Проектирование электрической станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Анализ исходных данных на КП

1.1 Назначение станции. Краткое описание назначения и технических характеристик тепловых турбин

1.2 Выбор типа и мощности турбогенераторов

2. Выбор структурной и электрической схем электростанции

2.1 Выбор вариантов структурной схемы

2.2 Выбор трансформаторов

3. Выбор электрических схем РУ станции

4. Расчёт токов КЗ

4.1 Короткое замыкание на шинах 110 кВ

5. Выбор и проверка электрических аппаратов

5.1 Выбор и проверка выключателей и разъединителей

6. Выбор и проверка токоведущих частей

7. Выбор изоляторов

8. Система электрических измерений на станции

8.1 Выбор измерительных трансформаторов тока

8.2 Выбор измерительных трансформаторов напряжения

9. Выбор ограничителей перенапряжения

9.1 Выбор высокочастотных заградителей

9.2 Выбор фильтров присоединения

Заключение

Список литературы



Введение

КЭС - тепловая паротурбинная электростанция, назначение которой - производство электрической энергии с использование конденсационных турбин. На КЭС применяется органическое топливо: твердое топливо, преимущественно уголь разных сортов в пылевидном состоянии, газ, мазут и т.п. Тепло, выделяемое при сжигании топлива, передается в котельном агрегате (парогенераторе) рабочему телу, обычно - водяному пару. КЭС, работающие на ядерном горючем, называются атомной электростанцией.

Основные технико-экономические требования к КЭС - высокая надежность, маневренность и экономичность. Требование высокой надежности и маневренности обуславливается тем, что производимая КЭС электроэнергия потребляется сразу же, т.е. КЭС должна производить столько электроэнергии, сколько необходимо ее потребителям в данный момент.

КЭС обычно строят вблизи мест добычи топлива, транспортировка которого на большие расстояния экономически невыгодна. Однако, в последнее время ведется строительство КЭС, работающих на природном газе, который можно транспортировать по газопроводам на значительные расстояния. Для строительства КЭС важным условием является наличие поблизости водоема или источника водоснабжения. КПД КЭС не превышает 32-40%. Увеличение КПД КЭС достигается главным образом повышением начальным параметров (давления и температуры) водяного пара, совершенствованием термодинамического цикла, а именно - применением промежуточного перегрева пара и регенеративного подогрева конденсата и питательной воды паром из отборов турбины.

На новых КЭС устанавливают экономичные паротурбинные агрегаты, рассчитанные на работу в базисной части суточного графика нагрузки энергосистемы с продолжительностью использования установленной мощности 5000 часов в год и более. Тепловые конденсационные станции с такими мощными агрегатами по технико-экономическим соображениям выполняют из нескольких автономных частей - блоков. Каждый блок состоит из парогенератора, турбины, электрического генератора, повышающего трансформатора.

Проектирование электрической станции является очень важной и ответственной задачей, для выполнения которой необходимо применение теоретических знаний, нормативной документации и умение применять новые технические решения в этой области.



1. Анализ исходных данных на КП

1.1 Назначение станции. Краткое описание назначения и технических характеристик тепловых турбин

Паротурбинные ТЭС являются основными электростанциями большинства энергосистем. Конденсационные электростанции (КЭС), предназначены только для производства электроэнергии, с установкой на них турбин чисто конденсационного типа. Главное назначение конденсационных турбин - обеспечение производства электроэнергии, поэтому они являются основными агрегатами мощных ТЭС и АЭС.

Конденсационная паровая стационарная турбина - паровая стационарная турбина без регулируемого отбора пара, с отводом пара из последней ступени в конденсатор и предназначенная для выработки механической энергии. Они, как правило, имеют много нерегулируемых отборов пара для регенеративного подогрева питательной воды, а иногда и для внешних тепловых потребителей.

Блочные ТЭС состоят из отдельных, как правило, однотипных энергетических установок -- энергоблоков. В энергоблоке каждый котел подает пар только для своей турбины, из которой он возвращается после конденсации только в свой котел. По блочной схеме строят все мощные КЭС и ТЭЦ, которые имеют так называемый промежуточный перегрев пара.

1.2 Выбор типа и мощности турбогенераторов

Выбираем генератор типа ТВВ 220-2УЗ, на основе исходных данных, параметры генератора приведены в таблице 1.



Таблица 1 - параметры генератора ТВВ 220 - 2ЕУ3

258,3	220	15,75	0,85	8,625	0,1906

Т - турбогенератор

В- обмотка статора и обмотка ротора охлаждаются непосредственно - водой, а сталь статора - непосредственно водородом

2- 2 полюса

У - для районов с умеренным климатом

3-для работы в закрытых помещениях с естественной циркуляцией

Система возбуждения - независимая ионная



2. Выбор структурной и электрической схем электростанции

2.1 Выбор вариантов структурной схемы

Для выдачи потока энергии, вырабатываемой на проектируемой электростанции, необходима электрическая сеть. Естественно, что схема выдачи мощности электростанции зависит от напряжения и схемы электрической сети существующей энергосистемы, в которой будет работать проектируемая электростанция. Если проектируется мощная электростанция, то она в свою очередь существенно влияет на дальнейшее развитие сети энергосистемы.

