Выбор количества и мощности источников рабочего и резервного питания собственных нужд

 

Ранее были выбраны сдвоенные сухие реакторы РСТСТГ(У) 10-2х1000-хххУ3 для питания собственных нужд. Определим сопротивление реактора исходя из необходимой степени ограничения токов КЗ.

В схеме собственных нужд предполагается установка комплектных распределительных устройств КРУ СЭЩ-59У1 производства ЗАО Группа компаний «Электрощит»на номинальный ток 1000 А с вакуумными выключателями, имеющими номинальный ток отключения 20 кА [9]. Выберем реакторы по тому же алгоритму, по которому выбирались реакторы в цепи отходящих линий 10 кВ.

Поэтому результирующее сопротивление до установки реакторов:

.

Желаемое сопротивление для ограничения тока КЗ:

.

Требуемое сопротивление реактора:

.

Выбираем по [7] сдвоенный реактор РСТСТГ(У) 10-2x1000-0, 45У3 со следующими параметрами:

;

;

;

;

;

.

Проверку реактора на электродинамическую и термическую стойкость проводить не будем, т.к. было подсчитано выше.

В качестве резервного и рабочего источника питания собственных нужд были приняты трансформаторы ТДНС-16000/10. Резервная магистраль выполняется с помощью комплектного токопровода.

 

В результате схема собственных нужд будет выглядеть следующим образом:

Рис. 32. Схема собственных нужд ТЭЦ

 

Выбор средств ограничения тока короткого замыкания до заданного уровня в схеме проектируемой ТЭЦ

 

В качестве средств ограничения токов короткого замыкания на электрической станции могут быть использованы:

1) применение блоков различного вида для ограничения токов короткого замыкания на генераторном и повышенном напряжениях;

2) раздельная работа блоков на повышенном напряжении;

3) каскадное отключение короткого замыкания;

4) применение трансформаторов вместо автотрансформаторов;

5) применение реакторов, трансформаторов с повышенным сопротивлением или с расщеплением для собственных нужд;

6) применение трансформаторов связи с расщеплением;

7) применение реакторов в цепи трансформаторов связи;

8) применение секционных реакторов на ГРУ;

9) применение линейных реакторов;

10) использование напряжения 35 кВ для выполнения третичной обмотки автотрансформаторов связи;

11) применение автотрансформаторов без обмотки низшего напряжения.

 

Как видим, 3, 5, 8, из этих мероприятий были выполнены при проектировании ТЭЦ или же могут выполняться в процессе её эксплуатации (например, каскадное отключение КЗ, раздельная работа источников). Вопросы выбора токоограничивающих реакторов были решены в предыдущих разделах курсового проекта.

 

Источники оперативного тока

 

Приборы, аппараты, соединительные провода и кабели систем управления, сигнализации, измерения, релейной защиты, автоматики и телемеханики относят к оборудованию вспомогательных цепей. Вспомогательная цепь электрического устройства – это электрическая цепь различного функционального назначения, не являющаяся силовой электрической цепью. Все электрические цепи управления, сигнализации, измерения и защиты называются оперативными.

Для обеспечения работы устройств вспомогательных цепей в нормальном и аварийном режимах электроустановок требуется источник энергии – источник оперативного тока. При этом возможно применение как постоянного, так и переменного тока.

Питание оперативных цепей может осуществляться как от специальных независимых источников энергии (аккумуляторных батарей, химических элементов), так и путем отбора мощности от первичных источников энергии (генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, предварительно заряженных конденсаторов и выпрямительных устройств). На электрических станциях и подстанциях применяют централизованные и индивидуальные схемы распределения оперативного тока.

Схемы индивидуального питания оперативных цепей применяются на электрических станциях малой мощности и подстанциях с небольшим числом выключателей или без них на высокой стороне.

Ограничения в применении трансформаторов тока и напряжения для питания оперативных цепей вызываются их неспособностью выдавать достаточную мощность при нормальном режиме (ТА) и коротких замыканиях (ТV) соответственно.

