Дипломная работа на тему "Технические параметры синхронных генераторов"
Страшно ошибиться с выбором, кому доверить написание своей дипломной /курсовой работы/диссертации?
МЫ ЗАМОРОЗИЛИ ЦЕНЫ + СКИДКИ!
Для вас:
- только проверенные авторы;
- работа со всеми системами антиплагиата (до 98%);
- соблюдение сроков;
- бесплатные доработки;
- ведение до защиты.
***
Дипломные - с ВЫГОДОЙ 15% - промокод dpl15
***
Курсовые с ВЫГОДОЙ 10% - промокод kyr10
Узнать стоимость и оформить заказ
Профессиональная помощь с диссертацией - кликайте сюда!
1. ВВЕДЕНИЕ
Принятая энергетическая программа Республики Казахстан предусматривает завершение формирования основных узлов в единой энергетической системе страны с тем, чтобы повысить её манёвренность и надёжность. Это будет достигаться строительством новых тепловых станций на западе страны и работающих на газе, на северо-востоке страны будет предложено строительство мощных КЭС на базе Экибазтуских углей с последующей транспортировкой избытка электрической энергии за рубеж в Россию и Китай. Планируется строительство новых ЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения с тем, чтобы направить потоки электроэнергии с востока и северо-востока в направлении юга и запада страны.
В перспективе для более надёжного и полного обеспечения центра страны и особенно юга электрической энергией возможно строительство атомной теплоэлектростанции в районе о. Балхаш. На юге страны возможно строительство нетрадиционных источников электрической энергии – ветровых и солнечных электростанций. Электроснабжение малых изолированных потребителей расположенных в труднодоступных районах возможно осуществить от небольших газотурбинных генераторов.
2. ВЫБОР СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Таблица 1.«Технические параметры СГ»
--------------------------------------------------Тип генератора |
Рном
МВТ
|Sном
МВА
|Uном
кВ
|cosφ
|Iном
Заказать написание дипломной - rosdiplomnaya.com
Уникальный банк готовых оригинальных дипломных проектов предлагает вам скачать любые работы по требуемой вам теме. Мастерское выполнение дипломных проектов по индивидуальному заказу в Саратове и в других городах РФ.
А
|X"d
о. е.
|n
об/мин
|---------------------------------------------------------
ТВФ-120-2У3 | 120 | 125 | 10,5 | 0,8 | 6,875 | 0,192 | 3000 |
---------------------------------------------------------
ТВВ-220-2ЕУЗ | 220 | 258,3 | 15,75 | 0,85 | 8,625 | 0,1906 | 3000 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
Источник: (уч. 1, стр. 610), (уч. 2, стр.76-103)
X" d - сверх переходное индуктивное сопротивление в относительных единицах (о. е.)
3. ВЫБОР ДВУХ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ
Рис. 1 Вариант – I
Рис. 2 Вариант – II
Расход мощности на с. н. одного генератора:
Рс. н.= ×Pном. г; =5% [уч. 1 стр. 445 таб. 5,2]
Рс. н.= ×120=6 МВт – для генераторов ТВФ-120-2УЗ
Рс. н.= ×220=11 МВт – для генераторов ТВВ-220-2ЕУЗ
Расчёт перетока через АТ связи I – варианта
Pпер. max =2×120-2×6-260=-32 МВт
Pпер. min=2×120-2×6-230=-2 МВт
Расчёт перетока через АТ связи I – варианта
Pпер. max =3×120-3×6-260=82 МВт
Pпер. min=3×120-3×6-230=118 МВт
Вывод: I - вариант по перетоку мощности более экономичен.
Провожу расчёт реактивных составляющих
Qс. н.=Рс. н.=cos
С. Н. Qc. н.=Рс. н ×=6×=4,2 МВар
С. Н. Qc. н.=Рс. н ×=11×=7,7 МВар
Qг1=Рг1×=120×=90 МВар
Qг2=Рг2×=220×=132 МВар
Qmax=Pmax×=260×=130 МВар
Qmin=Pmin×=230×=115 МВар
4. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ
4.1 Выбор блочных трансформаторов и II варианта мощности провожу по [уч. 1, стр. 390 т. 5,4]
МВА
МВА
МВА
В качестве блочных трансформаторов принимаю [по уч. 2 стр. 146-156 табл. 3,6] на стороне:
- 110 кВ – трансформатор типа ТДЦ-200000/110
- 220 кВ – трансформатор типа ТДЦ-400000/220 – для генератора
ТВВ-220-2ЕУЗ
- 220 кВ – трансформатор типа ТДЦ-200000/220 – для генератора
ТВФ-120-2УЗ
4.2. Выбор автотрансформаторов связи
I – вариант
Sрасч.=
Sрасч. min.= МВА
Sрасч. max.= МВА
Sрасч. ав..= МВА
По наиболее тяжёлому режиму выбирают мощность автотрансформатора связи.
Sтреб. АТ==109 мВА
Где Кn=1,4 т. к. график нагрузки и условия работы автотрансформатора неизвестны.