Рисунок 1- Вариант структурной схемы №1

Схема выдачи мощности определяет распределение генераторов между РУ разных напряжений, трансформаторную и автотрансформаторную связь между РУ, способ соединения генераторов с блочными трансформаторами, точки подключения пускорезервных и резервных трансформаторов собственных нужд.

КЭС имеет четыре генераторов мощностью 220 МВт. Для выдачи такой мощности в сеть применяется блочное включение генераторов.

Исходя из исходных данных: величин напряжения и мощности к рассмотрению принимаем два варианта структурных схем:

1) 1-й вариант: два блока общей мощностью 440 МВт подключим к ОРУ-220 кВ, два блока мощностью 440 МВт к ОРУ-110 кВ.

2) 2-й вариант: схема КЭС где связь между РУ 110 и 220 кВ осуществляется с помощью блочных автотрансформаторов.

Расчет мощности на собственные нужды электростанции:

,

,

Принята КЭС на газомазутном топливе .

Расчет распределения мощности по обмоткам трансформаторов связи в нормальном режиме для первого варианта структурной схемы.

1) Нормальный режим:

,

,

2) Аварийный режим - отключение одного блока 220 МВт (G4), подключенного к РУ 110 кВ:

,

,

Переток осуществляется от РУВН к РУСН.

3) Режим минимальных нагрузок - уменьшение нагрузок на 75%:

,

,

2-й вариант: схема с блочными автотрансформаторами, подключенными к ОРУ-220 кВ.

Рисунок 2- Вариант структурной схемы №2

Мощности перетоков для различных режимов:

1) Нормальный режим: SперСН = 95.9, SперВН = 401,9

2) Аварийный режим: отключение генератора G3, SперСН = 344.8,

SперВН = 153

3) Режим минимальных нагрузок: SперСН = 0.2, SперВН = 497,6

Обоснование выбора структурной схемы.

Вариант структурной схемы №2 экономически более выгоден, т. к. элементов в схеме меньше, соответственно такая схема дешевле и надёжнее. Но поскольку невозможно подобрать блочный автотрансформатор, который смог бы трансформировать мощность выдаваемую генератором будем использовать схему №1.

2.2 Выбор трансформаторов

Выбор числа и мощности трансформаторов на КЭС

Мощность блочных трансформаторов выбирается из условия выдачи агрегатами всей располагаемой мощности. Мощность турбогенераторов и блочных повышающих трансформаторов согласованы. Так для турбогенератора 220 МВт, мощность блочного трансформатора составляет 250 МВА.

Исходя из этого, выбираем трансформаторы типа ТДЦ 250000/220 и ТДЦ 250000/110 . Параметры трансформаторов приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 - параметры трансформатора ТДЦ 250000/220

250	242	15,75	11	600	0,5

Таблица 3 - параметры трансформатора ТДЦ 250000/110

250	121	15,75	10,5	640	0,5

Выбор числа и мощности трансформаторов связи КЭС

Выбор автотрансформатора связи производим по перетокам мощности, так как перетоки были подсчитаны в пункте 2.1 результаты расчетов сводим в таблицу 5.

Таблица 4 - расчет перетоков мощности

Режим максимальных нагрузок	Режим минимальных нагрузок	Аварийный режим
S = 153 МВА	S = 239,2 МВА	S = -95,9 МВА

Из таблицы видно, что перетоки максимальные в режиме минимальных нагрузок. Мощность автотрансформатора выбираем по максимальному перетоку мощности :

,

,

Выбираем трехфазный автотрансформатор АТДЦТН - 125000/220/110. Параметры данного автотрансформатора приведены в таблице 6.

Таблица 5 - параметры автотрансформаторов АТДЦТН - 125000/220/110

125	230	121	11	11	45	28

Автотрансформаторы работают в автотрансформаторном режиме. В обоих случаях, что при протекании из ВН-СН, СН-ВН в общей обмотки протекает разность токов, а поэтому общая и последовательная обмотка загружена типовой мощностью, что допустимо.



3. Выбор электрических схем РУ станции

Выбор схемы на 110 кВ.

Выбор схемы РУ осуществляется исходя из числа присоединений, числа выключателей на одно присоединение и напряжения. Так для напряжений 110 кВ и 10 присоединений можно, исходя из рекомендаций, использовать схему с двумя рабочими и обходной системами сборных шин. Схема предоставляет возможность вывода в ремонт выключателя любой электрической цепи без перерыва в ее работе и отключения электрической цепи обходным выключателем при неполадках в работе выключателя цепи, когда отключение его невозможно. Эта схема достаточно надежна, т.к. при К.З на шинах отключаются шиносоединительный выключатель, и только половина присоединений. Отключившиеся присоединения переводят на исправную систему шин. Перерыв электроснабжения половины присоединений определяется длительностью переключений. Схема имеет высокую ремонтопригодность. Такая схема получило широкое применение в РУ 110-220 кВ.

