Электрические станции и подстанции

1.2 Выбор генераторов

Согласно заданию, к установке принимаем пять генераторов марки ТВФ-100-2. Паспортные данные выбранных генераторов представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1- Паспортные данные генераторов
Тип
Р ном г
МВт
S ном г,
МВА
U ном г,
кВ
I ном г,
кА
Хʺd
Cоs φ номг
ТВФ-100
100
117,5
10,5
6,475
0.183 отн
0,85

Исполнение турбогенератора ТВФ – герметичное, закрытое. Циркуляция газа в машине осуществляется вентиляторами, установленными на валу ротора.
Турбогенераторы имеют непосредственное форсированное охлаждение обмотки ротора водородом и косвенное водородное охлаждение обмотки статора. Газоохладители встроены в корпус статора. Уплотнение вала турбогенератора ТВФ – кольцевого типа. 
Система возбуждения – статическая тиристорная по схеме самовозбуждения. 
Корпус статора – цилиндрический, сварен из листовой стали, газонепроницаемый, неразъемный.
…

1.6 Выбор схем распределительных устройств

Выбор схемы РУ ВН 220 кВ
Схемы РУ должны удовлетворять ряду требований (критериев). Важнейшие из них: надежность, экономичность, удобство эксплуатации, техническая гибкость, экологическая чистота, компактность, унифицированность.
Так как на РУ ВН десять присоединений (две линии связи с системой С1 и пять трансформаторов и три отходящих линии) применим схему с двумя системами сборных и обходной системой шин.
На таком количестве присоединений это экономически выгодный вариант, так как на каждое присоединение приходится по одному выключателю, в отличие от кольцевых схем. Она достаточно надежна и позволяет выводить любое присоединение в ремонт без потери потребителей. Данная схема достаточно надежная и при отказе выключателя со стороны сборных шин теряется не более одной линии или одного (авто)трансформатора, что допустимо с позиций устойчивости.
Так же данная схема сравнительно простая и наглядная.
…

1.7 Расчет токов коротких замыканий

Определение расчётных токов КЗ необходимо для выбора выключателей по коммутационной способности, проверки аппаратов на электродинамическую и термическую стойкость.
Для упрощения расчётов токов КЗ составляется расчётная схема, представленная на рисунке, а по ней составляется электрическая схема замещения. Схемы замещения для двух вариантов показаны на рисунке 6 и 7.

Рисунок 6 – Схема замещения (1 вариант)

Рисунок 7 – Схема замещения (2 вариант)

Расчёт параметров схемы замещения производим в относительных единицах, принимая за базисную мощность SБ=100 МВА.
…

1.8 Технико-экономическое сравнение вариантов схем ТЭЦ

Технико-экономическое сравнение схем производим по манимому приведенных затрат:

где номер варианта; капиталовложение на сооружение установки; нормативный коэффициент экономической эффективности капиталовложений, ; годовые эксплуатационные издержки; ущерб от недоотпуска электроэнергии.
Результаты расчета капиталовложений представлены в таблице 1.3. В стоимость капиталовложений входит стоимость трансформаторов связи, а также блочных трансформаторов, секционных и линейных реакторов, высоковольтных выключателей. Стоимость одинаковых элементов для двух вариантов, не учитывается.
Таблица 1.3 – Капиталовложения в электрооборудование схем
Оборудование
Варианты

1
2

Количество, шт
Общая стоимость, т.руб.
Количество, шт
Общая стоимость, т.руб.
…

2.1 Выбор выключателей

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения в цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.
К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:
1.Надежное отключение любых токов (от десятков тысяч ампер до номинального тока отключения);
2.Быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;
3.Пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;
4.Возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше;
5.Легкость ревизии и осмотра контактов;
6.Взрыво- и пожаробезопасность;
7.Удобство транспортировки и эксплуатации.
…

