансформатор собственных нужд, полная система защиты располагается в одном шкафу, а комплекс защит состоит из двух шкафов типов ШЭ1112.

Объем и типы запроектированных защит выполнены в соответствии с действующими ПУЭ, Нормами технологического проектирования (НТП), «Общими техническими требованиями к микропроцессорным устройствам защиты» СО 34.35.310-97 (34.35.310-97 РД), а также на основании технической документации ООО НПП «Экра» и техническими требованиями к микропроцессорной защите ШЭ 1112.

В диапазоне частот 49,5…50,5 Гц основные защитные функции обладают характеристиками срабатывания без дополнительных погрешностей. Рабочий диапазон специальных защитных функций может изменяться от 10 до 75 Гц в зависимости от их назначения.

Измерительные функции U, I, F, P, Q обеспечивают измерение среднеквадратичных значений однофазного напряжения, тока, частоты, активной и реактивной мощностей с отображением измеряемых значений на экране монитора локального интерфейса человек-машина или на дисплее цифрового терминала.

11.1 Расчет продольной дифференциальной защиты генератора

Продольная дифференциальная защита предназначена для защиты от междуфазных повреждений в обмотке статора генератора и на его выводах, а также от двойных замыканий на землю в цепях генераторного напряжения. Трансформаторы тока защиты включают на полный ток генератора со стороны внешних выводов, со стороны нейтрали на тот же полный ток, или на его половину, в каждую из двух параллельных ветвей обмотки статора.

Все параметры измеряются в относительных единицах, то есть по отношению к вторичному номинальному току.

Максимальный ток внешнего трехфазного короткого замыкания приводится к вторичному току.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

где I_ПО - периодическая составляющая суммарного трехфазного тока КЗ в цепи генератора;

k_I - коэффициент трансформации трансформаторов тока

Начальный ток срабатывания реле определяет чувствительность защиты при малых тормозных токах. Величина I_с.р. выбирается с учетом возможности отстройки защиты от тока небаланса номинального режима:

где k _одн. - коэффициент однотипности трансформаторов тока (принимается равным 1 при разных трансформаторах тока, или 0,5 при одинаковых); f_i = 0,1 -относительная погрешность трансформаторов тока; Определить начальный ток срабатывания реле;

Определить коэффициент торможения

Коэффициент торможения определяет чувствительность защиты к повреждениям при протекании тока нагрузки или качаниях и асинхронном ходе. Величина К_т выбирается с учетом отстройки защиты от токов небаланса, вызванных погрешностями трансформаторов тока при сквозных коротких замыканиях.

Определить максимальный ток небаланса при внешнем трехфазном к.з. или асинхронном ходе:

где k _одн - коэффициент однотипности трансформаторов тока; f_i = 0,1 -относительная погрешность трансформаторов тока; I_max -максимальный ток через ТТ при трехфазном к.з. в цепи генераторного напряжения, кА;

I_ном= I_ном.Г/k_I=10,/2400=4,5 - приведенный ток генератора;

k_АП =2 - коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей тока

Тогда максимальный ток срабатывания реле равен:

Определить относительный тормозной ток при максимальном сквозном токе:

Расчетный коэффициент торможения:

Диапазон уставок К_Т: от 0,3 до 0,7 с шагом 0,1.

Принимаем коэффициент торможения 0,2

Дифференциальная токовая отсечка обеспечивает быстрое и надежное срабатывание защиты при внутренних к.з. с большими токами, когда возможно насыщение высоковольтных ТТ при значении полной погрешности ТТ до 50%.

Уставка I_ОТС: от 6 до 12 с шагом 0,1.

11.2 Дифференциальная защита блока генератор- трансформатор

Предназначена для защиты от внутренних повреждений блочного трансформатора и генератора.

Защита выполняется трехрелейной и включается на токи трех фаз к трансформаторам тока, установленным со стороны обмотки высшего напряжения блочного трансформатора и трансформатора собственных нужд, а также трансформаторам тока, установленным в нулевых выводах генератора.

Защита выполняется с токозависимой характеристикой с уставкой по начальному току срабатывания I_с.р., регулируемой в диапазоне от 0,2 до 0,8 с шагом 0,01.

Для обеспечения надежной работы при больших токах повреждения в зоне действия защиты предусмотрена дифференциальная отсечка с током срабатывания I_отс., регулируемым в диапазоне от 6,0 до 12 с шагом 0,1. Дифференциальная отсечка отстраивается от бросков тока намагничивания.

Защита правильно функционирует при коротком замыкании в зоне действия:

- при токе повреждения более начального тока срабатывания и до 40*I_ном. при значении полной погрешности высоковольтных трансформаторов тока в установившемся режиме, вызванной их насыщением при работе на активную нагрузку, до 10%;

- при токе повреждения более тока срабатывания дифференциальной отсечки и до 40*I_ном. при значении полной погрешности высоковольтных трансформаторов тока в установившемся режиме, вызванной их насыщением при работе на активную нагрузку до 50%.

В защите обеспечена отстройка от токов небаланса при внешних к.з. и асинхронном ходе.

11.3 Токовая защита блочного трансформатора

Защита выполняется трехфазной и включается на фазный ток со стороны высшего напряжения трансформатора.

Защита правильно функционирует при к.з:

- при токе повреждения более тока срабатывания I_с.р. и до 40* I_ном. при значении полной погрешности высоковольтных трансформаторов тока в установившемся режиме, вызванных их насыщением при работе на активную нагрузку до 10%;

- при токе повреждения более тока срабатывания I_отс. И до 40* I_ном. при значении полной погрешности трансформаторов тока в установившемся режиме, вызванных их насыщением при работе на активную нагрузку до 50%

11.4 Токовая защита обратной последовательности генератора

Защита выполняется трехфазной.

Назначение:

- резервная защита от внешних несимметричных повреждений; - защита генератора от несимметричных перегрузок.

Свойства:

- отстроена от апериодической составляющей и высших гармоник. Ток срабатывания: от 0,05 до 3 с шагом 0,01.

11.5 Резервная защита нулевой последовательности от к.з. на землю стороны высшего напряжения

Токовая защита нулевой последовательности подключается к трансформатору тока, встроенному во ввод нейтрали обмотки напряжения трансформатора.

Для режима работы блока с незаземленной нейтралью предусматривается защита напряжения нулевой последовательности с контролем отсутствия тока в нейтрали.

Уставки по току срабатывания регулируются в диапазонах: для органа тока 1 ступени - от 0,15 до 6 с шагом 0,01; для органа тока 2 ступени - от 0.1 до 4 с шагом 0,01.

Уставки по напряжению регулируются в диапазоне от 1,0 до 15 В с шагом 0,1 В.

11.6 защита от несимметричных перегрузок генератора

Назначение:

- защита от перегрева ротора генератора из-за асимметричной нагрузки. Защита реагирует на относительный ток обратной последовательности.

Свойства: - выдержка времени, обратно зависимая от тока обратной последовательности; - имитация процесса охлаждения ротора генератора с регулируемым временем охлаждения;

- отстроена от апериодической составляющей и высших гармоник; - трехфазное измерение.

11.7 Защита от симметричных перегрузок генератора

Назначение:

- защита от перегрузок статора генератора. Защита реагирует на относительный ток статора фазы с максимальным значением тока в трехфазном режиме.

Свойства:

- выдержка времени, обратно зависимая от величины тока; - имитация процесса охлаждения генератора с регулируемым временем охлаждением ; - отстроена от апериодической составляющей и высших гармоник; - одно- или трехфазное измерение; - выявление фазы с максимальным значением тока в трехфазном режиме.

11.8 Защита ротора от перегрузок

Назначение:

- защита от перегрузок ротора генератора при наличии измерительных трансформаторов тока в системе возбуждения; - защита от перегрузок ротора генератора с бесщеточной системой возбуждения. Защита реагирует на относительный ток ротора

Свойства:

- выдержка времени, обратно зависимая от величины тока; - имитация процесса охлаждения ротора генератора с регулируемым временем охлаждения;

- отстроена от апериодической составляющей и высших гармоник;

- трехфазное измерение;

- сумма средневыпрямленных значений токов фаз А,В,С;

- моделирование тока ротора по току и напряжению статора генератора.

11.9 Защита от перевозбуждения

Назначение:

- защита генераторов и трансформаторов от перевозбуждения. Под явлением перевозбуждения понимается наличие избыточного магнитного потока в сердечнике, который вызывает насыщение и создает дополнительные потери от вихревых токов в сердечнике и в смежных с ним электропроводящих материалах.

Перевозбуждение может возникать из-за перенапряжения, понижения частоты или из-за сочетания обоих факторов.

Свойства: - вычисление отношения U/F;

- однофазное измерение;

- блокировка при понижении напряжения.

11.10 Защита от замыкания на землю обмотки статора генератора

Назначение:

- защита от замыкания на землю обмотки статора генератора, не имеющего гальванической связи с системой собственных нужд или сетью потребителей.

Принцип действия защиты основан на наложении на первичные цепи статора генератора постоянного тока.

К защите подводится напряжение с измерительной обмотки источника постоянного контрольного тока частотой 25 Гц.

Среднее значение этого сигнала примерно пропорционально постоянной составляющей наложенного тока, а последняя примерно обратно-проп...