Рисунок 5 -Выбранная схема РУ для шин 110 кВ.

Выбор схемы на 220 кВ.

Выбор схемы РУ осуществляется исходя из числа присоединений, числа выключателей на одно присоединение и напряжения. Так для напряжений 220 кВ и 10 присоединений можно, исходя из рекомендаций, использовать схему с двумя рабочими и обходной системами сборных шин. Схема предоставляет возможность вывода в ремонт выключателя любой электрической цепи без перерыва в ее работе и отключения электрической цепи обходным выключателем при неполадках в работе выключателя цепи, когда отключение его невозможно. Эта схема достаточно надежна, т.к. при К.З на шинах отключаются шиносоединительный выключатель, и только половина присоединений. Отключившиеся присоединения переводят на исправную систему шин. Перерыв электроснабжения половины присоединений определяется длительностью переключений. Схема имеет высокую ремонтопригодность. Такая схема получило широкое применение в РУ 110-220 кВ.

Рисунок 6 -Выбранная схема РУ для шин 220 кВ.



4. Расчёт токов КЗ

В данном курсовом проекте расчет токов КЗ выполнен для двух точек:

· КЗ на шинах РУ 110 кВ

· КЗ на шинах генератора 1

За расчетный вид короткого замыкания принято трехфазное короткое замыкание. По результатам расчета токов короткого замыкания будет произведена проверка проводников и аппаратов по условиям термической и динамической стойкости. Расчет токов короткого замыкания будет производиться методом эквивалентных ЭДС.

Рисунок 7 - Исходная схема

Рисунок 8- Схема замещения в общем виде

Рассматриваются точки короткого замыкания в ветви каждого генератора, а также на шинах РУ ВН и РУ СН. В качестве примера разберем точку КЗ на шинах РУ СН 110 кВ.

4.1 Короткое замыкание на шинах 110 кВ

Определение параметров схемы замещения

Выбор базисных условий

кВ; МВА.

Базисный ток определим по формуле:

;

где - базисная мощность;

- базисное напряжение

кА;

Базисное сопротивление определим по формуле:

;

Ом.

Определение коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов для точного приведения.

Коэффициент трансформации определим по формуле:

;

где - напряжение со стороны основной ступени;

- напряжение со стороны приводимого элемента;

; ; .

Определение ЭДС схемы замещения

Система GS:

где - номинальное напряжение системы;

- ЭДС системы;

- базисное напряжение.

Определение ЭДС генераторов

(9)



Определение сопротивления автотрансформатора

- сопротивление высшей обмотки напряжения:

- сопротивление средней и низшей обмотки напряжения:

- сопротивление автотрансформатора:

Сопротивление системы:

Сопротивления трансформаторов:

Сопротивление линии системы:

Сопротивление нагрузки:

Сопротивления генераторов:



Преобразование схемы замещения:



Рисунок 9 - Преобразованная схема замещения

Определяем ток в ветвях в относительных единицах:



Оцениваем удаленность генераторов и сравниваем со значением 2, этот параметр оценивает удаленность генераторов, если он более 2, то генератор находится близко от точки кз, и его ток изменяется во времени, в противном случае ток принимается неизменным и постоянным:

Следовательно, все генераторы удалены от точки КЗ

Расчетное время отключения выключателя:

где: - наименьшее возможное время действия релейной защиты данной цепи, равное 0,01 с

- собственное время отключения выключателя, с

Значение периодической составляющей

Значение апериодической составляющей

Ударный ток КЗ

Тепловой импульс

где-постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ от эквивалентного источника энергии (системы)

Результаты расчета токов короткого замыкания в других точках находятся аналогично. Результаты расчета токов короткого замыкания приведены в таблице 8



Таблица 6 - Результаты расчета токов КЗ

Расчетные величины	КЗ 110 кВ	КЗ 15,75 кВ (РУ СН 110 кВ)
	25.24	29.935
	28.02	28.76
	25.24	30
	67.784	89.523
	32.5	1048,44

Расчет токов КЗ в программе «EnergyTKZ».

Рисунок 10 - Расчеты в программе

Так как программа не учитывает влияние нагрузок на ток короткого замыкания, результаты приведенные в таблице 7, скорректированы с учетом нагрузок вручную.

