Технический проект ТЭЦ мощностью 90 МВт

Содержание =



Введение 

Исходные данные ТЭЦ

Выбор числа и мощности генераторов электростанции

Выбор числа и мощности трансформаторов 	ТЭЦ-90

Технико-экономическое сравнение структурных схем

Выбор главной схемы электрических соединений

Составление схемы замещения в относительных единицах

Расчёт токов короткого замыкания

Выбор выключателей и разъединителей

Выбор шин и токоведущих частей

Выбор трансформаторов тока и напряжения

Обеспечение собственных нужд ТЭЦ


Введение



Современная электроэнергетика базируется на трехфазном переменном токе с частотой 50 Гц. Применение трехфазного тока объясняется большей экономичностью сетей и установок трехфазного тока по сравнению с установками однофазного переменного тока, а также возможностью применения наиболее надежных, простых и экономичных асинхронных электродвигателей по сравнению с электродвигателями других типов.

В городах, поселках и на крупных предприятиях электрические сети строятся на напряжение 1ОкВ и реже 6кВ. Напряжения 35 и 11ОкВ применяются для связи электростанций между собой при небольших расстояниях и в распределительных сетях при питании потребителей от мощных станций. Напряжения 220, 330 и 500кВ применяются для связи мощных электростанций между собой, передачи больших мощностей на дальние расстояния, а также для межсистемной связи.

ТЭЦ, как правило, сооружаются в городах, рабочих поселках и при крупных промышленных предприятиях, т. е. в центре тепловых и электрических нагрузок. Поэтому большая часть генераторов ТЭЦ присоединяется непосредственно к сборным шинам генераторного напряжения 6-10кВ, от которых отходят линии для питания местных потребителей, т. е. промышленных предприятий и городских трансформаторных пунктов ТП. С этих же сборных шин питаются и трансформаторы собственных нужд при наличии избыточной мощности на ТЭЦ последняя передается в энергосистему с помощью повышающих трансформаторов связи, сборных шин повышенного напряжения и линий электропередачи ВЛ. В случае дефицита (недостатка) генерирующей мощности последняя поступает из энергосистемы через те же трансформаторы связи.

Электрическая часть каждой электростанции прежде всего характеризуется схемой электрических соединений, на которой условными обозначениями нанесены все агрегаты и аппараты электрической части станции и соединения между ними.


1. Исходные данные ТЭЦ



Проектируемая ТЭЦ мощностью 90 МВт работает в энергосистеме, которая представлена ГРЭС-800. 



Таблица 1. 

Исходные данные

Напряжения РУ

Км.

Макс. нагр. На РУ,МВт

Мин.нагр на РУ,МВт

U в.н., кВ

110

110

-

-

U с.н., кВ

35

-

12,00

8,52

U н.н., кВ

6

-

28,00

19,88



Расходы на собственные нужды принимаем равными 12%.



2. Выбор числа и мощности генераторов электростанции



Число и мощность генераторов на ТЭЦ выбираем в зависимости от характера тепловых и электрических нагрузок.

При выборе числа и мощности генераторов ТЭЦ, присоединенных к шинам генераторного напряжения, руководствуемся следующими соображениями:

		с целью снижения токов к.з. число генераторов, присоединенных к ГРУ, не должно быть меньше двух и больше четырёх;

		ударный ток к.з. на шинах генераторного напряжения должен быть не более 300 кА, поэтому для ТЭЦ с выбранными генераторами по 30МВт приходится выполнять предварительный расчет токов к.з.;

		суммарная мощность генераторов, присоединенных к шинам генераторного напряжения, должна превышать мощность, выдаваемую с этих шин потребителям.

Принимая во внимание выше изложенное, выбираем два генератора которые присоединяются к ГРУ, и поскольку заданная мощность ТЭЦ значительно превышает нагрузку на генераторном напряжении, принимаем один блок генератор-трансформатор и подключаем его к РУ 110кВ. 

Учитывая вышесказанное и мощность проектируемой ТЭЦ – 90 МВт, выбираем три генератора мощностью по 32 МВт.



Таблица 2



Коль-во

шт.

P,

МВт

S,

МВА

U,

кВ

I,

кА





ТВС-32УЗ

2

32

40

6,5

3,67

0,8

0,143

ТВС-32УЗ

1

32

40

10,5

2,2

0,8

0,153



Предварительная структурная схема ТЭЦ-90 изображена на рис.1.