Выбираю два автотрансформатора: АТДЦТН-125000/220/110
II – вариант
Sрасч.=
Sрасч. min.= МВА
Sрасч. max.= МВА
Sрасч. ав..= МВА
По наиболее тяжёлому режиму выбирают мощность автотрансформатора связи.
Sтреб. АТ==129.4 мВА
Где Кn=1,4 т. к. график нагрузки и условия работы автотрансформатора неизвестны.
Выбираю два автотрансформатора: АТДЦТН-200000/220/110
Данные выбранных трансформаторов свожу в таблицу 2
Таблица 2
--------------------------------------------------Тип
трансформатора
|Кол - во
IВ/IIВ
|Uном кВ
|Р0
кВт
|Рк кВт
|Uк %
|---------------------------------------------------------
ВН | СН | НН | ВН - - СН | ВН--НН |
СН-
-НН
| ВН - - СН | ВН - - НН | СН - - НН |---------------------------------------------------------
2×АТДЦТН
200000/220/110
| -/2 | 230 | 121 | 38,5 | 105 | 430 | - | - | 11 | 32 | 20 |---------------------------------------------------------
2×АТДЦТН
125000/220/110
| 2/- | 230 | 121 | 10,5 | 65 | 315 | - | - | 11 | 45 | 28 |---------------------------------------------------------
ТДЦ
200000/220
| 2/1 | 242 | - | 18 | 130 | - | 660 | - | - | 11 | - |---------------------------------------------------------
ТДЦ
200000/110
| 2/3 | 121 | - | 15,75 | 170 | - | 550 | - | - | 10,5 | - |---------------------------------------------------------
ТДЦ
400000/220
| 2/2 | 237 | - | 21 | 315 | - | 850 | - | - | 11 | - |--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ
Капитальные затраты рассчитываю учитывая стоимость основного оборудования. Данные свожу в таблицу.
Капитальные затраты
Таблица 3
--------------------------------------------------Тип оборудования |
Стоимость ед. обор-я
тыс. у. е.
| I-вариант | II-вариант |---------------------------------------------------------
Кол-во
шт.
|Стоимость
тыс. у. е.
|Кол-во
шт
|Стоимость
тыс. у. е.
|---------------------------------------------------------
Блочные трансформаторы |
---------------------------------------------------------
ТДЦ-200000/110 | 222 | 2 | 444 | 3 | 666 |
---------------------------------------------------------
ТДЦ-400000/220 | 389 | 2 | 778 | 2 | 778 |
---------------------------------------------------------
ТДЦ-200000/220 | 253 | 2 | 506 | 1 | 253 |
---------------------------------------------------------
Автотрансформаторы связи |
---------------------------------------------------------
АТДЦТН-
125000/220/110
| 195 | 2 | 390 | - | - |---------------------------------------------------------
АТДЦТН-
200000/220/110
| 270 | - | - | 2 | 540 |---------------------------------------------------------
Ячейки ОРУ |
---------------------------------------------------------
220 кВ | 78 | 8 | 624 | 7 | 546 |
---------------------------------------------------------
110 кВ | 32 | 10 | 320 | 11 | 352 |
---------------------------------------------------------
Итого | 3062 | 3135 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
Потери электрической энергии в блочном трансформаторе ТДЦ-200000/110 присоединённом к сборным шинам 110 кВ [уч. 1 стр. 395 (5,13)]
τ кВТ×ч
Т=Тгод-Трем=8760-600=8160 час
τ=4600 час – время потерь
Тmax=6000 ч. по [уч. 1 стр. 396 рис. 5,6]
Δ1=8160×170+550××4600=2,7×106 кВт× час
Потери в блочном трансформаторе ТДЦ-400000/220 – для генератора ТВВ-220
Δ2=8160×315+850××4600=4,09×106 кВт× час
Потери в блочном трансформаторе ТДЦ-200000/220
Δ3=8160×130+660××4600=2,6×106 кВт× час
Потери электроэнергии в автотрансформаторе связи в I-варианта по [уч. 1 стр 396 (5,14)] с учётом того, что обмотка НН не нагружена.
τ τC
I – вариант автотрансформатор АТДЦТН-125000/220/110
= кВт×ч
Где РКВ=РКС=0,5×РКВ=0,5×315=157,5
SmaxB=SmaxC= МВА
Т=Тгод=8760 год
II – вариант автотрансформатор АТДЦТН-200000/220/110
= кВт×ч
Где РКВ=РКС=0,5×РКВ=0,5×430=215
SmaxB=SmaxC= МВА
Т=Тгод=8760 год
Суммарные годовые потери I – варианта
2×1,12×106+2×2,7×106+2×4,09×106+2×2,6×106=21,02×106 кВт×ч
Суммарные годовые потери II – варианта
2×1,3×106+3×2,7×106+2×4,09×106+1×2,6×106=21,48×106 кВт×ч
Годовые эксплутационные издержки
Где Ра=6,4 %, Ро=2 %, =0,6×10-2 у. е. кВт×ч по уч. 2 стр. 545
т. у. е.
т. у. е.
Приведённые затраты по уч. 1 стр.395
З=РН×К+U
Где РН=0,12 – нормативный коэффициент экономической эффективности для энергетики
ЗI=0,12×3062+383,328=750,8 т. у.е.