Таблица 7 - Результаты расчета токов КЗ в программе «EnergyTKZ» в сравнении с ручным расчетом

Параметры	В программе	Ручной расчет
Точка КЗ	К1	К2	К1	К2
Uном, КВ	15,75	110	15,75	110
,	24,83	29,2	25,24	30
,	66,27	88,46	67,784	89,523



5. Выбор и проверка электрических аппаратов

5.1 Выбор и проверка выключателей и разъединителей

Выбор и проверка выключателей осуществляется по следующим параметрам , приведенные в таблице 8.

Таблица 8 - Выбор и проверка выключателей

Выбор выключателей:
1) по напряжению;	UномUс.ном;
2) по длительному току;	Iном Iнорм.расч, КпIном Iутж;
Проверка выключателей:
3) на симметричный ток отключения;	Iотк.ном.Iп?;
4) на отключение апериодической составляющей тока к.з.;	iа.ном.iа?;
5) отключающая способность по полному току, где н % ? нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключенном токе ;
6) по включающей способности;	IвклIпо, iвкл iу;
7) на электродинамическую стойкость;	Iпр.сквIпо, iпр.скв iу;

Выбор и проверка разъединителей осуществляется по следующим параметрам , приведенные в таблице 9.

Таблица 9 - Выбор и проверка разъединителей

Выбор разъединителей:
1) по напряжению установки;	UномUс.ном;
2) по длительному току;	Iном Iнорм.расч, КпIном Iутж;
Проверка разъединителей:
3) на электродинамическую стойкость;	Iпр.скв iу;
4) на термическую стойкость.	если tтерм tоткл, то Iтерм2tотклBк, если tтерм? tоткл, то Iтерм2tтермBк.

Выбор и проверка выключателей и разъединителей на ОРУ - 110 кВ

Нормальный расчетный ток, считается для самого мощного присоединения в нашем случае это трансформатор:

Выбираем колонковый элегазовый выключатель типа ВЭК-110- 40/2000 и разъединитель типа РНД-110/2000 данные по их выбору и проверке сведены в таблицу 10.

Таблица 10 - Выбор и проверка выключателя и разъединителя

Расчётные данные	Каталожные данные
	Выключатель	Разъединитель
	ВЭК-110- 40/2000	РНД-110/2000
		-
		-
		-

Выбор генераторных выключателей и разъединителей на напряжение 15,75 кВ.

Нормальный расчетный ток



где - номинальная мощность генератора, МВА;

- номинальное напряжение генератора, кВ.

Ток утяжеленного режима определим при работе генератора на пониженном напряжении:

Выбираем выключатель типа HECS-25,3-130/13000 и разъединитель типа РВП-20/12500 данные по их выбору и проверке сведены в таблицу 11.

Таблица 11 - выбор и проверка выключателя и разъединителя для генератора

Расчётные данные	Каталожные данные
	Выключатель	Разъединитель
	HECS-25,3-130/13000	РВП-20/12500
		-
		-
		-

Выбор выключателей и разъединителей на напряжение 220 кВ в цепи автотрансформаторов связи.

Нормальный расчетный ток



где - номинальная мощность трансформатора связи, МВА;

- номинальное высокое напряжение трансформатора связи, кВ.

Ток утяжеленного режима

где - коэффициент аварийной перегрузки автотрансформатора.

Выбираем колонковый элегазовый выключатель типа ВЭБ-220-40/3150 и разъединитель тип РГП-220/2000УХЛ1 данные по их выбору сведены в таблицу 12.

Таблица 12 - Выбор выключателя и разъединителя для автотрансформатора

Расчётные данные	Каталожные данные
	Выключатель	Разъединитель
	ВЭБ- 220-31,5	РГП-220/2000УХЛ1

Выбор выключателей и разъединителей на напряжение 110 кВ в цепи автотрансформаторов связи.

Нормальный расчетный ток



где - номинальная мощность трансформатора связи, МВА;

- номинальное высокое напряжение трансформатора связи, кВ.

Ток утяжеленного режима

где - коэффициент аварийной перегрузки автотрансформатора.

Выбираем элегазовый выключатель типа ВЭК-110-40/2000 и разъединитель типа РНД-110/2000 данные по их выбору сведены в таблицу 13.

Таблица 13 - Выбор выключателя и разъединителя для автотрансформатора со стороны 110 кВ

Расчётные данные	Каталожные данные
	Выключатель	Разъединитель
	ВЭК-110- 40/2000	РНД-110/2000
		-
		-
		-

Выбор выключателей и разъединителей на ОРУ-220 кВ

Нормальный расчетный ток, считается для самого мощного присоединения в нашем случае это трансформатор:



где - номинальная мощность трансформатора , МВА;

- номинальное высокое напряжение трансформатора , кВ..

Выбираем колонковый элегазовый выключатель типа ВЭБ-220-40/3150 и разъединитель типа РГП-220 данные по их выбору сведены в таблицу 14.