РУСН

РУВН

ГРУ







 

 







 

              Т1                      Т2                                Т3





           Г 1                               Г 2                            Г 3


3. Выбор числа и мощности трансформаторов ТЭЦ-90



Число и мощности выбираемых трансформаторов зависят от их назначения, схемы энергосистемы, схемы включения генераторов, количества РУ на каждом из напряжений. Два трансформатора при этом выбираем трёхобмоточными и один двухобмоточный.

Трансформаторы Т1 и Т2 на ТЭЦ служат для связи ОРУ высокого напряжения 110кВ с ОРУ-35кВ и ГРУ-6кВ и электроснабжения потребителей среднего напряжения. Два параллельно работающих трансформатора связи, устанавливаем с целью резервирования питания потребителей 6кВ и 35кВ. 

1)Выдача избыточной мощности в энергосистему в период минимума нагрузки на шинах генераторного напряжения:



;  



2)Пропуск от энергосистемы недостающей мощности на шинах генераторного напряжения в момент максимальной нагрузки и при отключении одного из наиболее мощных генераторов 



; 





При аварийном отключении одного из двух параллельно работающих трансформаторов или при одновременном отключении одного генератора и одного трансформатора (наложение аварий), перегрузка оставшегося в работе трансформатора Sт ав не должна превышать 1,4.

В связи с обратимым режимом работы трансформаторов связи предусматриваем устройства для регулирования напряжения нагрузкой (РПН) на стороне высшего напряжения (ВН). 

Блочный трансформатор Т3 рассчитываем по формуле:



; 



По результатам расчетов принимаем Т1-Т2 – трёхобмоточные трансформаторы типа ТДТН- 40000/110 мощностью 40 МВА.

А блочный трансформатор Т3 двухобмоточный типа ТРДН–40000/110 мощностью 40МВА. 

Паспортные данные трансформаторов сведены в таблицу 3.



Паспортные данные главных трансформаторов ТЭЦ. Таблица 3.

Характеристики трех- обмоточных трансформаторов типа ТДТН 40000/110

Характеристики двух- обмоточного трансформатора типа ТРДН 40000/110

Напряжения обмоток, кВ

ВН

СН

НН

ВН



НН

115

38,5

6,6

115



10,5

Напряжения к.з.,%

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

ВН-НН

10,5

17,5

6,5

10,5

,МВА

40

40

Количество

2

1



Для проведения технико-экономического сравнения вариантов произведём разработку ещё одной структурной схемы. Возьмём три генератора мощностью по 32МВт.




Таблица 4



Коль-во

Шт.

P,

МВт

S,

МВА

U,

КВ

I,

кА





ТВС-32УЗ

3

32

40

6,5

3,67

0,8

0,143



Предварительная структурная схема ТЭЦ-90 изображена на рис.2.



РУСН

РУВН

ГРУ

 Рис.2











              Т1                               Т2 











         Г1                        Г2                            Г3 



1)Выдача избыточной мощности в энергосистему в период минимума нагрузки на шинах генераторного напряжения:



;  



2)Пропуск от энергосистемы недостающей мощности на шинах генераторного напряжения в момент максимальной нагрузки и при отключении одного из наиболее мощных генераторов 


; 





По результатам расчетов принимаем Т1-Т2 – трёхобмоточные трансформаторы типа ТДТН- 63000/110 мощностью 63 МВА.



Паспортные данные трансформаторов сведены в таблицу 5. Таблица 5.

Характеристики трех- обмоточных трансформаторов типа ТДТН 63000/110

Напряжения обмоток, кВ

ВН

СН

НН

115

38,5

6,6

Напряжения к.з.,%

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

10,5

18

7

,МВА

40

Количество

2



4. Технико-экономическое сравнение структурных схем.



Расчёт технико-экономических показателей 1-ой схемы:























5100ч ; ; ;





кВт*ч





Расчёт технико-экономических показателей 2-ой схемы:























5100ч ; ; ;



>=43,84.



В результате сравнения выбираем первую схему.



5. Выбор главной схемы электрических соединений.