2.2 Выбор разъединителей

Разъединитель — это контактный коммутационный аппарат, предназна­ченный для отключения и включения электрической цепи без тока или с не­значительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток.
При ремонтных работах разъединителем создается видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами, выведенны­ми в ремонт.
Поми­мо этого основного назначения разъеди­нители используют также для других целей, поскольку их конструкция это позволяет, а именно:
1) для отключе­ния и включения ненагруженных сило­вых трансформаторов небольшой мощности и линии ограниченной длины при строго установленных условиях;
2) для переключений присоединений РУ с од­ной системы сборных шин на другую без перерыва тока;
3) для заземления отключенных и изолированных участков системы с помощью вспомогательных ножей, предусматриваемых для этой цели.
Выбор разъединителя для РУ 220 кВ.
…

2.4.1 Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока предназначены для подключения измери­тельных приборов и реле защиты. Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.
Применение трансформаторов тока обеспечивает безопасность при работе с измерительными приборами и реле, поскольку цепи высшего и низшего напряжений разделены; позволяет уни­фицировать конструкции измерительных приборов для номинального вторичного тока 5 А (реже 1 или 2,5 А), что упрощает их производство и снижает стоимость.
Погрешность трансформатора тока зависит от его конструктивных осо­бенностей: сечения магнитопровода, магнитной проницаемости материала магнитопровода, средней длины магнитного пути.
…

2.4.2 Выбор трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого на­пряжения до стандартного значения 100 или 100/В и для отделения це­пей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряже­ния.
Применение трансформаторов на­пряжения обеспечивает безопасность для людей, соприкасающихся с измери­тельными приборами и реле, поскольку цепи высшего и низшего напряжения разделены, позволяет унифицировать конструкции измерительных приборов, обмоток реле для номинального напря­жения 100 В, что упрощает производство и снижает стоимость.
В соответствии со значени­ем допустимой погрешности при опре­деленных условиях работы трансформа­торы напряжения разделены на четыре класса точности: 0,2; 0,5; 1; 3.
Номинальный режим TV зависит от нагрузки во вторичной обмотке и находится в пределах от до . Если нагрузка превышает , установленную для данного класса точности, то TV переходит в худший класс точности.
…

3 Выбор токоведущих частей ТЭЦ

3.1 Выбор линий 220 кВ

Выбор производится по нагреву (допустимому току):

– максимальный рабочий ток, протекающий по шинам;
– допустимый ток провода марки АС.

Выбираем провод АС-120/19 (табл. П 3.3 [2]) (расстояние между фазами 4 м, фазы располагаются горизонтально). Допустимый длительный ток:

Выбранные провода проверяют по условиям:
1. По допустимому току:

2. Проверка шин на схлестывание не проводится, т.к:

3. Проверка на термическое действие токов КЗ не проводится, т.к шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе;
4. Проверка по условиям коронирования:
1,07E0,9E0
Коэффициент шероховатости провода m=0,82
Начальная критическая напряженность равна:

По напряженности вокруг провода:
D=250 см согласно [пуэ 2.5.126]

Провод марки АС-120/19 по условиям коронирования не проходит. Принимаем к установке провод марки АС-240/39.
3.
…

3.4 Соединения блока генератор-трансформатор

В пределах турбинного отделения от выводов генератора до фасадной стены токоведущие части выполнены комплектным токопроводом ТЭКН-20/7800 с . Произведем проверку данного токопровода.
1. По номинальному напряжению:

2. По длительному току:

3. По электродинамической стойкости:

Принимаем к установке ТЭКН-20/7800.
Произведем выбор шин в цепи генератора.
Наибольший ток в цепи РУ-10 кВ:

Принимаем шины коробчатого сечения 2(150х65х7) с , сечение 2х1785 мм2 . С учетом температурного коэффициента, равным 0.94 допустимый ток равен 7191 А.
1. Проверка по условию нагрева в продолжительном режиме:

2. Проверка на термическую стойкость:

Тогда минимальное сечение:

Сечение выбранной шины: 2х1785=3570 мм2

3. Проверка на механическую прочность:

где

.
Таким образом, шины механически прочны.
3.5 Выбор шин в цепи КРУ 10 кВ

Наибольший ток в цепи сборных шин:
Т.к.
…