Таблица 14- Выбор выключателя и разъединителя для ОРУ-220 кВ

Расчётные данные	Каталожные данные
	Выключатель	Разъединитель
	ВЭБ-220-40/3150	РГП-220/2000УХЛ1



6. Выбор и проверка токоведущих частей

Выбор и проверка токопроводов 15,75 кВ

Для соединения турбогенератора ТВВ-220 с повышающим трансформатором, примем пофазно-экранированный токопровод марки ТЕКН-20-20000-560 [21] с параметрами, приведенные в таблице 15.

Таблица 15 - Технические данные токопровода

Параметры	ТЕКН-20-20000-560
Ном. напряжение токопровода, кВ	20
Номинальный ток токопровода, А	10000
Электродинамическя стойкость, кА	300
Токоведущая шина dЧS,	678
Тип опорного изолятора	ОФР-24-750 кр
Шаг между изоляторами, мм	3000
Тип применяемого ТН	ЗНОЛ.06.24
Тип применяемого ТТ	ТШВ-24-30000/5
Длина монтажной секции, м	6,5

Выбор и проверка выбранного токопровода приведена в таблице 16.

Таблица 16 - Расчетные и каталожные данные

Условия выбора	Расчетные данные	Данные токопровода ТЕКН-20-20000-560

Комплектация токопровода ТЕКН-20-20000-560:

· трансформатор напряжения типа ЗНОЛ-10;

· встроенный трансформатор тока типа ТШ-20-10000/5;

· тип опорного изолятора ОСК 8-10-А01-1 УХЛ1.

Отпайка к трансформатору собственных нужд выполняется тем же комплектным пофазно-экранированным токопроводом.

Выбор и проверка токопроводов 110 кВ

В РУ 35 кВ и выше вся ошиновка выполняется проводами АС.

Сечение сборных шин выбираются по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах

Ток утяжеленного режима в шинах

Принимаем 2 сталеаллюминиевых провода марки АС-240/32, Iдоп=1210 А, d=21,6мм, m=0,921 кг один метр провода .

Проверка провода по допустимому току

>

Проверка на термическое воздействие не производится, так как шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Проверка проводов на электродинамическое действие тока кз

Сила взаимодействия между фазами

где D - расстояние между фазами.

Сила тяжести 1м провода (с учетом массы колец 1,6 кг)

где - масса одного провода.

Эквивалентное по импульсу время действия быстродействующей защиты. электростанция трансформатор замыкание генератор

где - действительная выдержка времени защиты от токов кз, с.

Определим отношение

где - максимальная стрела провеса провода по габаритно-монтажным условиям, м.

По диаграмме для значения находим , откуда

Допустимое отклонение фазы

где - наименьшее допустимое расстояние в свету между соседними фазами в момент их наибольшего сближения, для ОРУ-110 кВ ,d - диаметр токопровода.

Схлёстывания не произойдёт, т.к. > .

Проверка по условиям коронирования не требуется, так как выбранное сечение исключает коронирование.

Токоведущие части от выводов трансформатора 110 кВ до сборных шин выполняется гибкими токопроводами.

Их сечение выбирается по экономической плотности тока.

Номинальный ток токопровода

Сечение токопровода

где - экономическая плотность тока

Принимаем 2 сталеаллюминиевых провода марки АС- 300/48 ,

Iдоп=1180 А.

Проверка по допустимому току

>

Проверка на термическое действие токов КЗ не производим, т.к. применены голые провода на открытом воздухе.

Как уже было показано выше, проверка на корону не производится.

Выбор и проверка токопроводов 220 кВ

В РУ 35 кВ и выше вся ошиновка выполняется проводами АС.

Сечение сборных шин выбираются по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах

Ток утяжеленного режима в шинах



Принимаем 1 сталеаллюминиевый провод марки АС- 185/24, Iдоп=520 А .

Проверка провода по допустимому току

>

Токоведущие части от выводов трансформатора 220 кВ до сборных шин выполняется гибкими токопроводами.

Их сечение выбирается по экономической плотности тока.

Номинальный ток токопровода

Сечение токопровода

Принимаем 1 сталеаллюминиевый провод марки АС- 185/24, Iдоп=520 А.

Проверка по допустимому току

>

На ОРУ напряжением 220 кВ ошиновку выполняем гибкими проводами типа АС. Сборные шины выбираются по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах, .



Принимаем гибкий провод АС - 300/66, ; проверка на термическое действие токов КЗ не производится, т.к. шины выполняются голыми проводами на открытом воздухе. Проверка на корону может не производиться, т.к. при напряжении установки 220 кВ и сечении проводов более 120 мм2 провода не коронируют.

Выбор гибких токопроводов от выводов трансформатора до сборных шин напряжением 220 кВ выполняется гибкими проводами. Их сечение выбирается по экономической плотности тока:

где - ток нормального режима;

- экономическая плотность тока.

Принимаем гибкий провод АС - 700/86, ; проверка по допустимому току: выполняется.