Главную схему электрических соединений разрабатываем по составленной ранее структурной схеме выдачи мощности станции. Для принятой схемы выдачи мощности определяем число присоединений в каждом из РУ, которое расчитывается как сумма числа отходящих к потребителям линий (n лэп), числа линий связи с системой (n св.) и числа трансформаторов связи или питающих трансформаторов (n т), подключенных к данному РУ:



N = n лэп+ n св.+ n т.св+ n т



Количество отходящих линий определяется исходя из дальности передачи и экономически целесообразных величин передаваемых мощностей 

N  Р макс./ Рл 

Для напряжения 6 кВ :

 принимаем 6 линий.

Для напряжения 35 кВ :

  принимаем 2 линии.

Для напряжения 110 кВ принимаем 1 ЛЭП.

Результаты расчетов сводим в таблицу 6.

таблица 6.

Расчет кол-ва отходящих от РУ линий

Напряжения

ВН

СН

НН

110

35

6

Число линий

1

2

6

Расчет кол-ва присоединений РУ

кол-во трансф.+линий

кол-во трансф.+линий

кол-во трансф.+линий

4

4

8



Выбранная схема РУ удовлетворяет следующим требованиям:

1.Повреждение или отказ любого из выключателей не приводит к отключению более одного энергоблока.

2.Совпадение отказа или повреждения одного из выключателей с ремонтом любого другого не приводит к отключению более двух блоков и линий, если при этом сохраняется устойчивая работа энергосистемы или ее части.

3.Каждый генератор присоединяется к шинам повышенного напряжения через отдельные трансформаторы и выключатели.

4.Отключение присоединений производится: ЛЭП – не более, чем двумя выключателями; энергоблоков, трансформаторов связи, трансформаторов собственных нужд – не более, чем тремя выключателями РУ каждого напряжения.

В ГРУ 6кВ применяем схему с двумя системами сборных шин. Достоинством этой схемы является возможность ремонта любой системы шин без отключения потребителей и источников. Питание потребителей генераторного напряжения осуществляется через реакторы. Сборные шины ГРУ секционируем по числу генераторов. Для ограничения токов трехфазного к.з. в схеме предусматриваем секционные реакторы.

На среднем напряжении применяем схему мостика с перемычкой в сторону линий.

На высшем напряжении применяем схему с одной рабочей и обходной системами шин с обходными и секционными выключателями. Что даёт возможность производить ревизию и опробования выключателей без перерыва работы.



6. Составление схемы замещения в относительных единицах



Сопротивление элементов электрических цепей может быть задано в именованных величинах и в процентах или относительных величинах. Для того, чтобы схему замещения можно было преобразовать к простейшему виду, необходимо привести параметры элементов схемы к одной какой-либо ступени напряжения или выразить эти параметры в единых масштабах. Последнее в установках напряжением выше 1000 В удобнее всего производить с помощью системы относительных единиц (о.с.). Чтобы получить относительное значение какой-либо величины, нужно поделить ее на величину, принятую за единицу измерения. При этом за единицу измерения или, как принято называть, за базисную величину может быть принято любое количественное значение параметра соответствующей размерности.

Сущность системы о.е. заключается в том, что все фигурирующие в расчетах величины - сопротивления X , токи I , напряжения U и мощность S - выражаются не в обычных единицах (Ом, А, кВ, МВА), а в долях от принятых за базисные единицы .

Базисные величины связаны между собой законом Ома:  и уравнением мощности .

Из четырех базисных единиц только две выбираются произвольно, а две другие получаются из указанных соотношений.

Относительное значение любой величины при выбранных базисных условиях определяется по формуле: 

 (1.1)



где  - значение величины в именованных единицах;

 - базисное значение этой же величины.

Звездочка * указывает, что величина выражена в о.е., индекс б - что она приведена к базисным условиям.

Используя выражение (1.1) для определения сопротивления в о.е., получим:



 (1.2)



где X - заданное индуктивное сопротивление, Ом на фазу.

Обычно относительные сопротивления элементов (генераторов, двигателей, трансформаторов и реакторов) задаются при номинальных условиях, т.е. за базисные величины прияты номинальные. Их величины определяются по выражению (1.2), где базисные величины заменяются соответствующими номинальными, т.е.







Чтобы вести расчет в о. е., необходимо все ЭДС и сопротивления элементов схемы выразить в о.е..