При централизованном питании оперативных цепей источником тока обычно служат аккумуляторные батареи с подзарядными устройствами. В качестве источника постоянного оперативного тока на электрических станциях и подстанциях в основном примененяются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи.

Произведём выбор аккумуляторных батарей для проектируемой ТЭЦ. На современных электрических станциях и подстанциях используют установки постоянного оперативного тока, как правило, с номинальным напряжением 220 В.

На электростанциях, как правило, применяют установки постоянного оперативного тока с элементным коммутатором или специальным тиристорным переключателем.

Рис. 33. Схема установки постоянного тока с элементным коммутатором:

I – цепи управления и сигнализации; II – аварийное освещение и электродвигатели;

III – электромагниты включения.

Схема на рисунке 33 применяется, как правило, на электрических станциях, когда из-за различного характера нагрузки, значительной её величины и продолжительности аварии на шинах аккумуляторной батареи (GB) наблюдаются глубокие посадки напряжения. С помощью элементного коммутатора обеспечивается требуемый уровень напряжения у потребителей постоянного тока в течение всего периода аварийного разряда аккумуляторной батареи.

Принимаем одну АКБ на один блок по 63 МВт и одну – на оставшийся блок и генераторы в неблочной части (3 генератора по 63 МВт). Батарея будет работать в режиме постоянного подзаряда в схеме с элементным коммутатором. Расчетная длительность аварийной нагрузки 0, 5 ч. Номинальное напряжение на шинах установки 230 В. Расчетная температура электролита +25^оС.

От аккумуляторных батарей питаются следующие электроприемники:

· аппараты систем управления (реле защит, автоматики, блокировки, электромагниты управления выключателями и т.д.), часть этих аппаратов постоянно обтекается током, часть включается кратковременно;

· электромагниты включения выключателей. Для их питания целесообразно иметь особую сеть;

· лампы аварийного освещения;

· электродвигатели особо ответственных механизмов (аварийных маслонасосов систем регулирования, смазки, уплотнения подшипников турбин, генераторов и синхронных компенсаторов и т.д.);

· технологические защиты, электроприводы отсечных клапанов газопроводов, электрогидравлических преобразователей (ЭГП) систем регулирования и электромагниты отпорных клапанов турбин.

· преобразовательные агрегаты оперативной связи (двигатель-генераторы мощностью 7, 2 и 9, 0 кВт) или инверторы, служащие для автоматического питания устройств связи при полном отключении электроэнергии (потере источника питания собственных нужд станции), преобразуя постоянный ток от аккумуляторной батареи в переменный синусоидальный (гармонический) ток с помощью инверторов.

Таблица 33. Классификация электроприемников постоянного тока

Характер нагрузки	в нормальном режиме	в аварийном режиме
переходном	установившемся
Постоянная	Токи аппаратов устройств управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты
Кратковременная	Токи включения и отключения приводов выключателей и автоматов. Токи аппаратов устройств управления, блокировки, сигнализации и РЗ
-	Пусковые токи электродвигателей	-
Временная	-	Токи аварийного освещения	Токи электродвигателей и аварийного освещения

 

В настоящее время на электрических станциях и подстанциях осуществляют режим постоянного подзаряда аккумуляторных батарей. Это значит, что в нормальном режиме электроустановки подзарядный агрегат питает всю постоянно включенную нагрузку ( ) и компенсирует ток самозаряда аккумуляторной батареи ( ). Следовательно, батарея в режиме подзаряда всегда заряжена на полную емкость. Зарядка аккумуляторной батареи необходима, если в аварийном режиме на станции емкость ее заряда снизилась более, чем на 10% [5].

Определим нагрузку на аккумуляторную батарею.

Таблица 34. Перечень потребителей постоянного тока

Вид потребителя	Кол-во электроприемников	Параметры эл. приемников	Расчетные нагрузки, А
Ном. мощность, кВт	Ном ток, А	Расчетный ток длит режима, А	Пусковой ток, А	Аварийный режим до 30 мин	Толчок тока в начале аварийного режима	Наибольший толчковый ток (в конце разряда)
Постоянная нагрузка	-	-	-		-
Аварийное освещение	-	-	-		-		-
Приводы выключателей		-		-	-	-		-
Преобразовательный агрегат оперативной связи		7, 2
Двигатели аварийного маслонасоса уплотнений генератора							-
Двигатели аварийного маслонасоса смазки подшипников турбины			73, 5				-
Включение выключателя ВГТ-110		-	2, 5	-	-	-		-
Итого:	-	-	-	-	-

 

Аккумуляторная батарея в нормальных условиях работает в режиме нормального подзаряда и, следовательно, постоянной нагрузки не несет. Поэтому расчетной является аварийная ситуация на станции, когда батарея принимает на себя всю аварийную нагрузку [17]. По [17], стр. 341 для ТЭС и ГЭС, работающих в системе, рекомендуется принимать длительность работы аварийного режима равной 0, 5 ч.

 

Число основных элементов батареи (присоединяемых к шинам установки в режиме постоянного подзаряда):

,

где:

- напряжение на шинах;

- напряжение на элементе в режиме подзаряда.

 

Общее число элементов в батарее:

,

где - напряжение на элементе в конце аварийного разряда.

 

Тогда число добавочных элементов, включаемых на элементный коммутатор:

.

Типовой номер батареи:

,

где - ток разряда аккумулятора первого номера, определяемый согласно [17] по рис. 8.16, кривой номер 1 по температуре электролита .

Принимаем ближайший больший типовой номер батареи .

Выбираем по [7] аккумуляторную батарею 10 БП 1000 Курск производства Курского завода аккумуляторов и проверяем её по условию :

.

Таким образом, условие выполняется.

В режиме кратковременной нагрузки значение определяем по условию надёжной работы приводов выключателей, то есть оно должно мыть не менее 85% от . С учётом потерь напряжения в питающем кабеле (~5%) принимаем . Для этого используем графическую зависимость, которая для аккумуляторов 10БП 1000 Курск задается в виде таблицы [7], где .

Таким образом, аккумуляторная батарея 10 БП 1000 Курск удовлетворяет всем условиям и принимается к установке.

Имея наилучшие токовые характеристики в режиме короткого разряда, аккумуляторные батареи серии БП значительно дешевле аналогичных аккумуляторных батарей зарубежного производства и существенно превосходят по эксплуатационным характеристикам [7].

 

Выбираем подзарядные устройства (ПЗУ) основных и добавочных элементов по току и напряжению, имеющие три автоматических регулятора напряжения (АРН–1 – для подзарядки основных аккумуляторов, АРН–2 – регулятор разряда с воздействием на элементарный коммутатор, АРН–3 – для подзарядки добавочных элементов):

Согласно [17] ток подзаряда должен быть 0, 03N А. Однако, учитывая возможные продолжительные разряды, этот ток принимают равным 0, 15N.

Ток подзаряда равен:

= 0, 15·36 + 30 = 35, 4 А,

где - ток постоянно включенной нагрузки.

Напряжение подзарядного устройства равно:

U_ПЗУ = U_пз·n₀ = 2, 15·108 = 232, 2 В,

где U_пз=2, 15 В.

Выбираем подзарядное устройство ВАЗП-380/260-40/80, выполненное на кремниевых выпрямителях с автоматической стабилизацией напряжения. Максимальное напряжение в рабочем режиме 260 и 380 В, рабочий ток 80 и 40 А соответственно. При небольшой нагрузке постоянного тока этот агрегат обеспечивает и заряд батареи.

Подзаряд добавочных элементов:

I_пз = 0, 05N = 0, 05·36 = 1, 8 А;

U_{ПЗУдоб.} = U_пз·n_доб = 2, 15·24 = 51, 6 В.

Выбираем автоматическое подзарядное устройство типа АРН-3, которое поставляется комплектно с панелью автоматического регулирования напряжения типа ПЭХ-9045-00А2.

Выбираем зарядное устройство. Ток и напряжение заряда равны:

I_з = 5N + I_п = 5·36 + 30 = 210 А;

U_з = 2, 75 = 2, 75 ·132 = 363 В.

Выбираем зарядный агрегат, состоящий из генератора постоянного тока П-92 с Р_ном = 60 кВт, U_ном = 260/380 В, I_ном = 222 А и асинхронного двигателя типа А2-91-4 с Р_ном = 75 кВт.

 

Высокочастотные заградители

 

Для передачи информации на высоких частотах используются линии электропередач. Одним из основных элементов в этой системе являются высокочастотные заградители серии ВЗ. Они предназначены для создания определенных сопротивлений на линиях высокого напряжения, предотвращения потери сигналов из-за распространения их на другие линии. ВЧ-заградители включают в себя три основных элемента: катушку индуктивности, разрядник для защиты от перенапряжений и элемент настройки. Элементы настройки типа ЭНЗ разработаны ОАО Раменский электротехнический завод «Энергия» совместно с ОАО «РОСЭП», адаптированы к условиям отечественных электрических сетей с учетом возможных перенапряжений и поставляются совместно с высокоэффективными защитными устройствами типа ОПН ВЗ. В этих элементах применены новые конструктивные решения с использованием твердой изоляции для повышения электрической прочности, установлены высокочастотные конденсаторы и высокостабильные резисторы, а для верхнего диапазона частот используется новая высокоэффективная электрическая схема.

Таблица 35. Параметры высокочастотных заградителей

	Номинальный длительный ток, А	Диапазон частот заграждения, кГц	Класс напряжения линий электропередач, кВ	Номинальный кратковременный ток короткого замыкания в течение 1с, кА	Ударный ток короткого замыкания, кА	Минимальное значение активной составляющей полного сопротивления, Ом	Индуктивность реактора на промышленной частоте, мГн	Полные потери в реакторе при номинальном токе, кВт	Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150
ВЗ-630-0, 5		34-40, 39-46, 45-55, 54-68, 66-88, 80-118, 100-168, 132-280, 160-1000	35-110				0, 547		У1, Т1
ВЗ-1250-0, 5		36-42, 38-45, 40-48, 46-56, 54-68, 65-86, 80-118, 101-170, 132-300, 160-1000	110-330	31, 5/(50)	80 (100)		0, 536	8, 5	У1, Т1
ВЗ-2000-0, 5		24-28, 27-33, 32-40, 36-47, 45-63, 48-69, 60-95, 68-121, 80-164, 100-280, 145-1000	330-750	40/(50)	102 (125)		0, 535		У1, Т1
ВЗ-2000-1, 0		24-34, 32-54, 37-70, 44-94, 52-120, 80-1000	330-750	40/(50)	102 (125)		1, 027		У1, Т1
ВЗ-4000-0, 5		24-700 (по требованию заказчика)	750-1150		102 (125)		0, 52		У1

 

⇐ Предыдущая6789101112131415

Поделиться:

Популярное:

1. E) право на свободный выбор труда
2. III Организация рабочего места по приготовлению и приготовление сложной холодной кулинарной продукции.
3. XII. 1. ВЫБОР СПОСОБА ПЛАВАНИЯ
4. А. И. Черевко. Расчет и выбор судовых силовых трансформаторов для полупроводниковых преобразователей. Севмашвтуз, 2007.
5. Автор сетует на то, что мы не занимаемся гигиеной собственных мыслей, а также советует ЖЕЛАЮЩИМ, как можно научиться думать
6. Административное принуждение и его классификация.
7. Аксиоматика теории потребительского выбора, принципы рационального поведения
8. Алгоритм формирования техники двигательных действий легкоатлетических упражнений. Характеристика и технология обучения технике легкоатлетического вида из школьной программы (по выбору).
9. Анализ баланса реактивной мощности на границе раздела энергоснабжающей организации и потребителя, и при необходимости определение мощности батарей конденсаторов для сети напряжением выше 1 кВ
10. Анализ и прогнозирование товарооборота организаций общественного питания как части розничного товарооборота
11. Анализ источников формирования капитала
12. Анализ структуры имущества организации и источников его формирования