Расчет схемы электроснабжения собственных нужд ТЭЦ

0

Электроэнергетический факультет

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине «Электроснабжение собственных нужд станций и подстанций»

Расчет схемы электроснабжения собственных нужд ТЭЦ

 

 

 

Аннотация

 

 

В пояснительной записке к курсовому проекту по дисциплине «Электроснабжение собственных нужд станций и подстанций» представлен расчет схемы электроснабжения собственных нужд ТЭЦ, а так же выбор и проверка основного электрооборудования.

Проект состоит из пояснительной записки и листа графической части.

Пояснительная записка содержит 40 листа машинописного текста, в том числе 16 таблиц и список использованных источников из 6 наименований.

Графическая часть проекта содержит схему электроснабжения потребителей собственных нужд ТЭЦ 2×100 МВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

 

Подп.

Дата

Разраб.

 

 

 

 

 

 

 

Пров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н. Контр.

 

 

 

Утв.

 

 

 

                                                      

 

 

Содержание

 

 

Введение …………………………………………………………………………………5

1 Выбор схемы электроснабжения потребителей с. н. ……………………………….6

2 Выбор трансформаторов с. н. ………………………………………………………...7

3 Расчет токов короткого замыкания …………………………………………………..8

3.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС (КЗ на шинах генератора) …………………………………………………………...8

3.2 Расчет токов трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС (КЗ на шинах 10 кВ) …….………………………………………………………….15

3.3 Результаты расчета токов короткого замыкания ………………………………..18

4 Выбор и проверка сборных шин с. н. ……………………………………………....19

4.1 Выбор шин с. н. …………………………………………………………………….19

4.2 Проверка шин с. н. на термическую стойкость ………………………………….20

4.2.1 Проверка шин 10 кВ ……………………………………………………………..20

4.2.2 Проверка шин 0,4 кВ …………………………………………………………….20

4.3 Проверка шин на электродинамическую стойкость …………………………….21

4.3.1 Проверка шин 10 кВ ……………………………………………………………..21

4.3.2 Проверка шин 0,4 кВ …………………………………………………………….22

5 Выбор и проверка кабелей в цепях с. н. ……………………………………………23

5.1Выбор кабеля в цепях с. н. (10 кВ) ………………………………………………..23

5.2 Выбор кабеля в цепях с. н. (0,4 кВ) ..……………………………………………..23

5.3 Проверка кабеля на термическую стойкость …………………………………….24

5.3.1 Проверка кабеля на 10 кВ ……………………………………………………….24

5.3.2 Проверка кабеля на 0,4 кВ ………………………………………………………24

6 Выбор и проверка изоляторов на шинах с. н. ……………………………………...25

6.1 Выбор и проверка опорных изоляторов на шинах 10 кВ с. н. ………….……….25

6.2 Выбор и проверка опорных изоляторов на шинах 0,4 кВ с. н. ………………….26

6.3 Выбор и проверка проходных изоляторов на шинах 10 кВ с. н. ….…………….27

6.4 Выбор и проверка проходных изоляторов на шинах 0,4 кВ с. н. ……………….28

7Выбор и проверка выключателей и разъединителей..……………………………...29

7.1 Выбор и проверка выключателей и разъединителей (10 кВ) ................………...29

7.2 Выбор и проверка выключателей (0,4 кВ) ...……..……………………………....30

8 Выбор и проверка трансформаторов тока ………………………………………….30

9 Выбор и проверка трансформаторов напряжения …………………………………33

10 Выбор предохранителей для защиты фидеров с. н. ……………………………...34

11 Выбор источника оперативного тока ……………………………………………...34

Заключение ……………………………………………………………………………..39

Список использованных источников …………………………………………………40

 

 

 

Лист

4

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Собственные нужды электростанции, комплекс вспомогательного электрического оборудования электростанции, обеспечивающего бесперебойную работу её основных агрегатов (паровых котловтурбогенераторовядерных реакторов или гидротурбин). В состав С. н. э. входят: силовая и осветительная электросети станции, аккумуляторные установки, аварийные источники электропитания, электродвигатели всех механизмов - насосов (водяных, нефтяных, масляных и т.д.), вентиляторов, а на наиболее распространённых тепловых электростанциях- также механизмов разгрузки железнодорожных вагонов, подачи топлива, угледробления и пылеприготовления. Электроприёмники С. н. э. подразделяют на группы в соответствии с требованиями бесперебойной работы. К группе наиболее ответственных (HO) относят электроприёмники, выход из строя которых приводит к нарушению нормального режима работы станции или к аварии. На ТЭС это - электродвигатели питательных насосов паровых котлов, на АЭС - системы управления и защиты реактора, механизмы расхолаживания реактора, на ГЭС - механизмы, обеспечивающие циркуляцию масла и воды в системах смазки и охлаждения, механизмы закрытия дроссельных затворов напорных трубопроводов. Организация работы HO электроприёмников предусматривает их надёжное резервирование, обеспечивающее высокую надёжность устройств С. н. э. Затраты электроэнергии на работу С. н. э. составляют (в % от общего кол-ва электроэнергии, вырабатываемой станцией) от 0,2 на ГЭС большой мощности до 12 на АЭС с. газовым теплоносителем.