Схема замещения может быть составлена точно, т.е. о учетом действительных коэффициентов трансформации участвующих трансформаторов, или приближенно, когда номинальное напряжение всех элементов, находящихся на одной ступени трансформации, принимают одинаковым и равным средненоминальному (  ) для данной ступени в соответствии со следующей шкалой: 765; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4; О,23; О,127 кВ. В дальнейшем будем пользоваться приближенным приведением.

Для удобства расчетов за базисную мощность желательно принимать величину, кратную десяти или кратную установленной мощности генерирующих источников расчетной схемы.

За базисное напряжение при приближенном приведении принимают средненоминальные напряжения ступеней . 

Расчётные выражения для определения приведённых значений сопротивлений:

генератор ;

трансформатор ;

реактор ;

линия электропередачи ;

 ,  - базисная и номинальная мощность, МВА ;

 - базисный ток, кА;

, - относительные сопротивления элементов схемы ;

 - удельное сопротивление 1 км линии, для воздушных принимается равным О,4 Ом/км, для кабельных - 0,8 Ом/км;

 - длина ЛЭП, км

 - напряжение КЗ трансформатора в процентах;

 - среднее номинальное напряжение, кВ

Сопротивления элементов схемы, приведенные к базисным условиям, наносим на схему замещения. Для этого каждый элемент в схеме замещения обозначаем дробью: в числителе ставим порядковый номер элемента, а в знаменателе - значение относительного индуктивного сопротивления. ЭДС элементов придаются порядковые номера, и указываем величину в о.е. 

Сверхпереходная ЭДС для практических расчетов находится по формуле: .



7. Расчёт токов короткого замыкания.



                                                                                                                         12/3                                                                              





           8/2,7                            9/2,7         

                                                                                                                                                                                                        

                                                                                                                                                                                             

                                                                                                                                                                               

                               6/0,1      7/0,1                                                                                                                            

           4/1,7                            5/1,7                   10/2,6                                              13/0,4                                           16/0,4        

	                                                                                                                                                         



                                                                                                                                                                                             

                                      3/4,5                                                                                                                                               

           1/3,6                            2/3,6                   11/3,8                                               17/0,8                                          20/0,8              

                                                                                       

    

           

                                                                                                                                                                                      

                 E1=1,09                       E2=1,09                E3=1,09                                       E4=1,09                        E7=1,09               



E1=1,09 E2=1,09 E3=1,09 E4=1,09 E7=1,09 

=37 кВ; =1000 МВА; ;





Для системы примем условно 4 генератора ТГВ200 2Д : =253; =200 МВА; 

=7,55; соs=0,85; =0,185

и 4 трансформатора ТДЦ : =250 МВА; =10,5.







Реактор выбираем по формуле ; 

; кА

 выбираем реактор РБДГ10-4000-0,18УЗ : =3,2 кА; 0,18 Ом.







 















1)



; 







                                                                                                                      12/3

           8/2,7                             9/2,7         

                                                                                                                                                                                                        

                                                                                                                                                                                             

                                                                                                                                                                               

                               6/0,1       7/0,1                                                                                                                            

           4/1,7                             5/1,7                  10/2,6                                               21/1,2                                            24/ 1,2       

	                                                                                                                                                         



                                                                                                                                                                                             

                                       3/4,5                                                                                                                                               

           1/3,6                             2/3,6                  11/3,8 

                                                                                       

    

                                                                                                                                                                                                 

                 E1=1,086                     E2=1,086              E3=1,0918                                    E4=1,09                       E7=1,09               

E1=1,086 E2=1,086 E3=1,0918 E4=1,09 E7=1,09 



2)



IIIIII=; =1,206/4=0,3015

( по формуле приведения  )







                                                                                                               12/3                                  25/0,3015         Е8=1,09                   

          8/2,7                            9/2,7         

                                                                                                                                                                                                        

                                                                                                                                                                                             

                                                                                                                                                                               

                             6/0,1       7/0,1                                                                                                                            

          4/1,7                            5/1,7             26/6,45                                                  

	                                                                                                                                                         



                                                                                                                                                                                             

                                     3/4,5                                                                                                                                               

          1/3,6                            2/3,6                   

                                                                                       

    

                                                                                                                                                                                                 