Проверка на термическое действие токов КЗ не производится, т.к. применены голые провода на открытом воздухе. Проверка на корону не производится, т.к. провод имеет сечение больше 120 мм2.

Сечения линий связи с энергосистемой

В практике проектирования принято, чтобы при работе всех отходящих от станции линий, а также при отключении любой из них должна обеспечиваться выдача всей располагаемой электростанцией мощности при нормальном уровне устойчивости системы и надлежащем качестве электроэнергии у потребителей. Для определения количества и сечения линий связи необходимо определить активную мощность, передаваемую по ним в систему с учетом дальности передачи и экономически целесообразных величин передаваемых мощностей:

Полная мощность отдаваемая в систему в режиме минимальных нагрузок:

=320,548 МВТ

=410,973 МВА

==2.137,

где Рл- пропускная способность линии, при Lo=50 км.

- максимальная мощность отдаваемая в систему.

Принимаем .

Минимальное сечение исключающее коронирование для РУ 220 кВ 2 сталеаллюминиевых провода марки АС- 240/39. Исходя из этого принимаем 3 сталеаллюминиевых провода марки АС-500/27, Iдоп=2880 А.

>

Ток аварийного режима в линии



Проверка провода по допустимому току аварийного режима:

>



7. Выбор изоляторов

Выбор подвесных изоляторы на 220 и 110 кВ.

В ОРУ для крепления гибких проводов применяются подвесные изоляторы.

Подвесные изоляторы выбирают:

- по номинальному напряжению: Uуст ? Uном.

К установке принимается подвесные полимерные изоляторы типа ЛК-160/500-IV УХЛ1 и ЛК-120/110- III УХЛ1. На механическую прочность подвесные изоляторы не проверяются, так как расстояния между фазами принимаются большими и при выборе полимерных изоляторов механические нагрузки уже учтены.

Выбор и проверка проходных изоляторов для токопровода ТЭНЕ-20-10000-300.

Проходные изоляторы выбирают:

- по номинальному напряжению Uуст ? Uном;

- по номинальному току Iном?Iмакс.

Проверяют:

- на механическую нагрузку.

Максимальный ток:

Таблица 17- Расчетные и каталожные данные

Расчетные данные	Каталожные данные изолятора ИП-20/10000-3000У, ХЛ, Т2	Условия выбора
Uуст=15,75кВ	Uном=20 кВ	Uуст Uном
Imax=11439,7А	Iном=16000 А	Imax Iном
Fразр =15054	Fдоп=22500	Fразр Fдоп



Расчет на механическую нагрузку.

Допустимая нагрузка на изолятор

Fдоп=0,6Fразр=0,6•37500=22500 Н,

где Fразр - разрушающая нагрузка на изгиб, Н.

Расчетная сила, действующая на изолятор

- условие выполняется.



8. Система электрических измерений на станции

8.1 Выбор измерительных трансформаторов тока

Трансформаторы тока (ТТ) предназначены для уменьшения первичного тока до значений удобных для измерения, а так же для отделения цепей измерения и автоматики от первичных цепей высокого напряжения.

Выбор и проверка трансформаторов тока производится по:

- по напряжению установки
- по току
- по конструкции и классу точности
- по электродинамической стойкости
- по вторичной нагрузке

Электродинамическая стойкость шинных ТТ определяется устойчивостью самих шин, поэтому шинные ТТ по этому условию не проверяются.

Выбор трансформаторов тока на напряжение 15.75 кВ.

Так как участок от выводов генератора до силового трансформатора выполнен пофазно-экранированным токопроводом типа ТЭНЕ - 20-18000/560 УХЛ1, то выбираем трансформаторы тока типа ТШ - 20 - 18000/5 встроенные в токопровод.

Таблица 18 - Перечень приборов, подключенных к ТШ - 20 - 18000/5

Наименование прибора	Тип	Нагрузка трансформатора тока, ВА
		фаза А	фаза В	фаза С
Ваттметр показывающий	Д-335	0,5	-	0,5
Варметр показывающий	Д-335	0,5	-	0,5
Амперметр показывающий	Э-390	0,5	0,5	0,5
Датчик активной мощности	Е-728	1		1
Датчик реактивной мощности	Е-729	1		1
Амперметр регистрирующий	Н-344	-	10	-
Ваттметр регистрирующий	Н-348	10	-	10
Счетчик активной энергии	ЦЭ6805В	0,2	0,2	0,2
Итого	-	13,7	10,7	13,7

Данные выбору и проверке трансформатора тока сведены в таблицу 19.

Таблица 19

Расчетные данные	Данные трансформатора тока ТШ - 20 - 10000/5
Класс точности 0.5	Класс точности 0.5

Определяем сопротивление проводов:

;

Задаемся длинной соединительных проводов, с медными жилами () равной 40 м.