 

 

 

 

 

Лист

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Выбор схемы электроснабжения потребителей СН ТЭЦ

 

 

         Структурная электрическая схема зависит от   состава   оборудования,распределение     генераторов     и     электрической     нагрузки     междураспределительными устройствами различных напряжений   и   связей   междуними.         Вследствие того, что местная нагрузка составляет менее 30% суммарноймощности генераторов ТЭЦ, то структурную схему ТЭЦ рекомендуется строить наблочном принципе, а питание   местной   нагрузки   и   собственных   нуждосуществлять путем ответвлений от генераторов с установкой реакторов илипонижающих трансформаторов. В качестве вариантов структурных схем принимаем:       Вариант 1 – схема   смешанного   вида,   где   два   генератораприсоединяются к генераторному распределительному устройству, а третийподключён к РУ высшего напряжения по блочной схеме.       Вариант 2 – схема, в которой генераторы подключены к   РУ ВН черезтрансформаторы по блочной схеме

Число и мощность резервных трансформаторов СН зависят от расстановки выключателей в блоку. В схеме без генераторных выключателей для обеспечения пусков и остановов блоков необходимы обходные пути питания, в качестве которых используют цепи резервного питания. Число пускорезервных трансформаторов выбирают в зависимости от числа энергоблоков на ТЭЦ: при одном или двух блоках – один, при числе блоков от трех до шести включительно – два, при семи и более блоках – три. Резервные магистрали секционируются через каждые два блока, чтобы исключить параллельную работу резервных трансформаторов при их одновременном использовании. В схеме с генераторными выключателями, где пуск и остановы блоков осуществляются с помощью рабочих ТСН, достаточно установить один присоединенный резервный трансформатор такой же мощности, как у рабочих ТСН.

Местами присоединения резервных трансформаторов могут быть: а) сборные шины РУ СН (110-220 кВ); б) третичная обмотка автотрансформатора связи между РУ высшего и среднего напряжений; в) ответвление на генераторном напряжении от блока, имеющего генераторный выключатель.

На рисунке 1 представлена структурная схема электроснабжения потребителей СН ТЭЦ 2×100 МВт.

 

 

Лист

6

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Структурная схема электроснабжения потребителей СН ТЭЦ 2×100 МВт

 

 

2 Выбор трансформаторов СН

 

1-й способ:

 

Нагрузка СН определяется с учетом всех электроприемников, которые присоединяются к данному ТСН.

Формула для расчета второй ступени трансформации 6/0,4 кВ., кВт:

 

                                (1)

 

где PМ1ном - суммарная номинальная мощность электродвигателей, с единичной мощностью более 100 кВт, но менее 200 кВт, кВт;

       PМ2ном - суммарная номинальная мощность электродвигателей, с единичной мощностью 100 кВт и ниже, кВт;

       PМ2ном=0,3∙(PМ1ном+ PМ2ном) - суммарная номинальная мощность электродвигателей задвижек, кВт;

       Pэо.о=0,05∙(PМ1ном+ PМ2ном) - суммарная нагрузка освещения и электрообогрева, кВт.

 

Лист

7

 

Номинальная мощность рабочего трансформатора ТСН – 6/0,4 кВ :

 

 

 

 

                                                                                                (2)

 

В соответствии с данным условием выбирается трансформатор ТСЗ – 160/10.

Формула для ТСН от которого питаются высоковольтные электродвигатели

 

                                                                    (3)

 

где PМном - суммарная мощность электродвигателей с мощностью более 200 кВт, кВт;

     SнТСН - номинальная мощность рабочего ТСН 6/0,4 кВ, кВА.

 

 

В соответствии с условием (2) выбирается трансформатор ТДНС – 16000/20.

 

2-й способ:

 

Согласно [1] нагрузка СН рассчитывается по формуле , :

 

                                           (4)

 

где  - максимальная мощность потребителей СН в процентах от активной мощности генератора, % (для газомазутной );

         - номинальная активная мощность генератора, МВт;

         - коэффициент спроса (согласно [1] принимается ).