              E1=1,086                     E2=1,086              E3=1,0918                                              



 E1=1,086 E2=1,086 E3=1,0918 

3)

Методом зеркального отображения преобразуем схему к следующему виду:



3,3;

=1,34; =0,031; =0,84375; =1,7875;

;


                                           

      Е8=1,09                           Е3=1,0918                         4) 2,63125      

                                                                                            По формулам приведения преобразуем :  

      27/3,3                                26/6,45                              2,25; =0,65;=0,35;     

                                                                                          =2,25+1,34=3,59;

      28/1,34                                                                        5,4; 10,028;





     30/0,84              29/0,031





                                                                                                                                                                                                         

       31/1,78                                                                                                                                                                                             

                                                                                                                                                                               

                              

        

	                                                                                                                                                         

                 E9=1,086

                                                                                                                                         5)                                                    

 





                                                                                                                                                                                                                 

                                                                                                                                                                                             

      29/0,031                                                                                                                                                                

 

	                                                                                                                                                                                     

                                                                33/5,4               34/10                                                                                                             36/10 

                                          32/2,631                                                                    35/5,5                                      37/2,686         

                                                                                                                                                                     

                                                                                                                                                                



                                                             

E8=1,09   E3=1,0918    E9=1,086                                                                            E8=1,09  E=1,086   E=1,086 

                                                                                       

E8=1,09 E3=1,0918 E9=1,086 E8=1,09 E=1,086 E=1,086 



5) Ещё раз методом эквивалентирования преобразуем схему к конечному виду:

; ; ; ;



;  ;  



Начальное значение периодической составляющей трехфазного тока КЗ в именованных единицах вычисляется по формуле :

кА; кА; 

3,09кА.

17,34кА – начальное значение периодической составляющей тока КЗ.

Определим теперь ударный ток по формуле:  

Среднее значение ударного коэффициента на шинах 35 кВ .

=34,2кА; =кА; кА; 

=34,2+4,48+8,4=47,28кА – суммарный ударный ток в точке КЗ.



8. Выбор выключателей и разъединителей



Выключатель - это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока.

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 :

- надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);

- быстрота действия, т. с. наименьшее время отключения;

- пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т. е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

- возможность - показного управления для выключателей 110 кВ и выше;

-легкость ревизии и осмотра контактов;

- взрыво- и пожаробезопасность;

- удобство транспортировки и эксплуатации.

Основными характеристиками выключателя являются: номинальные ток и напряжение и его отключающая способность , т. е. наибольший ток, который выключатель способен надежно отключить при восстанавливающемся номинальном напряжении сети.

Разъединителем называется аппарат, предназначенный для отключения и включения цепей высокого напряжения при отсутствии в них тока. При ремонтных работах разъединителем осуществляется надежный видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратом, выведенным в ремонт. Контактная система разъединителей не имеет дугогасительных устройств, поэтому при отключении больших токов возникает устойчивая дуга, которая может привести к аварии в распределительном устройстве. Прежде чем оперировать разъединителем, цепь должна быть обесточена с помощью выключателя.

Выбор выключателей производится по:

1) по напряжению установки 

2) по длительному току ; ;

3) по отключающей способности.

В первую очередь производится проверка на симметричный ток отключения по условию



. 



Затем проверяется возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ

 , 



где - номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени ; - нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе, (по каталогам или по рис.4.54 Рожкова); - апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов ; - наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов:

; здесь =0,01с - минимальное время действия релейной защиты;  - собственное время отключения выключателя.

Если условие  соблюдается, а , то допускается проверку по отключающей способности производить по полному току КЗ:







4) на электродинамическую стойкость выключатель проверяется по предельным сквозным токам КЗ:  ;  ,

где  - наибольший пик (ток электродинамической стойкости) по каталогу ;  - действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока КЗ. 

5) на термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу тока КЗ:







где  - тепловой импульс тока КЗ по расчету,  ;  - среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости) по каталогу ; - длительность протекания тока термической стойкости по каталогу, с.

Выбор разъединителей и короткозамыкателей.

Выбор разъединителей и короткозамыкателей производится:

1) по напряжению установки ;

2) по току , ;

3) по конструкции, роду установки;

4) по электродинамической стойкости  ;  ,

где ,  - предельный сквозной ток КЗ (амплитуда и действующее значение) ;

5) по термической стойкости ,

где  - тепловой импульс тока КЗ по расчету,  ;  - среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости) по каталогу ;  - длительность протекания тока термической стойкости по каталогу, с.

Короткозамыкатели выбираются по тем же условиям, но без проверки по току нагрузки.

Для выбора аппаратов произведём сначала расчёт токов продолжительного режима, т.е. токов нормальной работы и токов максимальных нагрузок на основных участках.

Цепь генераторов Г1 и Г2:



 А;  А.



Цепь генераторов Г3:


А; А.



На среднем напряжении : 



 А;  А. 



На высшем напряжении: 



 А;  А.



На низшем напряжении:



 А;  А.

 А;  А.



где ; ;  - номинальные параметры источника.

Выбор выключателей и разъединителей на среднем напряжении:

По справочнику выбираем воздушный выключатель типа ВВУ-35А-40/2000У1 с параметрами: =35кВ; =2000А; =40кА; =30%; =102кА; =40кА; =40кА; =3c; =0,06c. Время действия релейной защиты для таких выключателей =0,01с; =0,07c - наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов (т.е. время протекания тока КЗ).

	Апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов определяется по формуле :

 =11,9; =1,56; =0,393 кА

значения определяли по графику (с.163).

13,85 кА – суммарное значение апериодической слагаемой тока КЗ.

Периодическая составляющая тока КЗ для момента времени =0,07c. Определим ее как суммарную величину от токов отдельных групп генераторов =12,6кА;=1,65кА;=3,09кА;=17,34кА



; 1,248 кА; =0,624 кА; 14,686 кА;



Определим кратности (отношения начальных значений периодической составляющей токов КЗ к номинальному току):



= 10,1; = 2,64; =0,2;

с

=0,65; 0,65*12,6=8,19;

=0,91; 	 0,91*1,65=1,5;

=1,04; 1,04*3,09=3,21;

8,19+1,5+3,21=12,9 кА – периодическая составляющая тока КЗ к моменту времени 


Тепловой импульс квадратичного тока КЗ



=17,34*17,34*0,07= 21,05



Выбор разъединителя

По справочнику выбираем разъединитель типа РДЗ-1-35/3200 УХЛ1 с параметрами: 

=35кВ; =3200А; =125 кА; =50 кА; =4c.



Результаты выбора выключателей и разъединителей на СН сведем в таблицу 7.

Таблица 7

Расчетные данные

Данные выключателя

ВВУ-35А-40/2000У1

Данные разъединителя 

РДЗ-1-35/3200 УХЛ1

=35кВ;

=197,9А;

=12,9кА;



=13,85кА;

=

=*12,9+13,85= 32,1кА;

=17,34кА;

=47,28кА;

=21,05;

=35кВ;

=2000А;

=40кА;

= =*0,12*40=6,8кА; 

= =*40*1,12= 63,4кА;

=40кА;

=102кА;

=40*40*4=6400

=35кВ;

=3200А;



 <>

 

 <>



 <> 



 <>

=125кА;

=50*50*4=10000



Примечание: <> - т.к. разъединитель коммутирует только обесточенные цепи, то их проверка на отключающую способность не производится.

Выбор выключателей и разъединителей на ГРУ:

Таблица 8

Расчетные данные

Данные выключателя

МГГ-10-4000-45УЗ

Данные разъединителя 

РВР-10/4000 УЗ

=6,3 кВ;

=3665,7 А;

=3858,6 А;

=10 кВ;

=4000 А;

=10 кВ;

=4000 А;



=45 кА;

=45кА; =120 кА;

=180 кА;



Выбор выключателей и разъединителей на высшем напряжении:



Таблица 9

Расчетные данные

Данные выключателя

МКП-110Б-630-20У1

Данные разъединителя 

РНД-110/630 Т1

=110 кВ;

=209 А;

=315 А;

=110 кВ;



=630 А;

=110 кВ;



=630 А;



=20 кА;

=20кА; =52 кА;

=80 кА;



Выбор выключателей и разъединителей на генераторном напряжении блока:



Таблица 10

Расчетные данные



Данные выключателя

ВВЭ-10-31,5/2500ТЗ

Данные разъединителя 

РВР-12/4000 ТЗ

=10,5 кВ;

=2199 А;

=2315 А;

=11 кВ;



=2500 А;

=12 кВ;



=4000 А;



=31,5 кА;

=31,5кА; =80 кА;

=125 кА;



Выберем выключатели для установки на линиях отходящих к потребителям генераторного напряжения:



 А



Выбираем выключатель типа ВМПЭ-10-1600-20УЗ : =10 кВ > 6,3 и =1600>1283 А.

Произведём выбор выключателей устанавливаемых после ТСН:







Для облегчения обслуживания примем такую же марку как и на генераторном напряжении: ВВЭ-10-31,5/2500ТЗ.

Выберем дополнительно реакторы устанавливаемые в линиях потребителей генераторного напряжения: 



 А;



выбираем РБГ*10-630-0,56УЗ : =630 А>439 А.




9. Выбор шин, изоляторов и токоведущих частей распределительных устройств



На ГРУ.

Сборные шины будут расположены в вершинах прямоугольного треугольника с расстояниями между фазами 0,8 м и пролётом =2 м. Выбор производим по току самого мощного присоединения – генератора ТВС 32УЗ.

Сборные шины по экономической плотности тока не выбираются, поэтому сечение выбираем по допустимому току. Принимаем алюминивые шины коробчатого сечения:

 2(125*55*6,5) , высота =125 мм, ширина полки  =55мм .

Сечение 2(1370). А > =3858 А.

Выбор изоляторов : выбираем опорные изоляторы ИОР-6-3,75 УХЛ,Т2

=10 кВ > =6,3 кВ; А > =3858 А.

Выбор токоведущих частей в цепи генератора: ошиновка от сборных шин до разъединителей, от разъединителей до выключателя и от выключателя до стены ГРУ выполняется жёсткими шинами. Принимаем шины коробчатого сечения, фазы расположены горизонтально на расстоянии а=0,8 м , пролёт =2м. Выбираем сечение по экономической плотности тока:

 , =3331,8 ; принимаем шины коробчатого сечения 2(150*65*7) с общим сечением 2*1785=3570 , что больше расчётного. *0,94А>=3538 А.

От выводов генератора до фасадной стены главного корпуса выбираем кабель марки КЭТ-60: А >=3858 А.

Выбираем гибкий токопровод в цепи трансформаторов ТДТН 40000/110: тогда сечение алюминиевых проводов должно быть 3331-1000=2331 . Число проводов А-400 : 5,8 ; принимаем 6 проводов А-400. 

Проверяем по допустимому току: А; А>=5132 А.

Принимаем токопровод 2АС-500/27+6А-400 , диаметром =207,6 , расстояние между фазами 3м. 

На РУСН.

Выбор сборных шин 35кВ: сечение выбираем по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах. Принимаем АС-70/11; =11мм; А. Фазы расположены горизонтально на расстоянии 3м.

Токоведущие части от выводов 35кВ трансформатора до сборных шин выполняем гибкими токопроводами, выбираем сечение по экономической плотности тока =89,9 ; принимаем два провода в фазе АС-35/6,2; =8,4мм; А. Проверяем А>=198 А.

Опорные изоляторы С6-250 I УХЛ,Т1 : =35 кВ = =35 кВ; =560мм.

Проходные изоляторы ИП-35/630-750УХЛ1: =35 кВ;А>=198 А. 

На РУВН

Выбор шин 110 кВ: так как сборные шины по экономической плотности тока не выбираются, принимаем сечение по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах. Принимаем АС-150/19, ,=16,8 мм, А. Фазы расположены горизонтально на расстоянии между фазами 3м. 

Токоведущие части от выводов 110 кВ трансформатора до сборных шин выполняем гибкими токопроводами, выбираем сечение по экономической плотности тока =190; принимаем два провода в фазе АС-120/19; =15,2мм; А. Проверяем А>= 315 А.

Опорные изоляторы С6-450 II УХЛ,Т1 : =110кВ = =110 кВ; =270мм.

Проходные изоляторы (линейный ввод) ГМЛБ-90-110/1000-У1: =110кВ; А>=315 А.

Выбор кабелей

Потребители генераторного напряжения получают питание по кабельным линиям, кабель марки ААГ, прокладывается в кабельных полуэтажах: (по таб.7.11 Неклипаева) одна жила сечением 150; 

 ; 6<10 кВ

; ; берём двужильный кабель сечением 2*150=300

=abc*=1,46*1*1*147=224 А; А; 427/224=1,9=2шт.(два кабеля параллельно).

Итак принимаем два параллельных двухжильных кабеля марки ААГ-150.

Для блока

В блоке генератор-трансформатор участок и отпайка к ТСН выполняются комплектным экранированным токопроводом КЭТ-60 : =10,5; А.

Токоведущие части от выводов блочного трансформатора до РУВН выполняем гибкими проводами. Сечение выбираем по экономической плотности тока:

=190, выбираем 2 повода в фазе АС-95/141; =19,8мм; А. Проверяем А>= 209 А.



10. Выбор трансформаторов тока и трансформаторов напряжения



Выбор измерительных трансформаторов тока.

На генераторном напряжении:

По справочнику выбираем трансформатор тока ТПШЛ-10 для внутренней установки: =10кВ; =4000А; =5А; =35кА; =3с.

Трансформатор тока ТПШЛ-10 удовлетворяет условиям выбора, в том числе:=3858,6А =4000А;

На среднем напряжении: 

По справочнику выбираем трансформатор тока встроенный в трансформатор ТВТ35-1-200/5 : =35кВ; =200А; =5А и 

ТВ-35-III-200/5: =35кВ; =200А; =5А (трансформатор тока встроенный в выключатель)

Трансформатор тока ТВТ35-1-200/5 и ТВ-35-III-200/5 удовлетворяет условиям выбора, в том числе:=198А =200А;

На высшем напряжении:

По справочнику выбираем трансформатор тока встроенный в трансформатор ТВТ110-I400/5 : =110кВ; =400А; =5А 

Трансформатор тока ТВТ110-I400/5 удовлетворяет условиям выбора, в том числе:=315А =400А;

Выбор трансформаторов тока для блока:

По справочнику выбираем трансформатор тока встроенный в трансформатор ТШЛ10 : =10кВ; =3000А; =5А 

Трансформатор тока ТШЛ10 удовлетворяет условиям выбора, в том числе:=2315А =3000А;

Выбор измерительных трансформаторов напряжения

На генераторном напряжении:

По справочнику выбираем измерительный трансформатор НОМ-6-77У4 с параметрами =6,3кВ ; =100В.

Для рабочей системы шин на ГРУ выбираем трансформатор ЗНОМ-15-63У2 с параметрами =15кВ; =100/10 0:3 В., =100/В.. 

На среднем напряжении:

По справочнику выбираем измерительный трансформатор ЗНОМ-35-72У1 с параметрами =35кВ, =100/В..

На высшем напряжении:

По справочнику выбираем измерительный трансформатор НКФ-110-83ХЛ1 с параметрами =110кВ, =100/В..

Выбор трансформаторов тока для блока:

По справочнику выбираем измерительный трансформатор НОМ-15-77У4 с параметрами =15 кВ, =100В.



11. Обеспечение собственных нужд ТЭЦ



Производство электрической и тепловой энергии на электростанциях всегда сопровождается расходом некоторой части электроэнергии для нужд самой электростанции. На современных тепловых электростанциях производственный процесс полностью механизирован с помощью многочисленных устройств, как правило, снабженных электроприводом. Совокупность всех этих устройств, обеспечивающих нормальную эксплуатацию станции, и называют собственными нуждами (СН). К СН станции относятся также освещение, отопление и бытовые нужды.

Исходя из заданных условий потребления эл. энергии на собственные нужды и условий резервирования выбираем реакторы и трансформатор собственных нужд.

Реакторы СН выбираем по допустимому току ;





Выбираем РБГ*10-630-0,56УЗ с А. Два реактора такого типа устанавливаем на ГРУ. На блочной части установим резервный ТСН. Производим его выбор по формуле , где 0,9 поправочный коэффициент.







Для ограничения токов короткого замыкания в блочных трансформаторах собственных нужд принимаем расщепленную обмотку низкого напряжения. Резервный трансформатор собственных нужд выбираем на ступень выше ТРДНС-25000/110: 

кВ; кВ. Трансформатор с.н. присоединяем к отпайкам от токопроводов генераторного напряжения. В цепи между генератором и трансформатором блока устанавливаем выключатель.