Тогда сечение соединительных поводов:



т. к. трансформаторы тока включены в полную звезду

По условию прочности, для медных жил, сечение не должно быть меньше 2.5 мм2. Принимаем кабель типа КВВГ - 4Ч2.5 сечением 2.5 мм2. Производим пересчет :

Вторичная нагрузка определится как:

Т. к. то нет необходимости в установке дополнительного трансформатора тока.

Выбор трансформаторов тока на напряжение 220 кВ.

Вторичная нагрузка, с указанием перечня приборов, присоединяемых к выводам вторичной, обмотки трансформатора тока приведена в таблице 20.



Таблица 20

Приборы	Тип	Нагрузка по фазам, В·А
		А	В	С
Амперметр	Э-379	0.5	0.5	0.5
Амперметр	Э-379	0.5	0.5	0.5
Ваттметр	Д-335	0.5	-	0.5
Варметр	Д-335	0.5	-	0.5
Итого:	2.0	1.0	2.0

Первоначально принимаем к установке трансформатор тока типа

ТФЗМ - 220Б - III - 1200/5 ХЛ1, с фарфоровой изоляцией, обмотками звеньевого типа, маслонаполненный.

Данные выбору и проверке трансформатора тока сведены в таблицу 21.

Таблица 21

Расчетные данные	Данные трансформатора тока ТФЗМ - 220Б - III - 1200/5 ХЛ1
Класс точности 0.5	Класс точности 0.5

Определяем сопротивление проводов:

;

Задаемся длинной соединительных проводов, с медными жилами () равной 100 м.



Тогда сечение соединительных поводов:

т. к. трансформаторы тока включены в полную звезду

По условию прочности, для медных жил, сечение не должно быть меньше 2.5 мм2. Принимаем кабель типа КВВГ - 4Ч2.5 сечением 2.5 мм2. Производим пересчет :

Вторичная нагрузка определится как:

Т. к. то нет необходимости в установке дополнительного трансформатора тока.

Выбор трансформаторов тока на напряжение 110 кВ.

Выбор будем производить по номинальным данным. Результаты выбора сведены в таблицу 22.



Таблица 22

Номинальные данные	Данные трансформатора тока ТФЗМ - 110Б - III - 1500/5 ХЛ1
1	2

8.2 Выбор измерительных трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения (ТН) предназначен для понижения первичного напряжения до напряжения вторичных цепей измерения и релейной защиты.

Выбор трансформаторов напряжения производится по:

- напряжению установки Uном ? Uс;

- конструкции и схемы соединения обмоток;

- классу точности;

Проверяют ИТН по:

- вторичной нагрузки S2ном ? S2расч.

Выбор и проверка трансформатора напряжения в цепи генератора.

В комплектном экранированном токопроводе ТЕКН-20-20000-560 установлен трансформатор напряжения ЗНОЛ.06.24 .

Сравнение расчетных и каталожных данных трансформатора напряжения приведены в таблице 23.

Таблица 23 - Выбор трансформатора напряжения

Расчётные данные	Каталожные данные
	класс точности 0,5

Проверка ТН по вторичной нагрузки.

Вторичная нагрузка, с указанием перечня приборов, присоединяемых к выводам вторичной, обмотки трансформатора напряжения приведена в таблице 24.

Таблица 24-Перечень приборов подключаемых к трансформатору напряжения

Прибор	Тип	S одной обмотки, ВА	Число обмоток	соsц	siп ц	Число приборов	Общая потребляемая мощность
							Р, Вт	Q, ВА
Вольтметр	Э-335	2	1	1	0	1	2	--
Ваттметр	Д-335	1,5	2	1	0	1	6	--
Варметр	Д-335	1,5	2	1	0	1	6	--
Датчик активной мощности	E-829	5	--	1	0	1	5	--
Датчик реактивной мощности	Е-8З0	5	--	1	0	1	5	--
Счетчик активной энергии	И-680	2 Вт	2	0,38	0,925	1	4	9.7
Ваттметр регистрирующий	H-348	10	2	1	0	1	20	--
Вольтметр регистрирующий	H-344	10	1	1	0	1	10	--
Частотомер	Э-372	3	1	1	0	1	3	--
Итого							61	9,7

Вторичная нагрузка

(38)



S2ном=75ВА ? S2расч=61,7ВА - условие выполняется.

Выбор и проверка трансформатора напряжения в цепи блочного трансформатора 220 кВ.

Принимаем к установке элегазовый трансформатор напряжения ЗНОГ-220 .

Сравнение расчетных и каталожных данных трансформатора напряжения приведены в таблице 25.

Таблица 25 - Сравнение расчетных и каталожных данных

Расчётные данные	Каталожные данные
	класс точности 0,5

Проверка ТН по вторичной нагрузки.

Вторичная нагрузка, с указанием перечня приборов, присоединяемых к выводам вторичной, обмотки трансформатора напряжения приведена в таблице 26.