 

 

Номинальная мощность рабочего трансформатора ТСН – 10/6 кВ :

Лист

8

          

                                                                                                            (5)

 

В соответствии с данным условием выбирается трансформатор ТМ – 4000/10.

Согласно [1] мощность потребителей, питающихся от шин 0,4 кВ СН :

 

                                 (6)

 

 

 

 

 

 

В соответствии с условием (6) выбирается трансформатор ТСЗ – 400/10.

Согласно [1] мощность каждого пускорезервного трансформатора СН на блочных ТЭЦ без генераторных выключателей должна обеспечить замену рабочего трансформатора одного энергоблока и одновременный пуск или аварийный останов второго энергоблока. Так как точный перечень потребителей СН в таком режиме неизвестен, то мощность пускорезервного трансформатора СН выбирается на ступень выше, чем рабочего. Таким образом в качестве пускорезервного используется трансформатор ТДН – 6300/110.

Параметры трансформаторов СН сведены в таблицу 1.

 

Таблица 1 – Параметры трансформаторов СН

 

Тип

Sном,

кВ×А

Uном вн

кВ

Uном нн

кВ

ΔРхх

кВт

ΔРкз

кВт

Uk

%

Ixx

%

ТМ – 4000/10

4000

10

6,3

5,2

33,5

7,5

0,9

ТСЗ – 400/10

400

6

0,4

1,3

5,4

5,5

3

ТМН– 6300/110

6300

115

6,6

10

44

10,5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

9

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет токов короткого замыкания

 

 

Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора электрооборудования, аппаратов, шин, кабелей, а так же определения необходимости ограничения токов короткого замыкания.

В данном курсовом проекте за расчетный вид короткого замыкания принято трехфазное короткое замыкание.

 

 

3.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС (КЗ на шинах 6 кВ)

 

 

Расчет сверхпереходного режима короткого замыкания необходимо начинать с выяснения характера нагрузок, для чего составляется схема замещения без учета нагрузок (рисунок 2).

Лист

10

Выбираются базисные величины.

Базисное напряжение :

 

                                                    

 

Базисная мощность :

 

 

Базисный ток :

 

                                                      (7)

 

 

Базисное сопротивление :

 

                                                      (8)

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент трансформации трансформаторов СН 10/6 кВ :

 

                                                         (9)

 

где  - напряжение на обмотке ВН трансформатора, кВ;

         - напряжение на обмотке НН трансформатора, кВ

 

 

Коэффициент трансформации трансформаторов СН 6/0,4 кВ :

 

                                                                                                                       (10)

                

Лист

11

.

 

Коэффициент трансформации пускорезервных трансформаторов :

 

                                                    (11)

 

 

Определение сопротивлений трансформаторов СН 10/6 кВ , о.е.:

 

                                                                                  (12)

                                               

где  – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

         – номинальная мощность трансформатора, МВА;

         – номинальное напряжение трансформатора, кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение сопротивлений трансформаторов СН 10/0,4 кВ , о.е.:

 

                                                     (13)

 

 

Определение сопротивлений пускорезервных трансформаторов , о.е.:

 

                                                         (14)            

 

Лист

12

 

            Определение сопротивлений генераторов о.е.:

                   

                                                        (15)

 

   где – сверхпереходная реактивность, о.е.;

         – коэффициент мощности, о.е.;

         – номинальная активная мощность генератора, кВт;

         – номинальное напряжение генератора, кВ.

 

 

Определение сопротивления питающей системы о.е.:

 

                    

                           

                                                                                     (16)

 

где  – мощность короткого замыкания, МВА;

         – напряжение на шинах питающей системы, кВ.

 

 

Определение ЭДС генераторов, приведенных к базисным условиям,          о.е.:

                                                                               (17)

где  – ЭДС генератора, о.е.

          Определение ЭДС питающей системы, приведенного к базисным условиям, о.е.:

                                                                                       (18)

где  – ЭДС питающей системы, о.е.

 

Схема замещения представлена на рисунке 2.

Лист

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 - Схема замещения без учета нагрузок

 

После простейших преобразований схема сворачивается до вида, показанного на рисунке 3.

Лист

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Упрощенная схема замещения

 

 

 

Суммарный ток в месте короткого замыкания , о.е.:

 

                                                                                                  

 

                                                                                                    (19)

 

Для выяснения характера нагрузок схема разворачивается в обратном порядке, и находятся остаточные напряжения в местах подключения нагрузок.

      

       Для выяснения характера нагрузок схема разворачивается, и находятся остаточные напряжения в местах подключения нагрузок.

       Найденное остаточное напряжение на шинах 6 кВ равно 1,02, что больше 0,85. Следовательно, нагрузка, подключенная к шинам 6 кВ не генерирующая. А значит, нагрузка, подключенная к шинам 0,4 кВ тоже не генерирующая, т.к. находится на большем расстоянии до точки КЗ.

Время действия релейной защиты :

 

                                             (20)

 

где  - наименьшее возможное время срабатывания РЗ, с;

         - собственное время отключения выключателя, с.

 

 

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ от системы , кА:

 

                                              (21)

 

 

Лист

15

Значение периодической составляющей тока КЗ от системы в момент времени :

 

                                                                                                    (22)

 

 

 

 

 

 

 

 

Значение апериодической составляющей тока КЗ от системы в момент времени :

 

                                                                (23)

 

Лист

16

 

           Ударный ток КЗ от системы :

 

                                                                     (24)

 

Импульс квадратичного тока КЗ от системы :

 

                                                                                                           (25)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Расчет токов трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС (КЗ на шинах 0.4 кВ)

 

 

Расчет сверхпереходного режима короткого замыкания необходимо начинать с выяснения характера нагрузок, для чего составляется схема замещения представленная на рисунке 5.

 

Лист

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5 – Схема замещения с учетом нагрузок

 

После простейших преобразований схема сворачивается до вида, показанного на рисунке 6.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6 – Упрощенная схема замещения

 

 

 

Суммарный ток в месте короткого замыкания , о.е.:

 

                                                                                       (26)

 

                                                                                                               

       Для выяснения характера нагрузок схема разворачивается, и находятся остаточные напряжения в местах подключения нагрузок.

       Остаточное напряжение на шинах 0,4 кВ равно 0,698, что меньше 0,85. Следовательно, нагрузка, подключенная к шинам 0,4 кВ генерирующая.

       Схема снова сворачивается с учетом обобщенной нагрузки, подключенной к шинам 0,4 кВ.

Схема снова сворачивается с учетом обобщенной нагрузки, подключенной к шинам 0,4 кВ. Преобразованная схема представлена на рисунке 7.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7 – Упрощенная схема замещения

 

Таким образом, согласно [3] схема замещения имеет вид «двигатель-система».

Время действия релейной защиты :

 

                                             (27)

 

где  - наименьшее возможное время срабатывания РЗ, с;

         - собственное время отключения выключателя, с.

 

 

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ от системы , кА:

                                                                                                                  (28)

 

Лист

18

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ от двигателей , кА:

                                        ,                                                           (29)

 

.

 

Лист

19

 

Значение периодической составляющей тока КЗ от системы в момент времени :

 

                                                                                                   (30)

 

Значение периодической составляющей тока КЗ от двигателей в момент времени :

 

                                              (31)

 

Значение апериодической составляющей тока КЗ от системы в момент времени :

 

                                                                    (32)

 

Значение апериодической составляющей тока КЗ от двигателей в момент времени :

                                                                                                    (33)

 

           Ударный ток КЗ от системы :

 

                                                                 (34)

 

Ударный ток КЗ от двигателей :        

 

                                                                                             (35)

 

Импульс квадратичного тока КЗ от системы :

 

                                                     (36)

 

Импульс квадратичного тока КЗ от двигателей :

 

                                     (37)

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3 Результаты расчета токов короткого замыкания

 

 

Результаты расчета токов КЗ сведены в таблицу 2.

 

Таблица 2 – Результаты расчета токов КЗ

 

Точка КЗ

Источники

, кА

, кА

, кА

, кА

, кА2 ·с

 

К1

Система

21,088

53,67

21,088

4,65

160,09

 

 

 

 

 

 

К2

Система

0,918

2,336

0,918

0,148

0,303

 

Двигатели

13,35

4,853

2,08

0,458

2,456

 

Суммарный ток

14,268

7,189

2,998

0,606

2,759

 

 

 

 

 

 

Лист

20

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Выбор и проверка сборных шин СН

 

4.1 Выбор шин СН

 

 

Сечение шин принимается по наибольшему току самого мощного рабочего ТСН.

Наибольший ток трансформатора ТМ– 4000/10 , А:

 

                                                                                  ,                                          (38)

 

где  - номинальная мощность трансформатора, ;

         - номинальное напряжение трансформатора, кВ.

 

 

По таблице П3.4.[1] выбираем алюминиевые однополосные шины сечением 480 мм2, марки АДО.

 

Наибольший ток трансформатора ТЗС – 400/10 , А:

 

                                                                                    ,                                           (39)

 

                                                                            

 

По таблице П3.4. [1] выбираем алюминиевые однополосные шины сечением 800 мм2, марки АДО.

Технические характеристики выбранных шин сведены в таблицу 3.

 

Таблица 3 – Параметры шин СН

 

Напряжение

на шинах,

U, кВ

Тип шин

Сечение

S, мм2

Ширина

b,мм

Высота

h, мм

Допустимый ток

I, А

6

Алюминиевые

однополосные

480

8

60

1025

0,4

Алюминиевые

однополосные

600

10

60

1115

 

 

Лист

21

 

 

 

 

 

 

4.2 Проверка шин СН на термическую стойкость

 

4.2.1 Проверка шин 6 кВ СН

 

 

Температура шин до короткого замыкания Jн, :

 

Jн=J0+(Jдоп.дл - J0 ном)(Imax/Iдоп)2,                              (45)

 

где  J0 - температура окружающей среды, ;

Jдоп.дл - длительно допустимая температура проводника, по § 1.3.22 ПУЭ для шин принято Jдоп.дл = .

Iдоп - длительный допустимый ток для выбранных шин, А.

 

 

По рисунку 3.45 [1], определяется, что fн≈35 °С - показатель характеризующий состояние проводника к моменту начала короткого замыкания.

По таблице 3.13 [1] определяем значение коэффициента k, учитывающего удельное сопротивление и эффективную теплоемкость проводника:

 

k=1,054 ,

 

тогда:

 

                                                 (46)

 

 

По рисунку 3.45 [1] для fк=35,7 °С температура шин после короткого замыкания Jк≈35 °С, что меньше допустимой температуры для алюминиевых шин Jдоп=200 °С [6].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2.2 Проверка шин 0,4 кВ СН

 

 

Температура шин до короткого замыкания Jн, :

 

Лист

22

 

 

Jн=J0+(Jдоп.дл - J0 ном)(Imax/Iдоп)2,                              (47)

 

Лист

23

 

По рисунку 3.45 [1], определяется, что fн≈40 °С - показатель характеризующий состояние проводника к моменту начала короткого замыкания.

По таблице 3.13 [1] определяем значение коэффициента k, учитывающего удельное сопротивление и эффективную теплоемкость проводника:

 

k=1,054 ,тогда:

 

                                                (48)

 

 

По рисунку 3.45 [1] для fк=40,2 °С температура шин после короткого замыкания Jк≈40 °С, что меньше допустимой температуры для алюминиевых шин Jдоп=200 °С [6].

 

 

4.3 Проверка шин на электродинамическую стойкость

 

4.3.1 Проверка шин 6 кВ СН

 

 

Наибольшее удельное усилие :

 

                                               (49)

 

 

 

 

 

 

Расчетное напряжение в материале шины :

 

                                                    (50)

 

 

 

 

Проверка условия:

Лист

24

 

                                            (51)

 

 

 

Условие выполняется.

 

4.3.2 Проверка шин 0,4 кВ СН

 

Наибольшее удельное усилие :

                                             (52)

 

Расчетное напряжение в материале шины :

                                                    (53)

Проверка условия:

                                            (54)

 

 

Условие выполняется.

 

 

 

 

 

5 Выбор и проверка кабелей в цепях СН

 

5.1 Выбор кабелей в цепях СН (6 кВ)

 

 

По таблице 4.7 [1] выбирается трехжильный кабель с бумажной пропитанной изоляцией ААШв на напряжение 6 кВ.

Сечение кабеля выбираем по экономической плотности тока :

 

                                             (55)

 

где  - экономическая плотность тока (по таблице 1.3.36 [6] ), .

Лист

25

 

 

Полученное расчетное сечение кабеля округляется до ближайшего стандартного. Выбирается трехжильный кабель ААШв – 6 – 3×240.

 

Проверка кабелей по току наиболее тяжелого режима:

 

Длительный допустимый ток с учетом поправочных коэффициентов, А:

 

                                                                                     (56)

 

где   - поправочные коэффициенты на число рядом проложенных в земле кабелей, на температуру окружающей среды и на кабели, работающих не при номинальном напряжении.

 

 

Ток наиболее тяжелого режима, А:

 

                                                                                                               (57)

 

 

 

 

 

Проверка условия:

 

                                                                                                        (58)

 

 

условие выполняется.

 

 

5.2 Выбор кабелей в цепях СН (0,4 кВ)

 

 

По таблице 4.7 [1] выбирается четырехжильный кабель с бумажной пропитанной изоляцией ААШв на напряжение 0,4 кВ.

Сечение кабеля выбираем по экономической плотности тока :

 

                                              (59)

 

где  - экономическая плотность тока (по таблице 1.3.36 [6] ), .

 

 

Полученное расчетное сечение кабеля округляется до ближайшего стандартного. Выбирается четырехжильный кабель ААШв – 0,4 – 4×150.

Параметры выбранных кабелей сведены в таблицу 4.

 

Таблица 4 – Параметры кабелей

 

Марка кабеля

Номинальное напряжение

Сечение токопроводящей жилы,

Допустимый длительный ток,

А

ААШв-6-3×240

6

240

390

ААШв-0,4-4×150

0,4

150

305

 

 

 

Лист

26

 

 

 

 

 

Проверка кабелей по току наиболее тяжелого режима:

 

Длительный допустимый ток с учетом поправочных коэффициентов, А:

 

 

Ток наиболее тяжелого режима, А:

 

 

Проверка условия:

 

                                                                                                       (60)

 

 

условие выполняется.

 

 

5.3 Проверка кабелей на термическую стойкость

 

5.3.1 Проверка кабелей 6 кВ

 

 

Минимальное сечение по термической стойкости :

 

                                                                                                    (61)

 

где     по таблице 3.14 [1].

 

 

Проверка условия:

 

                                                        ,                                                  (62)

 

 

Условие выполняется.

 

Лист

27

 

 

5.3.2 Проверка кабелей 0,4 кВ

 

 

Минимальное сечение по термической стойкости :

 

                                                                                                           (63)

 

где     по таблице 3.14 [2].

 

 

Проверка условия:

 

                                                        ,                                                   (64)

 

 

Условие выполняется.

 

 

6 Выбор и проверка изоляторов на шинах СН

 

6.1 Выбор и проверка опорных изоляторов на шинах 6 кВ СН

 

 

Выбирается опорный изолятор типа ИОР-10-16 УХЛЗ, параметры которого приведены в таблице 5.

 

Таблица 5 – Параметры опорного изолятора

 

Тип изолятора

Номинальное напряжение

Минимальная разрушающая сила на изгиб,

кН

Высота

изолятора

 

ИОР-10-16 УХЛЗ

10

16

130

 

Изолятор проверяется по условию:

 

                                              

 

Лист

28

 

 

        

                                                       ,                                               (65)

 

где  - допустимая нагрузка на головку изолятора, кН;

 

Допустимая нагрузка на головку изолятора , кН:

 

                                               (66)

 

где  - минимальная разрушающая сила на изгиб, кН.

 

 

Расчетная сила, действующая на изолятор , кН:

 

                                 (67)

 

где  - поправочный коэффициент на высоту шин.

 

 

 

Проверка условия (58):

 

 

Условие выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2 Выбор и проверка опорных изоляторов на шинах 0,4 кВ СН

 

 

Выбирается опорный изолятор типа ИО-6-3,75 II У3, параметры которого приведены в таблице 6.

 

Лист

29

Таблица 6– Параметры опорного изолятора

 

Тип изолятора

Номинальное напряжение

Минимальная разрушающая сила на изгиб,

кН

Высота

изолятора

 

ИО-6-3,75 II У3

6

3,75

100

 

Лист

30

Изолятор проверяется по условию:

 

                                                        ,                                               (68)

 

где  - допустимая нагрузка на головку изолятора, кН;

 

Допустимая нагрузка на головку изолятора , кН:

 

                                               (69)

 

где  - минимальная разрушающая сила на изгиб, кН.

 

 

Расчетная сила, действующая на изолятор , кН:

 

                                (70)

где  - поправочный коэффициент на высоту шин.

Проверка условия (68):

Условие выполняется.

 

 

 

6.3 Выбор и проверка проходных изоляторов (6 кВ)

 

 

Максимальный рабочий ток, проходящий через изолятор :

 

Лист

31

 

 

По полученному значению тока (половина значения т.к. фаза расщепленная) выбирается изолятор ИП-10/630-750-I УХЛ, Т2, параметры которого приведены в таблице 7.

 

Таблица 7 – Параметры проходного изолятора

 

Тип изолятора

Номинальное напряжение

Минимальная разрушающая сила на изгиб,

кН

Длина

изолятора,

 

Номинальный ток

ИП-10/630-750-I У, ХЛ, Т2

10

7,5

450

630

 

Расчетная сила, действующая на изолятор , кН:

 

                                   (71)

 

 

Проверка условия (68):

 

 

Условие выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.4 Выбор и проверка проходных изоляторов (0,4 кВ)

 

 

Максимальный рабочий ток, проходящий через изолятор :

 

 

Лист

32

 

По полученному значению тока (половина значения т.к. фаза расщепленная) выбирается изолятор ИП-10/1000-750-I У, ХЛ, Т2, параметры которого приведены в таблице 8.

 

Таблица 8– Параметры проходного изолятора

 

Тип изолятора

Номинальное напряжение

Минимальная разрушающая сила на изгиб,

кН

Длина

изолятора,

 

Номинальный ток

ИП-10/630-750-I У, ХЛ, Т2

10

7,5

450

630

 

Расчетная сила, действующая на изолятор , кН:

 

                                     (72)

 

 

Проверка условия (68):

 

 

Условие выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Выбор и проверка выключателей и разьединителей

 

7.1 Выбор и проверка выключателей и разьединителей (6 кВ)

 

 

Выбор выключателей производится в соответствии с ГОСТ – 687 – 94.

 

Выбор и проверка выключателей осуществляется по следующим условиям:

 

1) по напряжению установки;

Uном³Uуст

2) по длительному току;

Iном ³Imax

3) на симметричный ток отключения;

Iотк.ном.³Iпt

4) на отключение апериодической составляющей тока к.з.

iа.ном.³iаt

5) отключающая способность по полному току;

bн %− нормированное значение содержания апериодиче­ской составляющей в отключенном токе;

³

³

6) на электродинамическую стойкость;

Iдин³Iпо

7) на электродинамическую стойкость;

iдин ³iу

8) на термическую стойкость.

Iтерм2×tтерм³Bк

 

Выбор и проверка разъединителей осуществляется по следующим условиям:

 

1) по напряжению установки;

Uном³Uуст

2) по длительному току;

Iном ³Imax

3) на электродинамическую стойкость;

iдин ³iу

4) на термическую стойкость.

Iтерм2×tтерм³Bк

 

В схеме СН предполагается установка КРУ с выключателями ВМПЭ-10-1000-31,5У3 разъединителями РВЗ-10/1000 МУ3

 

Ток продолжительного режима, А:

 

                           (73)

 

Выбор выключателя и разъединителя сведен в таблицу 9.

 

 

 

 

Лист

33

 

 

 

 

Таблица 9– Выбор выключателя и разъединителя в цепи 6 кВ СН

 

Расчетные данные

Данные выключателя

ВМПЭ-10-1000-31,5У3

Данные разъединителя

РВЗ-10/1000 МУ3

Uуст = 6 кВ

Uном = 10 кВ

Uном = 10 кВ

Imax = 405,64 А

Iном = 1000А

Iном = 1000А

Iпt = 21,088 кА

Iотк.ном.= 31,5 кА

-

ia= 34,17 кА

ia.ном.=Ц2 ·Iотк.ном(1+bн /100)=Ц2·1,2·31,5= 52,92 кА

-

Iпо = 21,088кА

Iдин = 31,5 кА

-

iу = 53,67 кА

iдин = 80 кА

iдин = 81 кА

Вк= 160,09 кА2с

Iтерм.2·tтерм.=31,52·4=3969 кА2·с

Iтерм.2·tтерм.=31,52·4=

3969кА2·с

 

 

7.2 Выбор и проверка выключателей (0,4 кВ)

 

Таблица 10 – Выбор автоматического выключателя в цепи 0,4 кВ СН

 

Расчетные данные

Данные автоматического выключателя

АВМ15С

Uуст = 0,4 кВ

Uном = 0,4 кВ

Iпо = 14,27 кА

Iотк = 35 кА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

34

 

8 Выбор и проверка 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 трансформаторов тока производится:

 

1) по напряжению установки

Uуст £ Uном. тт

2) по току

Imax £ I1 ном ,   Iнорм £ I1 ном

3) по конструкции и классу точности

 

4) по электродинамической стойкости

  iу £ kдин I1 ном

5)по вторичной нагрузке

  Z2 £ Z2 ном

 

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

Вторичная нагрузка и перечень приборов, присоединяемых к трансформатору тока дана в таблице 11.

 

Таблица 11 – Вторичная нагрузка трансформатора тока

Приборы

Тип

Нагрузка по фазам, ВА

А

В

С

Амперметр

Э-379

0,5

0,5

0,5

Ваттметр

Д-335

0,5

-

0,5

Варметр

Д-335

0,5

-

0,5

Счетчик активной энергии

СА3-И675

2,5

-

2,5

Счётчик реактивной энергии

СР4-И676

2,5

-

2,5

Итого

 

6,5

0,5

6,5

 

Принимается к установке трансформатор тока типа ТЛ10-II У3.

Сравнение расчетных и каталожных данных трансформатора тока приведены в таблице 12.

 

        

Лист

35

 

 

 

 

           Таблица 12 – Сравнение расчетных и каталожных данных трансформатора   тока ТЛ10-II У3

 

Расчетные данные

Каталожные данные

Uуст=6 кВ

Uном=10 кВ

 

Iном=1500 А

iу=53,67 кА

iдин=128 кА

Класс точности 0,5

Класс точности 0,5

S2=6,5 ВА

S=I2×r=52×0,8=20 ВА

Вк=160,09 кА2с

I2тер· tтер =402·3=4800 кА2с

 

Сопротивление проводов Zпров, Ом:

 

         (74)

Сечение соединительных проводов :

 

                          (75)

 

Принимается кабель АКВРГ с жилами 10 мм2 .

Сопротивление приборов Zпр, Ом :

 

     Zпр= =0,283 Ом.                               (76)

 

Вторичная нагрузка :

 

Z2=Zпр+Rприб.+Rк=0,283+0,26+0,1 = 0,643 Ом.                (77)

 

 

Проверка условия:

Z2<Z2 ном,                                               (78)

 

0,643<0,8 Ом.

 

Трансформатор тока принимается к установке.

Лист

36

 

 

 

 

 

 

9 Выбор и проверка трансформаторов напряжения

 

 

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

Выбор трансформаторов напряжения производится:

 

1) по напряжению установки

Uуст £ Uном

2) по схеме соединения обмоток

 

3) по классу точности

 

4) по вторичной нагрузке

 

 

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения сборных шин 6 кВ приведена в таблице 13.

 

 

Таблица 13 – Перечень приборов подключаемых к трансформатору напряжения

 

 

Прибор

 

Тип

Рпотр

Вт

Qпотр

ВА

Ваттметр

Д-365

1,5

0

Варметр

Д-365

2,5

0

Счетчик активной мощности со стопором

И-675

21,0

17,5

Счетчик реактивной мощности со стопором

И-676

28,6

28,2

Вольтметр

Э-335

2

0

Частотомер

Ф-5034

1,5

0

Итого

 

57,1

45,7

 

Полная нагрузка трансформатора напряжения :

        

= =73,2 ВА.                   (79)

 

Согласно номинального напряжения 6 кВ и вторичной нагрузки выбираем трансформатор напряжения НОЛ.08-10УХЛ3 ( Uном=10 кВ , S2 ном =75 ВА ).

 

 

Лист

37

 

 

 

 

Рисунок 8 – Схема соединения обмоток ТН

 

Для соединения трансформатора напряжения с приборами принимается контрольный кабель АКРВГ с сечением жил 2,5 мм2 по условию механической прочности [1].

Номинальное напряжение обмоток:

 

Uв=4000/ , В; U2=100/ , В; U2 доп=100, В.

 

Таблица 14 – Сравнение расчетных и каталожных данных трансформатора напряжения           

Расчетные данные

Каталожные данные ТН

Uуст=6 кВ

Uном=10 кВ

Класс точности 0,5

Класс точности 0,5

S2нагр=73,2 ВА

S2ном=75 ВА

 

 

10 Выбор предохранителей для защиты ИТН

 

 

Для защиты ИТН выбираем предохранитель типа ПКН 001-10 У3. Выбор предохранителя сведен в таблицу 15.

 

Таблица 15 – Выбор предохранителя

 

Расчетные данные

Каталожные

данные предохранителя

Uуст=6 кВ

Uном=10 кВ

   

 

 

 

Лист

38

 

 

 

 

 

Заключение

 

 

В результате расчета, проведенного в данном курсовом проекте, спроектирована система электроснабжения потребителей собственных нужд ТЭЦ 3×60 МВт, удовлетворяющая всем требованиям по надежности технической эксплуатации и безопасности. Так как потребители собственных нужд являются ответственными электроприемниками, в схеме предусмотрено резервное питание как на шинах 6 кВ, так и на шинах 0,4 кВ. Также для особо ответственных потребителей предусмотрен третий источник питания – аккумуляторная батарея.

Все оборудование, используемое в системе собственных нужд ТЭЦ, производится серийно отечественными аппаратостроительными заводами и отвечает всем требованиям, предъявляемым к современным электрическим аппаратам.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

39

 

 

 

          

 

 

Список использованных источников

 

 

1 Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. – 3-е изд., перераб. И доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 648 с.: ил.

2 Электротехнический справочник: В 3т. Т.3. В 2кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии. (Под общ. ред. профессоров МЭИ: И. Н. Орлова (гл. ред) и др.) 7-е изд., испр. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 880с.: ил.

3 Околович М. Н. Проектирование электрических станций: Учебник для вузов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 400 с., ил.

4 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.: ил.

5 Основы современной энергетики: Курс лекций для менеджеров энергетических компаний. В двух частях (Под общей редакцией чл. – корр. РАН  Е. В. Аметистова. – Часть 2 . Современная электроэнергетика (Под ред. профессоров А. П. Бармана и В. А. Строева. – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 454 с, ил.

6 Правила устройства электроустановок. – СПб.: Издательство ДЕАН, 2003. – 928 с.

 

Скачать: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Категория: Курсовые / Электроэнергетика курсовые

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.