ЗII=0,12×3135+392,220=768,4 т. у.е.
Разница в затратах
Вывод: Варианты равноценны т. к. ∆З<5 %, принимаю вариант – I т. к. по перетоку мощности более экономичнее.
6. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ С. Н.
6.1 Выбор ТСН рабочих
Рабочие ТСН подключаются отпайкой к блоку их количество равно количеству генераторов. Требуемая мощность рабочих Т. С.Н.
- коэффициент спроса по уч. 1 стр. 20 т. 1,17
Требуемая мощность Т. С.Н.
SСН≥0,85×6=5,1 МВА
По каталогу принимаю для блоков 120 МВт трансформатор ТМН-6300/20
UВН=13,8 кВ
UНН=6,3 кВ
PХ=8 кВт
PК=46,5 кВт
UК= 7,5 %
Требуемая мощность Т. С.Н.
SСН≥0,85×11=9,35 МВА
По каталогу принимаю для блоков 220 МВт трансформатор ТДНС-10000/35
UВН=15,75 кВ
UНН=6,3 кВ
PХ=12 кВт
PК=60 кВт
UК= 8 %
6,2 Выбор резервных трансформаторов С. Н.
Так как на ГРЭС количество блоков больше трёх устанавливаю два РТСН. Один подключён к НН АТ связи, другой в резерве.
Требуемая мощность РТСН
SРТСН≥1,5×SСНmax=1.5×9.35=14.03 МВА
По каталогу принимаю ТДНС-16000/20
UВН=15,75 кВ
UНН=6,3 кВ
PХ=17 кВт
PК=85 кВт
UК= 10 %
Схема ТСН
Рис. 3 схема ТСН
7. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ УПРОЩЁННЫХ СХЕМ РУ ВСЕХ НАПРЯЖЕНИЙ
Для РУ 110 и 220 кВ выбираю схему с двумя рабочими и обходной системами шин с одним выключателем на цепь. Как правило, обе системы шин находятся в работе при соответствующем фиксированном распределении всех присоединений. Такое распределение присоединений увеличивает надёжность схемы, т. к. при КЗ на шинах отключается шиносоединительный выключатель QA и только половина присоединений переводят на исправную систему шин перерыв эл. снабжения половины присоединений определяется длительностью переключений.
1. 220 кВ число присоединений n=10 принимаю схему с двумя рабочими и обходной системами сборных шин по уч. 1, стр. 416 рис. 515.
Рис. 4
Фиксация на присоединение: 220 кВ
А1: W1, W2, Т1, Т2, АТ1
QO; QA
А2: W3, W4, Т3, Т4, АТ2.
2. 110 кВ число присоединений n=10 принимаю схему с двумя рабочими и обходной системами сборных шин уч. 1, стр. 416 рис. 515.
Рис. 5
Фиксация на присоединение: 110 кВ
А1: W5, W6, W7, Т5, АТ1
QO; QA
А2, W8, W9, W10 , Т6, АТ2.
8. РАСЧЁТ ТОКОВ КЗ
8.1. Составляем схему замещения
Рис. 6 Схема замещения
Схема замещения для расчёта трёхфазного КЗ представлена на рис. 5. каждому сопротивлению в схеме присваивается свой порядковый номер, который сохраняется за данным сопротивлением в течении всего расчёта. В схеме сопротивление дробное значение, где числитель – номер сопротивления, знаменатель – численное значение сопротивления.
Определяем сопротивление схемы (рис. 5) при базовой мощности Sб=10000 МВА.
Сопротивление генераторов G1; G2; G3; G4; G5; G6.
X1*=X2*=
X3*=X4*=X5*=X6*=
Для упрощения обозначенный индекс «*» опускаю подразумеваю, что все полученные значения сопротивлений даются в относительных единицах и приведены к базовым условиям. Таким образом:
X1=X2=0.1906× о. е.
Х3=Х4=X5=X6=0.192× о. е.
Сопротивление трансформаторов Т1, Т2 – ТДЦ-400000/220 и Т3, Т4 – ТДЦ-200000/220
Х7=Х8=
Х9=Х10=
Х7=Х8= о. е.
Х9=Х10= о. е.
Сопротивление трансформаторов Т5, Т6 – ТДЦ-200000/110
Х11=Х12=
Х11=Х12= о. е.
Сопротивление линий электропередач W1,W2.
Х16=Х17=Худ×l×
Худ=0.32 Ом/км – удельное сопротивление ВЛ-220 кВ по уч. 1 стр. 130
Х16=Х17=0,32×100× о. е.
Сопротивление АТ связи АТДЦТН-125000/220/110
Сопротивление в процентах
ХТВ%=0,5(UкВ-Н+UкВ-С-UкС-Н)=0,5(45+11-28)=14 %
ХТС%=0,5(UкВ-С+UкС-Н-UкВ-Н)=0,5(11+28-45)=-3 %
ХТН%=0,5(UкВ-Н+UкС-Н-UкВ-С)=0,5(45+28-11)=31 %
Сопротивление в о. е.
Х13= о. е.
Х14=0 т. к. ХТС% - отрицательное число
Х15= о. е.
Сопротивление системы
Х18=Хс× о. е.
8.2. Упростим схему относительно точки КЗ К1, результирующие сопротивление цепи генератора G1
Х19=Х1+Х7=7,38+2,75=10,13 о. е. Х19=Х20=10,13 о. е. X19=X20=10.31 о. е.
Х21=Х3+Х9=15,36+5,5=20,86 о. е. Х21=Х22=20,86 о. е. X21=X22=20,86 о. е.
Х23=Х5+Х11=15,36+5,25=20,61 о. е. Х23=Х24=20,61 о. е. X23=X24=20,61 о. е.
Результирующее сопротивление цепи однотипных генераторов G1, G2, G3, G4, G5, G6.
Х26= о. е.
Х27= о. е.
Х28= о. е.
Объединяются генераторы G1,G2, G3, G4.
о. е.
Х25=Х16//Х17+Х18= о. е.
Получили схему замещения
Рис. 7 Лучевая схема замещения
Необходимо произвести разделение цепей связанных цепей КЗ т. к. через сопротивление (13) проходят токи от двух источников.
Эквивалентное сопротивление
Хэкв=Х29//Х25= о. е.
Результирующие сопротивление
Хрез=Хэкв+Х13=1,9+5,6=7,5 о. е.
Коэффициент распределение токов КЗ по связанным ветвям КЗ
проверка: С1+С2=1 0,4+0,6=1
Результирующие сопротивление по связанным ветвям
о. е.
о. е.
Рис. 8
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ
Ino=
Где Х* - результирующие сопротивление ветви схемы
Iб – базовый ток
кА
Ветвь энергосистемы
InoС= кА
Ветвь эквивалентного источника G1-4
InoG1-4= кА
Ветвь эквивалентного источника G5-6
InoG5-6= кА
Суммарный ток
ΣInoK1=Inoc+InoG1-4+InoG5-6=2.7+4.54+5,5=12,74 кА
8.3. Короткое замыкание в точке К2 (на выводе генератора G4) использую частично результаты преобразования предыдущую схему замещения для данной точки КЗ можно представить в виде, показанном на рис. 8.
Рис. 9
Объединяю генераторы G1-2-G3 в G1-3
о. е.
Объединяю генераторы G1-3 c энергосистемой
о. е.
Рис. 10
Провожу разделение цепей для точки КЗ
Определяю эквивалентное сопротивление
Хэкв=Х28//Х30= о. е.
Определяю результирующие сопротивление
Хрез=Хэкв+Х10=1,72+5,5=7,22 о. е.
Определяю коэффициент распределения тока КЗ по ветвям
проверка: С1+С2=1 0,16+0,84=1
Проверяю сопротивление ветвей с учётом распределения
о. е.
о. е.
Определяю начальную периодическую составляющую тока КЗ в точке К2 по ветвям
Ino=
Где Х* - результирующие сопротивление ветви схемы
Iб – базовый ток
кА
Ветвь генератора и энергосистемы (Ст-G1-3)
InoСт-G1-3= кА
Ветвь генератора G4
InoG4= кА
Ветвь генератора источника G5-6
InoG5-6= кА
Суммарное значение начальной периодической составляющей тока КЗ в точке К2.
ΣInoK1=InoСт-G1-3+InoG4+InoG5-6=72,3+10,5+13,8=126,6 кА
8.4. Ударный ток
Определяем ударные коэффициенты для ветвей схемы замещения по [уч. 1 стр. 149 т. 3,7] и [уч. 1 стр. 150 т.3,8]
Таблица 4
--------------------------------------------------Точка КЗ | Ветвь КЗ |
Та
|hy
---------------------------------------------------------
К1 СШ 110 кВ
|Система
G1-4
G5-6
|0,02
0,26
0,26
|1,608
1,965
1,965
|---------------------------------------------------------
К2 ввод G4
|Ст-G1-3
G5-6
G4
|0,15
0,26
0,4
|1,935
1,965
1,975
|--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
8.4.1. Ударный ток в точке К1
Где hy - ударный коэффициент
iyс= кА
iyG1-4= кА
iyG5-6= кА
Суммарное значение ударного тока в точке К1
кА
8,4,2 Ударный ток в точке К2
iyСт-G1-3= кА
iyG5-6= кА
iyG4= кА
Суммарное значение ударного тока в точке К2
кА
8.5. Определение токов для любого момента времени переходящего момента КЗ
Значение периодической и апериодических составляющих тока КЗ для времени τ > 0 необходимо знать для выбора коммутационной аппаратуры.
Расчётное время, для которого определяем точки КЗ выделяю как τ=tсв+0,01 сек где tсв – собственное время выключателя помечаю предварительно элегазовый выключатель типа ЯЭ-110Л-23(13)У4 [по уч. 2 стр. 242] tсв=0,04 сек, тогда τ=0,04+0,01=0,05 сек.
8,5,1 Апериодическая составляющая тока КЗ в точке К1 согласно [уч. 1 стр. 113 (3,5)]
Где е – функция определяется по типовым кривым [уч. 1 стр. 151 р. 3,25]
кА
кА
кА
Суммарное апериодической составляющей
кА
8.5.2. Апериодическая составляющая тока КЗ в точке К2 согласно [уч. 1 стр. 113 (3,5)]
Выключатель ЯЭ-220Л-11(21)У4
tсв=0,04 сек, тогда τ=0,04+0,01=0,05 сек.
Где е – функция определяется по типовым кривым [уч. 1 стр. 151 р. 3,25]
кА
кА
кА
Суммарное апериодической составляющей
кА
8.6. Определяю значение периодической составляющей тока КЗ момента времени τ методом типовых кривых [уч. 1 стр. 151 (3,44)рис. 3,26]
Для этого предварительно определяю номинальный ток генератора.
8.6.1. Точка КЗ К1
Ветвь генератора G1-4
I`номG1-4=
I`номG1-4= кА
Отношение начального значения периодической составляющей тока КЗ от генераторов G1-4 в точке К1 к номинальному току [уч. 1 стр.152 прим.3,4]
кривая
По данному соотношению и времени τ=0,05 сек определяю с помощью кривых [уч. 1 стр. 152 рис. 3,26] отношение:
Таким образом, периодическая составляющая от генераторов G1-4 к моменту времени τ будет:
кА
Ветвь генератора G5-6
I`номG5-6=
I`номG5-6= кА
Отношение начального значения периодической составляющей тока КЗ от генераторов G5-6 в точке К1 к номинальному току [уч. 1 стр.152 прим.3,4]
кривая
По данному соотношению и времени τ=0,05 сек определяю с помощью кривых [уч. 1 стр. 152 рис. 3,26] отношение:
Таким образом, периодическая составляющая от генераторов G5-6 к моменту времени τ будет:
кА
Ветвь энергосистемы
Периодическая составляющая тока КЗ от энергосистемы рассчитывалось как поступающая в место КЗ от шин неизвестного напряжения.
Inτc=Inoc=2.7 кА
кА
8.6.2. определяю значение периодической составляющей тока КЗ К2 для момента времени τ=0,05 сек
Периодическая составляющая тока КЗ от энергосистемы и присоединённых к ней генераторов G1-3 рассчитывалось как поступающая в место КЗ от шин неизменного напряжения через эквивалентное резертирующие сопротивление поэтому она может быть принята неизменной во времени и равной
Ветвь системы и присоединённых к ней генераторов
InτСт-G1-3=InoСт-G1-3=72,3 кА
Ветвь генератора G1-4
I`номG1-4=
I`номG1-4= кА
Отношение начального значения периодической составляющей тока КЗ от генераторов G1-4 в точке К1 к номинальному току [уч. 1 стр.152 прим.3,4]
кривая
По данному соотношению и времени τ=0,05 сек определяю с помощью кривых [уч. 1 стр. 152 рис. 3,26] отношение:
Таким образом, периодическая составляющая от генераторов G1-4 к моменту времени τ будет:
кА
Ветвь генератора G5-6
I`номG5-6=
I`номG5-6= кА
Отношение начального значения периодической составляющей тока КЗ от генераторов G5-6 в точке К1 к номинальному току [уч. 1 стр.152 прим.3,4]
кривая
По данному соотношению и времени τ=0,05 сек определяю с помощью кривых [уч. 1 стр. 152 рис. 3,26] отношение:
Таким образом, периодическая составляющая от генераторов G5-6 к моменту времени τ будет:
кА
кА
8.7. Расчётные токи КЗ
Таблица 5
--------------------------------------------------Точка КЗ | Ветвь КЗ |
Ino; кА
|iy; кА
|iaτ; кА
|Inτ; кА
|---------------------------------------------------------
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
---------------------------------------------------------
К1 СШ 110 кВ
|Система
G1-4
G5-6
2,7
4,54
5,5
12,74
|6,14
12,62
15,29
34,05
|0,57
5,78
7
13,35
|2,7
4,4
4,95
12,05
|---------------------------------------------------------
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
---------------------------------------------------------
К2 ввод G4
|Ст-G1-3
G5-6
G4
72,3
13,8
40,5
126,6
|197,9
38,4
113,1
349,4
|76,7
17,6
51,6
145,9
|72,3
13,11
34,42
119,83
|--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
9. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ И ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ
9.1. Выбор системы шин 110 кВ шины выполняются голыми сталеалюминевыми проводами марки АС
Условия выбора: Imax≤Iном; Iном=Imax
Iном=
Iном= А
Выбираю: 2×АС – 300/66 [по уч. 1 стр. 624], Iдоп=2×680=1360 А
Имеем Imax=656,1А<1360А=Iдоп
1. На термическую стойкость проверка не проводится т. к. шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.
2. Проверку на коронирование не проводим т. к. провод выбран с учётом коронирования.
3. Проверку на электродинамическую стойкость не проводят т. к. Ino=10,8<20 кА.
9.2. Выбор ошиновки 110 кВ.
Выполняются таким же проводом, с тем же сечением, что и СШ 110 кВ.
qэ= мм2
где Iэ=1 А/мм2 при Тmax=6000
принимаю два провода в фазе АС-300/66 наружный диаметр – 24,5 мм, допустимый ток 2×680=1360 А
Imax=656,1А<1360А=Iдоп
9.3. выбор связи между генератором и трансформатором, цепь выполняется комплектным пофазно-экранированным проводом
Условия выбора: Uном≥Uден; Iном≥Imax
Условия проверки: iy≤iдин
Расчётные токи продолжительных режимов
а) Нормальный:
Iнорм=Iном=
Iнорм=Iном= А
б) Выбор провода АС по условию с учётом рекомендаций ПУЭ на отсутствие короны. Условия выбора Imax <Iдоп
Принимаю: 2×АС-400/22
q=2×400=800 мм2>qэ=787 мм2
Iдоп=2×830=1660 А>Imax=787 А
9.4. Выбор выключателей и разъединителей
СШ 110 кВ
Расчётно тепловой импульс:
Вк рас=Iпо2×(tотк+Та)
tотк=0.1-0.2 – зона 1 [по уч. 1, стр. 210 р. 3,61]
Та=0,14 - [по уч. 1, стр. 190]
Вк рас=12,742×(0,2+0,14)=55,19 кА2×сек
Дальнейший расчёт сведён в таблицу 6
Таблица 6
--------------------------------------------------Расчётные данные | Исходные данные |
---------------------------------------------------------
выключатель
ЯЭ-110Л-23(13)У4
|разъединитель
РНД-110У/2000У1
|---------------------------------------------------------
1) Uуст=110 кВ
2) Imax=656,1 А
3) Iпτ=12,05 кА
4) iаτ=14,69 кА
5) Iпо=12,74 кА
6) iу=31,73 кА
7) Bк рас=55,19 кА2×сек
|1) Uном=110 кВ
2) Iном=1250 А
3) Iном отк=40 кА
4) iном отк=×Iном×βн=
=×40×0,3=16,97 кА
5) Iдин=50 кА
6) iдин=125 кА
7) Bк зав=I2тер×tтер=
=502×3=7500 кА2×с
|1) Uном=110 кВ
2) Iном=2000 А
3)
4)
5)
6) iдин=100 кА
7) Bк зав=I2×tтер=
=402×3=4800 кА2×с
|--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
βн=30% для τ=0,01+tc. в.=0,01+0,04=0,05 сек [по уч.1. стр. 296 рис. 4,54]
9,5 Выбор ТТ и ТН
Рис. 11
Тип ТТ выбирается по более нагруженному присоединению например тупиковая ВЛ.
Определяется мощность приборов подключённых к более нагруженному ТТ – см. таблицу 7.
Нагрузка ТТ 110 кВ
Таблица 7
--------------------------------------------------Прибор | Тип прибора | Нагрузка фаз (В×А) |
---------------------------------------------------------
А | В | С |
---------------------------------------------------------
1) Амперметр | Э - 350 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
---------------------------------------------------------
2) Ваттметр | Д - 304 | 0,5 | 0,5 |
---------------------------------------------------------
3) Ваттметр | Д - 345 | 0,5 | 0,5 |
---------------------------------------------------------
4) Счётчик активной энергии | САЗ – И 670 | 2,5 | 2,5 |
---------------------------------------------------------
5) Счётчик реактивной энергии | СР4 – И676 | 2,5 | 2,5 |
---------------------------------------------------------
Итого: | 6,5 | 0,5 | 6,5 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
Sприб=6,5 ВА – полная мощность приборов более нагруженной фазы.
Сопротивление приборов:
rприб==0,26
Указание: тип приборов и потребляемая мощность обмоток см. [1, стр.635-636]
ТТ=5 А – вторичный номинальный ток ТТ серии ТФЗМ 110Б – 1
[2, стр. 306 табл. 5, 9]
Допустимое сопротивление проводов
rпров=r2ном - rприб - rк=1,2-0,26-0,1=0,84 Ом
r2ном=1,2 Ом – вторичная номинальная нагрузка в Омах ТФЗМ 110Б – 1 в классе точности 0,5 который необходимо иметь при подключении счётчиков [2, стр. 306, таб. 5,9]
Определение требуемого сечения соединительных проводов.
Используется контрольный кабель с медными жилами (ρ=0,0175 ОМ/м – удельное сопротивление) т. к. на электростанции установлены генераторы мощностью более 100 мВт; соединение обмоток ТТ – «звезда», поэтому Iрасч=L=100 км [1, стр. 374-375 рис. 4]
qтреб > q×=0,0175×=3,125 мм2
Рекомендуется принимать сечение для медных жил (2,5 - 6) мм2, поэтому принимается кабель с жилами q=3.5 мм2.
Уточняется сопротивление проводов и вторичная нагрузка ТТ
rпров==0,0175×=0,5 Ом
r2=0.26+0.5+0.1=0.86 Ом
Выбираю - ТТ 110 кВ ТФЗМ 110Б – III
Таблица 8
--------------------------------------------------Расчётные данные | Каталожные данные |
---------------------------------------------------------
Uуст=110 кВ
|Uном=110 кВ
|---------------------------------------------------------
Imax=656 А
|Iном=100 А
|---------------------------------------------------------
iу=46,71 кА
|iдин=30 кА
|---------------------------------------------------------
Bк расч=55,19 кА2×с
|Bк зав=I2тер×tтер=
|---------------------------------------------------------
r2=0,86 Ом
|r2ном=1,2
|--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
Вк рас=12,742×(0,2+0,14)=55,19 кА2×сек
Выбор ТН 110кВ
Таблица 9
--------------------------------------------------Приборы | Тип прибора | S одной обмотки | Число обмоток | Число приборов |
Потребляемая
мощность
|---------------------------------------------------------
Рприб
|Qприб
|---------------------------------------------------------
Вольтметр реги - страционный | Н-394 | 10 | 1 | 2 | 0,1 | 20 |
---------------------------------------------------------
Частотомер реги-
страционный
| Н-397 | 7 | 1 | 2 | 0,1 | 14 |---------------------------------------------------------
Вльтметр | Э-335 | 2 | 1 | 2 | 0,1 | 4 |
---------------------------------------------------------
Частотомер | Э-362 | 1 | 1 | 2 | 0,1 | 1 |
---------------------------------------------------------
Ваттметр | Д-304 | 2 | 2 | 8 | 0,1 | 32 |
---------------------------------------------------------
Ваттметр | Д-345 | 2 | 2 | 8 | 0,1 | 32 |
---------------------------------------------------------
Счётчик активной
энергии
|САЗ-И/
/670
| 1,5 | 2 | 7 |0,925
0,38
| 21 | 51 |---------------------------------------------------------
Счётчик реактив-
ной энергии
|СР-4/
/676
| 3 | 2 | 7 |0,925
0,38
| 42 | 102 |---------------------------------------------------------
166 | 153 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
Q=P×tgφ==21×=51 Вар
Суммарная вторичная нагрузка ТН
S2∑==225,7 ВА
По каталогу [2, стр.336, табл. 5,13] принимаем ТН типа НКФ – 110 – 83У1 кВ, имеющий в классе точности 0,5 Sном=400 ВА.
Имеем: S2∑=225,7 ВА < Sном=400 ВА, что означает, что выбранный ТН будет работать в классе 0,5, который необходимо иметь при подключении счётчиков.
Таблица 10
--------------------------------------------------Прибор | Тип прибора | Нагрузка фаз (В×А) |
---------------------------------------------------------
А | В | С |
---------------------------------------------------------
1) Амперметр | Э - 335 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
---------------------------------------------------------
2) Амперметр регистрирующий | Н-393 | - | 10 | - |
---------------------------------------------------------
3) Ваттметр | Д - 335 | 0,5 | - | 0,5 |
---------------------------------------------------------
4) Ваттметр регистрирующий | Н-395 | 10 | - | 10 |
---------------------------------------------------------
5) Ваттметр | Д-335 | 0,5 | - | 0,5 |
---------------------------------------------------------
6) Счётчик активной энергии | САЗ-и-681 | 2,5 | - | 2,5 |
---------------------------------------------------------
Итого: | 14 | 10,5 | 14 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
Ом
R2=Rпров+Rприб+Rк=0,2+0,56+0,1=0,86 Ом
Где Ом
I2ном – вторичный номинальный ток ТТ серии ТШ-20-10000/5 со встроенным токопроводом
А
А
Imax=9590,6 А<10000 А=Iном
Принимаю ТТ, выбор которого представлен в таблице 11. Токопровод ГРТЕ-20-10000-300
Таблица 11
--------------------------------------------------Расчётные данные |
Каталожные данные:
ТШ-20-10000/5
|---------------------------------------------------------
Uуст=10,5 кВ
|Uном=10,5 кВ
|---------------------------------------------------------
Imax=9590,6 А
|Iном=10000 А
|---------------------------------------------------------
iу=349,4 кА
| не проверяется |---------------------------------------------------------
Bк расч=5449,4 кА2×с
|Bк зав=I2тер×tтер=1602×3=76800
|---------------------------------------------------------
r2=0,86 Ом
|r2ном=1,2
|--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
Вк рас=126,62×(0,2+0,14)=5449,4 кА2×сек
Rпров=R2ном-Rприб-Rк=1,2-0,56-0,1=0,54 Ом
Выбор ТН 10,5 кВ
Таблица 12
--------------------------------------------------Приборы | Тип прибора | Мощ. одной обмотки | Число обмоток | cosφ | sinφ | Число приборов | Общая мощ. |
---------------------------------------------------------
Р | Q |
---------------------------------------------------------
Вольтметр | Э-335 | 2 | 1 | 1 | 0 | 1 | 2 | - |
---------------------------------------------------------
Ваттметр | Д-335 | 1,5 | 2 | 1 | 0 | 2 | 6 | - |
---------------------------------------------------------
Варметр | Д-335 | 1,5 | 2 | 1 | 0 | 1 | 3 | - |
---------------------------------------------------------
Счётчик активной энергии | И-680 | 2 | 2 | 0,38 | 0,925 | 1 | 4 | 9,7 |
---------------------------------------------------------
Датчик активной энергии | Е-829 | 10 | - | 1 | 0 | 1 | 10 | - |
---------------------------------------------------------
Вольтметр регистрирующий | Н-344 | 10 | 1 | 1 | 0 | 1 | 10 | - |
---------------------------------------------------------
Датчик реактивной мощности | Е-830 | 10 | - | 1 | 0 | 1 | 10 | - |
---------------------------------------------------------
Ваттметр регистрирующий | Н-348 | 10 | 2 | 1 | 0 | 1 | 20 | - |
---------------------------------------------------------
Частотомер | Э-372 | 3 | 1 | 1 | 0 | 2 | 6 | - |
---------------------------------------------------------
Итого: | 71 | 9,7 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------
Суммарная вторичная нагрузка ТН
S2∑==71,66 ВА
По каталогу принимаю ЗНОМ-15-63УII для которого Sном=75 ВА в классе точности 0,5 необходимо для подключения к счётчика.
Имею: S2∑==71,66 ВА<Sном=75 ВА
10. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ПО НОМИНАЛЬНЫМ ПАРАМЕТРАМ
10.1. СШ 220 кВ
А
Выключатель: Элегазовый ЯЭ-220Л-11(21)У4
Uном=220 кВ
Iномвык=1250 А>Iном=677,9
Iномотк=40 кА
Iдим=40 кА
iу=100 кА
Iт2×tт=502×3=7500 кА2×сек
Разъединитель: РНД-220/1000
Uном=220 кВ
Iном=1000 А>Iном=677,9
Iдим=100 кА
Iт2×tт=402×3=4800 кА2×сек
Трансформатор тока: ТФЗМ-220Б-I
Uном=220 кВ
Iном=1000 А
Iном2=5 А
R2=1,2 Ом
Трансформатор напряжения: НКФ-220-58У1
Uном=220 кВ
Sном=400 ВА
10.2. Блочная часть на стороне 110кВ
А
Трансформатор напряжения:
Принимаю: НКФ-220-58У1
Uном=15 кВ
Sном=75 ВА
Трансформатор тока: ТШВ-15-8000У3
Uном=15 кВ
Iном=8000 А
Iном2=5 А
R2=1,2 Ом
11. ВЫБОР СХЕМЫ СИНХРОНИЗАЦИИ
Схема синхронизации для электростанций с двумя системами шин показана на рис. 11. основными элементами схемы являются шинки синхронизации ШС, к которым присоединена вторичные цепи напряжения обоих генераторов и обеих систем шин через шинки аш и сш и блок контакты БК разъединителей, а также все приборы колонки синхронизации, ключи синхронизации КС1 и КС2 генераторов, ключ синхронизации КС3 шин и ключ К включения синхроноскопа.
Оба частотомера Нz и оба вольтметра V колонки соответственно показывают частоту и напряжение включаемого генератора и сети, к которой он присоединяется.
Процесс точной ручной синхронизации, например между включаемым генератором Г1 и I системой шин, протекает следующим образом. При нормальной частоте вращения (обычно n=3000 об/мин) генератору Г1 подаётся возбуждение и его напряжение доводится до номинального (10,5; 15,75.). В это время I система шин присоединена к сети и также находится под напряжением. Персонал включает ключ синхронизации КС1, подаёт оперативный ток к электромагниту включения ЭВ выключателя и, находясь на щите управления электростанции, может уровнять напряжения и частоту включаемого генератора с напряжением и частотой сети. Для этого он пользуется соответственно шунтовым реостатом схемы возбуждения генератора Г1 и ключом дистанционного управления двигателем механизма изменения частоты вращения турбины. Добившись равных значений напряжения и частоты у генератора и на шинах, персонал ключом К включает синхроноскоп S. Наблюдая за направлением и быстротой вращения стрелки синхроноскопа, более точно регулируют число оборотов генератора и его напряжение. При медленном подходе стрелки непосредственно к красной черте синхроноскопа, когда частота включаемого генератора несколько больше частоты сети, персонал кнопкой КУ включает выключатель В1 генератора и тем самым подсоединяет последний на параллельную работу с сетью. Затем приступают к набору нагрузки на генераторе, воздействуя короткими импульсами с интервалами 10-20 с на двигатель механизма изменения частоты вращения турбины. Аналогично осуществляется синхронизация генератора Г1 со II системой шин.
Генератор надо включать не тогда, когда стрелка синхроноскопа стала на красную черту, а с некоторым опережением (при подходе стрелки к черте), определяемым собственным временем включения выключателя. Это облегчает включение генератора в сеть, так как его частота несколько больше частоты сети, мощность которой весьма значительна.
Синхронизацию генератора Г2 с I и II системами шин выполняют с помощью ключа КС2, а синхронизацию I системы шин со II – с помощью ключа КС3. при этом одна из систем шин присоединяется через шинки синхронизации аг, b, сг к роторной обмотке синхроноскопа. Включение обеих систем шин на параллельную работу производят выключением ШВ.
Точная автоматическая синхр
Здесь опубликована для ознакомления часть работы "Технические параметры синхронных генераторов". Эта работа найдена в открытых источниках Интернет. А это значит, что если попытаться её защитить, то она 100% не пройдёт проверку российских ВУЗов на плагиат и её не примет ваш преподаватель!