Таблица 26 - Перечень приборов подключаемых к трансформатору напряжения

Прибор	Тип	S одной обмотки ВА	Число обмоток	cos ?	sin ?	Число приборов	Рпотр Вт	Qпотр ВА
Вольтметр	Э-8030	2.5	1	1	0	1	2.5	-
Ваттметр	Ц42303	1.5	2	1	0	5	1.5	-
Варметр	Ц301/1	1	2	1	0	5	10	-
Датчик активной энергии	ЦЭ6803В	5	-	1	0	5	5	-
Датчик реактивной энергии	Н-348	5	-	1	0	5	5	-
Вольтметр регистрирующий.	Н-344	10	1	1	0	1	10	-
Частотомер	Э-372	3	1	1	0	1	3	-
Счетчик активной энергии	И-680	2	2	в0.38	00.925	1	2
Итого:	48

Вторичная нагрузка

S2ном=150ВА ? S2расч=48 ВА - условие выполняется.

Выбор трансформатора напряжения на 110 кВ.

Принимаем к установке трансформатор напряжения НАМИ-110

Сравнение расчетных и каталожных данных трансформатора напряжения приведены в таблице 27.

Таблица 27 - Сравнение расчетных и каталожных данных

Расчётные данные	Каталожные данные
	класс точности 0,5

Таблица 28 - Перечень приборов, подключенных к НАМИ-110

Прибор	Тип	Количество приборов	Sпотр,ВА
Вольтметр	Э-335	1	2
Ваттметр	Д-335	1	1,5
Варметр	Д-335	1	1,5
Вольтметр регистрирующий.	Н-344	1	10
Датчик активной мощности	Е-728	1	10
Датчик реактивной мощности	Е-729	1	10
Ваттметр регистрирующий	Н-395	1	10
Частотомер	Э-373	1	1
Итого		9	46

Для соединения трансформатора напряжения с приборами принимаем контрольный кабель КВВГ сечением жил 2.5 мм2 по условию механической прочности.



9. Выбор ограничителей перенапряжения

Для защиты от перенапряжений вызываемых ударами молний, несимметричными короткими замыканиями, предусматривается установка ограничителей перенапряжений подключаемых к сборным шинам 220 кВ и 110 кВ, а также в цепи генератора. Выбор производится по номинальному напряжению.

На ОРУ-110 кВ принимается к установке ОПН-110УХЛ1.На ОРУ-220 кВ принимается к установке ОПН-220УХЛ1.В цепи генератора принимается к установке ОПН-20 УХЛ1

Для защиты силовых трансформаторов, предусматривается:

- со стороны 110 кВ, ограничители напряжения ОПН-110УХЛ1,

- со стороны 220 кВ, ограничители напряжения ОПН-220УХЛ1.

9.1 Выбор высокочастотных заградителей

Установка высокочастотного заградителя предусматривается на всех отходящих линиях ОРУ 220 кВ и ОРУ 110 кВ.

Все расчетные и справочные данные приведены в таблицах 29,30.

Таблица 29- Выбор высокочастотных заградителей на 110 кВ

Высокочастотный заградитель 110кВ
Расчетные данные	Каталожные данные ВЗ - 2000- 0,5

Таблица 30- Выбор высокочастотных заградителей на 220 кВ

Высокочастотный заградитель 220кВ
Расчетные данные	Каталожные данные ВЗ - 1000- 0,5

9.2 Выбор фильтров присоединения

На отходящих линиях электропередач напряжением 35 кВ и выше ставятся аппараты высокочастотной обработки - фильтры присоединения. Они выбираются по номинальному напряжению.



Заключение

В данном курсовом проекте была спроектирована конденсационная электростанция. Спроектированная станция предназначена для выдачи мощности в энергосистему (на напряжении 220 кВ) и обеспечение электроэнергией промышленных потребителей (на напряжении 110 кВ).

Для спроектированной КЭС было выбрано основное электротехническое оборудование :

1. четыре турбогенераторов типа ТВВ - 220 - 2ЕУ3 с ;

2. два трансформатора типа ТДЦ - 250000/220/15.75;

два трансформатора типа ТДЦ - 250000/110/15.75;

один автотрансформатор связи типа АТДЦТН - 125000/220/110.

3. Число и тип сопутствующего необходимого энергетического оборудования

Распределительные устройства 220 и 110 кВ - открытые (ОРУ).

В качестве схемы ОРУ 220 кВ была принята схема с двумя системами шин и одной обходной с выключателями типа ВЭБ - 220Б - 40/2000 ХЛ1, от ОРУ отходят три воздушных линии (ВЛ) 220 кВ, связывающие КЭС и энергосистему и четыре линии питающие потребителей.

В качестве схемы ОРУ 110 кВ была принята схема с двумя системами шин и одной обходной с выключателями типа ВЭК-110- 40/2000, от ОРУ отходят шесть ВЛ 110 кВ, питающих потребителей.



Список литературы

1. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования....