Выбор основного оборудования

Аннотация

В данном курсовом проекте рассчитываем и проектируем ТЭЦ 409 МВт.

В соответствии с заданием на курсовой проект составили два варианта структурных схем. Произвели выбор основного оборудования: генераторов, блочных трансформаторов и трансформаторов связи, подсчитали количество линий каждого РУ.

Затем произвели технико-экономическое сравнение обоих вариантов схем и выбрали экономически выгодный из них.

Согласно произведённому подсчёту нагрузок собственных нужд были выбраны трансформаторы собственных нужд.

Вычислили значения токов короткого замыкания, и по ним из каталогов было выбрано и проверено остальное оборудование: выключатели, разъединители, измерительные трансформаторы тока и напряжения. Также были выбраны и проверены токоведущие части РУ. Даны описания конструкций всех РУ.

На основе выбранных схем РУ была сделана полная принципиальная схема станции.

Введение

Республика Татарстан - одна из наиболее развитых в экономическом отношении республик в Российской Федерации. Она расположена в центре крупнейшего индустриального района Российской Федерации. В силу исторических, географических, природных условий и других важных факторов Республика Татарстан сложилась как крупнейший научный, образовательный и промышленный центр, получивший признание не только в России, но и во всем мире.

В промышленности республики сохраняется тенденция роста производства. Республика традиционно входит в пятерку лидеров по объемам промышленного производства среди субъектов Российской Федерации. В 2005 году объем промышленного производства в Татарстане составил 484 млрд. рублей в действующих ценах, увеличившись на 4, 6 % к уровню 2004 г. Рост объемов промышленного производства опережает общефедеральные темпы роста – 4, 4 % в среднем по России. Стоит отметить что в 1998 году объем промышленного производства Республики Татарстан составлял 52, 5 млрд. руб.

Ведущими отраслями промышленности являются нефтедобыча, химическая и нефтехимическая промышленность, машиностроение и электроэнергетика. Общая структура экономики Республики Татарстан выглядит следующим образом: топливная промышленность (добыча и первичная переработка нефти и газа) - 28, 5%, далее идут химическая и нефтехимическая - 21, 4%, машиностроение - 14, 9%, электроэнергетика - 11, 5%, пищевая - 9, 6%.

Электроэнергетика. Ведущей в хозяйственном комплексе является электроэнергетика как обеспечивающая функционирование прочих отраслей хозяйства. Среди электроэнергетических предприятий выделяются теплоэлектростанции (ТЭС), работающие на минеральном топливе; гидравлические электростанции (ГЭС) и атомные электростанции (АЭС), также использующие в работе топливо. Производственный комплекс Татарстана полностью обеспечен электроэнергией за счёт собственных источников.

Крупнейшим представителем автомобилестроения Татарстана является акционерное общество " Камский автомобильный завод" (КамАЗ). ОАО " КамАЗ", расположенное в городе Набережные Челны - самое крупное промышленное объединение республики и одно из крупнейших в СНГ. Здесь выпускаются грузовые и легковые автомобили.

Высокая трудоёмкость (большие затраты и высокая квалификация используемого труда) присуща авиационной промышленности. Поэтому она тяготеет к районам с большой концентрацией населения. Авиастроение развивается в Татарстане более 60 лет и в настоящее время представлено одними из крупнейших в России авиационным, вертолетным, моторостроительным и приборостроительными производственными объединениями. ОАО " Казанский вертолетный завод" является одним из ведущих экспортеров республики, поставляя вертолеты в десятки зарубежных стран.

Казанским авиационным производственным объединением им. С.П.Горбунова освоено производство среднего магистрального самолета Ту-214 - современного гражданского самолета, не уступающего по основным технико-экономическим и эксплуатационным характеристикам зарубежным Boeing 767 и 777 или А-320. Осваивается производство среднего широкофюзеляжного грузового самолета Ту-330 (максимальная коммерческая нагрузка 35 тонн) и административно-регионального лайнера Ту-324, рассчитанного на 46, 40 или 10 (в административном варианте) пассажиров.

Химическая промышленность. Химическая промышленность призвана занимать одно из лидирующих положений не только в хозяйстве Татарстана, но и всей страны в целом, так как она определяет развитие одного из важнейших направлений научно-технического прогресса - химизации (широкого применения химических технологий и материалов во всех отраслях хозяйства). Наибольший вес в структуре химической и нефтехимической отрасли республики составляет производство синтетических смол и пластмасс, полиэтилена, синтетических каучуков и шин, пленок, листов и труб из полимерных материалов, резиновой обуви, лекарственных средств, спиртов, технического углерода, минеральных удобрений.

К стратегическим приоритетам развития экономики республики относится повышение уровня переработки добываемой нефти. Сотрудничество с зарубежными партнерами играет важную роль в реализации различных проектов в области нефтедобычи и нефтехимии.

На территории Татарстана располагаются старейшие химические предприятия страны: ОАО " Нэфис" (Казанский химкомбинат им. Вахитова), основанное в 1855 году; АООТ " Химзавод им. Л.Я. Карпова" (1868 г.), ОАО «Нижнекамскнефтехим», ОАО «Казаньоргсинтез» и другие.

1 Выбор двух вариантов структурных схем

Вариант 1

Рисунок 1.1 – Первый вариант

Для первого варианта станции устанавливаем два генератора, мощностью по 100 МВт каждый, работающие на шины низкого напряжения. На шины высокого напряжения 110 кВ устанавливаем два блока генератор-трансформатор с мощностью генераторов по 100 МВт каждый.

Связь между распределительными устройствами происходит через двухобмоточные трансформаторы связи.

Связь с энергосистемой производится через РУВН 110 кВ.

Вариант 2

Рисунок 1.2 – Второй вариант

Для второго варианта станции устанавливаем четыре генератора, мощностью по 110 МВт, работающие на шины низкого напряжения. На шины высокого напряжения 110 кВ устанавливаем три блока генератор-трансформатор мощностью генераторов по 100 МВт и один мощностью 63 МВт.

Связь между распределительными устройствами также происходит через двухобмоточные трансформаторы связи.

Связь с энергосистемой производится через РУВН 220 кВ.

Выбор генераторов

Генераторы выбираем серии ТВФ: ТВФ – 63 – 2; ТВФ – 100 – 2, и ТВВ:

ТВВ – 160 – 2Е; ТВВ – 200 – 2.

Серия турбогенераторов ТВВ с полным водяным охлаждением взрыво – и пожаробезопасна, так как не содержит масла и водорода. Внутренний объем генератора заполнен под небольшим избыточным давлением воздухом, циркулирующим через осушительную установку. Основной особенностью этой серии является «самонапорная» система охлаждения ротора, которая позволяет существенно снизить давление циркулирующей в роторе воды. Это исключает разгерметизацию ротора, а следовательно, повышает надежность работы. Генераторы ТВВ изготовляются ОАО «Электросила» мощностью от 63 до 800 МВт.

Турбогенераторы ТВВ отличаются доступностью внутренних элементов для осмотра и ремонта из-за большого числа люков в обшивке, просторных концевых частей корпуса статора, отсутствие жестких требований к герметичности корпуса. Они по всем параметрам соответствуют мировому уровню, а по ряду характеристик (КПД, устойчивость, запасы мощности, безопасность, простота обслуживания) превосходит его.

Таблица 2.1 – Технические данные генераторов

Тип генератора	Р_н.г., МВт	S_ном, МВ*А	cos φ	U_н, кВ	I_н.ст, кА	X_d^’’%	Сист. возб.	Цена, тыс. руб.
ТВФ-63-2		78, 75	0, 8	10, 5	4, 33	0, 153	вч
ТВФ-100-2		117, 5	0, 85	10, 5	6, 475	0, 183	вч
ТВВ-160-2Е		188, 2	0, 85		6, 04	0, 22	тн
ТВВ-200-2			0, 85	15, 75	8, 625	0, 191	вч

РУВН – 220кВ

Для РУВН – 220кВ обоих вариантов структурных схем выбираем схему с двумя рабочими и обходной системами шин. Эта схема применяется при большом числе присоединений, в данном случае на РУ-220кВ 8 присоединений (2 блочных трансформатора, 2 трансформатора связи и 4 системных линий) для первого варианта и 10 присоединений (4 блочных трансформатора, 2 трансформатора связи и 4 системных линий) для второго варианта выбранных схем.

4.1.1 Схема для первого варианта

Рисунок 4.1 – Схема РУВН-220кВ для первого варианта

4.1.2 Схема для второго варианта

Рисунок 4.2 – Схема РУВН-220кВ для второго варианта

ГРУ – 10кВ

На генераторное распределительное устройство применим одну секционированную системную сборных шин. Шины ГРУ секционируются по количеству генераторов, секционный выключатель нормально включён для выравнивания потенциалов по секциям шин. Для ограничения токов которого замыкания на шинах в цепи секционного выключателя применяются секционные реакторы, в цепи секционного реактора предусматривается шунтирующий разъединитель, который закорачивает один из секционных реакторов в режиме вывода в ремонт одного из генераторов, чтобы уменьшить посадку напряжения на секционном реакторе.. Питающие потребитель линии запитываются с шин ГРУ через групповые реакторы, они предусмотрены для:

– ограничения тока короткого замыкания в линии с целью установки малогабаритных вакуумных выключателей встроенных в КРУ;

– поддержание напряжения на шинах в пределах 65% от номинального напряжения при коротком замыкании в линии;

– уменьшение габаритов ГРУ за счёт уменьшения количества присоединений к шинам.

4.2.1 Схема для обоих вариантов

Рисунок 4.3 – Схема ГРУ для обоих вариантов

5 Технико-экономическое сравнение двух вариантов

5.1 Технико-экономическое сравнение производится по методу приве- денных затрат

Подсчитаем капитальные затраты по вариантам. Для этого составим таблицу, в которую вносятся только те элементы на которые варианты различаются.

Таблица 5.1 – Разница капитальных вложений в строительство ТЭЦ по вариантам

Наименование и тип оборудования	Стоимость единицы, тыс. руб.	I вариант	II вариант
Кол-во, штук	Стоимость, тыс. руб.	Кол-во, штук	Стоимость, тыс. руб.
Генератор ТВФ-63-2		–	–
Генератор ТВФ-100-2		–	–
Генератор ТВВ-160-2Е				–	–
Генератор ТВВ-200-2				–	–
Трансформатор ТД-80000/220		–	–
Трансформатор ТДЦ-125000/220		–	–
Трансформатор ТД-200000/220				–	–
Трансформатор ТДЦ-250000/220				–	–

Продолжение таблицы 5.1 Разница капитальных вложений в строительство ТЭЦ по вариантам

Наименование и тип оборудования	Стоимость единицы, тыс. руб.	I вариант	II вариант
Кол-во, штук	Стоимость, тыс. руб.	Кол-во, штук	Стоимость, тыс. руб.
Выключатель Элегазовый ВГУ-220		–	–
ВСЕГО:

5.2 Расчет для первого варианта

Рассчитаем потери энергии на блочных трансформаторах , кВт∙ ч:

, (5.1)

где – потери на холостом ходу в трансформаторе, кВт.

t – число часов работы трансформатора в году, ч.

– потери при коротком замыкании в трансформаторе, кВт.

– мощность, проходящая через трансформатор, МВА.

– номинальная мощность трансформатора, МВА.

– число часов максимальных потерь. Зависит от числа часов использования максимума нагрузки, для cos φ = 0, 85. [4, с. 396]

Потери в трансформаторе ТД – 200000/220

кВт∙ ч

Потери в трансформаторе ТДЦ – 250000/220

кВт× ч

Определим эксплуатационные затраты , тыс. руб.:

- стоимость потерянной электроэнергии в трансформаторах, тыс.руб/кВт∙ ч:

, (5.2)

где - стоимость одного кВт∙ ч (95коп/кВт∙ ч)

руб/кВт× ч = 10032 тыс. руб/кВт× ч

- расходы на ремонт, амортизацию и содержание персонала. Они составляют 8-9% от капитальных затрат, тыс. руб.

, (5.3)

тыс. руб.

, (5.4)

тыс. руб.

Подсчитаем затраты по варианту , тыс. руб.:

, (5.5)

где - нормативный коэффициент эффективности

тыс. руб.

5.3 Расчет для второго варианта

Потери в трансформаторе ТД – 80000/220

кВтч

Потери в трансформаторе ТДЦ – 125000/220

кВт∙ ч

Общие потери:

кВт∙ ч

Определим эксплуатационные затраты, по второму варианту:

руб. = 12273 тыс. руб.

тыс. руб.

Подсчитаем затраты по варианту, по формуле (5.5):

тыс. руб.

5.4 Сравним варианты

Е= =

Так как разница составляет 30, 7%, для дальнейших расчетов выбираем первый вариант структурной схемы.

Схема собственных нужд

Для обеспечения технологического процесса работы станции необходимо запитывать потребителей собственных нужд: электродвигатели, освещение, отопление и так далее. Для этого на станции сооружается два РУ собственных нужд: 6 кВ и 0, 4 кВ

На ТЭЦ можно выделить блочную и неблочную часть.

Согласно НТП, питание собственных нужд в блочной части осущест- вляется отпайкой с выводов генератора, через понижающие трансформаторы.

Трансформаторы в блочной части выбираются по условиям:

2. кВ

Для генератора ТВВ-160-2 принимаем трансформатор типа: ТДНС – 16000/35

1. 35 кВ > 18 кВ

2. 6, 3 кВ = 6, 3 кВ

3. 16 МВА > 12, 42 МВА

Для генератора ТВВ-200-2 принимаем трансформатор типа: ТДНС – 16000/35

1. 35 кВ > 15, 75 кВ

2. 6, 3 кВ = 6, 3 кВ

3. 16 МВА > 15, 5 МВА

Питание рабочих секций собственных нужд в неблочной части

Выполняется с шин ГРУ, причем с одной секции шин ГРУ можно запитывать не более 2-х рабочих секций собственных нужд. Количество рабочих секций собственных нужд в неблочной части определяется количеством котлов. На ГРУ в проектируемой станции предусматривается три котла. Один котел запитывается с первой секции ГРУ и два – со второй.

Питание на резервную магистраль подается от резервного источника. На данной электростанции питание на резервную магистраль подается через пускорезервный трансформатор собственных нужд с низкой обмотки трансформатора связи до выключателя. При этом предусматривается полусекция собственных нужд.

Трансформаторы собственных нужд в неблочной части выбираются по условиям:

Определим мощность, проходящую через трансформатор собственных нужд , МВА.

, (6.1)

где n – количество рабочих секций

к – количество секций СН, запитываемых с одной секции ГРУ

МВА

Для первой секции шин ГРУ подходит трансформатор типа ТДНС-6300/6

1. 10, 5 кВ = 10, 5 кВ

2. 6, 3 кВ = 6, 3 кВ

3. 6, 3 МВА > 3, 5 МВА

Для второй секции шин ГРУ подходит трансформатор типа ТДНС-10000/35

1. 10, 5 кВ=10, 5 кВ

2. 6, 3 кВ=6, 3 кВ

3. 7 МВА > 10 МВА

Так же на ТЭЦ предусматривается резервные ТСН, которые должны быть такими же, как и самый мощный рабочий, включая блочную часть.

Принимаем резервный трансформатор ТСН: ТДНС – 16000/35.

Резервный трансформатор подключаем к низкой обмотки трансформатора связи до выключателя.

В цепи резервного трансформатора со стороны шин предусматривается выключатель.

Схема собственных нужд

Рисунок 6.1 – Схема собственных нужд

Расчетная схема

Рисунок 7.1 – Расчетная схема

Схема замещения

Рисунок 7.2 – Схема замещения

Расчет сопротивлений

Прежде чем рассчитывать токи необходимо выбрать секционный реактор, установленный на ГРУ.

Секционный реактор выбирается по условиям:

1. U_НОМ,_LR U_УСТ;

2. I_НОМ,_LR I_MAX.

Максимальный ток для секционного реактора:

, (7.1)

где S _НОМ,_G – полная номинальная мощность генератора,

U _НОМ,_G – напряжение на выводах генератора.

Выбираем реактор РБДГ 10-3200-0, 18 У3

1. 10 кВ = 10 кВ;

2. 3, 2 кА > 3, 03 кА.

Расчет сопротивлений производим в относительных единицах. Принимаем базисную мощность равную S _Б= 1000МВА.

7.3.1 Рассчитаем сопротивление энергосистемы:

, (7.2)

где S _Б – базисная мощность;

S _Н – мощность энергосистемы

7.3.2 Рассчитаем сопротивление линий:

, (7.3)

где – удельное сопротивление 1км линии. Для линий 6 – 220 км = 0, 4 Ом/км;

l – длина ЛЭП, км;

U_СР– ближайшее большее напряжение по ряду средних напряжений, кВ.

7.3.3 Рассчитаем сопротивление блочных трансформаторов ТДЦ-250000/220 и ТД-200000/220:

, (7.4)

где - индуктивное сопротивление обмоток трансформатора.

7.3.4 Рассчитаем сопротивление генераторов ТВВ-160-2Е и ТВВ-200-2:

(7.5)

где Х_d^” – сверхпереходное сопротивление генератора по продольной оси.

Рассчитаем сопротивления генераторов на ГРУ ТВФ-63-2:

Рассчитаем сопротивления трансформаторов связи ТДРН-40000/220:

Рассчитаем сопротивление реактора:

, (7.6)

где X _НР – номинальное сопротивление реактора. Указывается в типе реактора.

Найдем сопротивление трансформатора собственных нужд (ТСН):

(7.7)

7.4 Преобразование схемы для точки К–1

Объединяем сопротивления всех линий в одну, складывая их параллельно. X₁₈= X₂|| X₃ =

X₁₈=

Сложим последовательно сопротивления энергосистемы и линий:

X₁₉ = X₁ + X₁₈

X₁₉ = 0, 476 + 0, 242 = 0, 718

Рисунок 7.3 – Преобразования схемы относительно точки К–1

Ток при коротком замыкании течет через сопротивления X_4, X₅, X₆, X_7,X₈, X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, X₁₃, X₁₅, X₁₆, X₁₉. Не учитываем сопротивления X₁₄ и X₁₇, так как ток при коротком замыкании в точке К-1 через них не течет.

X₂₀= X₄ + X₅ = 0, 42 + 0, 813 = 1, 23

X₂₁= X₆ + X₇ = 0, 525 + 1, 169 = 1, 69

X₂₂= X₂₃= X₈ + X₉||X₁₀ = X₁₁ + X₁₂||X₁₃ = 0, 327 +

X₂₄ = (X₂₂ + X₁₅) || (X₂₃ + Х₁₆) =

Перейдем к следующей схеме:

Рисунок 7.4 – Лучевая схема для точки К–1

Выбор выключателей

Выбор разъединителей

Разъединители выбираются по условиям:

1. U _Н.РАЗ U _УСТ

2. I _Н_._РАЗ I _Н_._ЦЕПИ

3. I _Н_._РАЗ I_MAX._ЦЕПИ

8.2.1 Выбор разъединителей на ОРУ–220кВ

Выбираем разъединитель РДЗ–220/2000 УХЛ1 производства ОАО Уфимский завод “Электроаппарат”. Разъединитель РДЗ–220 предназначен для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей переменного тока с созданием видимого разрыва, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей. Разъединитель допускает включение и отключение токов холостого хода трансформаторов, зарядных токов воздушных линий. Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ1 по ГОСТ 15150–69 и ГОСТ 15543.1–89.

1. 220 кВ = 220 кВ

2. 2000 А > 577 А

3. 2000 А > 577 А

Выбранный разъединитель проверяем по условиям:

1. На электродинамическую устойчивость

i _ПР.СКВ i _УД

80 кА > 22, 9 кА

2. На термическую устойчивость

В_К.РАСЧ В_К.ДОП

2976, 5 кА²с > 1249, 06 кА²с

8.2.2 Выбор разъединителей на ГРУ–10 кВ

1. 20 кВ > 10 кВ

2. 6300 А > 4330 А

3. 6300 А > 4558 А

Выбираем разъединитель РРЧ–20/6300 МУ3. Разъединитель высокого напряжения внутренней установки РРЧ–20/6300 МУ3 предназначен для включения и отключения обесточенных участков электрической цепи, находящихся под напряжением.

Выбранный разъединитель проверяем по условиям:

1. На электродинамическую устойчивость

i _ПР.СКВ i _УД

200 кА > 174, 7 кА

2. На термическую устойчивость

В_К.РАСЧ В_К.ДОП

19200 кА²с > 6402, 54 кА²с

Выбор разъединителей на отходящие линии с шин ГРУ не производим, так как они встроены в КРУ К–104.

Выбор трансформаторов тока

В цепи блочного трансформатора на ОРУ–220 кВ

1. 220кВ = 220кВ;

2. 1000А > 577А.

Выбираем трансформатор тока ТОГ–220–II–I–У1. производства ОАО “Запорожский завод высоковольтной аппаратуры”. Опорный газонаполненный трансформатор тока, предназначен для передачи сигнала измерительной информации измерительный приборам, устройствам защиты и управления в установках переменного тока, частоты 50 Гц.

Выбранный трансформатор тока проверяем:

1. На электродинамическую устойчивость

161 кА > 22, 9 кА

2. На термическую устойчивость

В _К.РАСЧ В _К.ДОП.

11907 кА²с > 32, 17 кА²с

3. На вторичную нагрузку

Z _2НОМ Z_2РАСЧ

Так как индуктивное сопротивление приборов очень мало, то будем считать что Z₂ r₂

Тогда r_2НОМ r_2РАСЧ

r_2НОМ – допустимая вторичная нагрузка;

r_2РАСЧ – расчетное сопротивление приборов и проводов во вторичной обмотке.

r_2РАСЧ = r_2ПРИБ + r_{2КОНТАКТ} + r_{2ПРОВОД}, (9.1)

где r_2ПРИБ – сопротивление приборов, подключенных ко вторичной обмотке; r_{2КОНТАКТ} – сопротивление контактов во вторичной обмотке; r_{2ПРОВОД}– сопротивление проводов.

Таблица 9.1 – Вторичная нагрузка трансформатора тока

Наименование	Тип прибора	Потребляемая мощность, ВА
Амперметр	Э–390	0, 5

, (9.2)

где – суммарная мощность, потребляемая приборами;

I_{2Н, ТА} – номинальный ток, протекающий во вторичной обмотке трансформатора тока.

I_{2Н, ТА}= 5 А

r_{2КОНТАКТ} =0, 05 Ом, так как число приборов меньше трех

r_{2ПРОВОД} = r_2НОМ – r_2ПРИБ – r_{2КОНТАКТ}

, (9.3)

где S_2Н – номинальная вторичная нагрузка, ВА.

r_{2ПРОВОД} = 1, 2 – 0, 02 – 0, 05 = 1, 13 Ом

Определим сечение провода:

, (9.4)

где l _РАСЧ – расчетная длина провода. Для РУ–220кВ l _РАСЧ = 75-100м. Принимаем l _РАСЧ = 100 м.

– удельное сопротивление провода. Для проводов с медными жилами

Округляем до S_ПРОВОД = 2, 5 мм². По условию прочности сечение не должно быть меньше 2, 5 мм² для медных жил (ПУЭ, п.3.4.4).

Выбрав S _ПРОВОД, уточним r _ПРОВОД:

(9.5)

Тогда r_2РАСЧ =0, 02+0, 05+0, 7=0, 77 Ом.

1, 2 Ом > 0, 77Ом

Выбираем кабель КВВГ–2, 5мм². Контрольный кабель, изоляция-поливинилхлорид, материал оболочки – ПВХ пластик, отсутствие защитного покрова.

В цепи шиносоединительного и обходного выключателей выбираем трансформатор тока ТГФ-220 У3.

Выбор трансформатора в цепи ТСН не производится, т.к. он встроен в КРУ.

Выбор токоведущих частей

Основное электрическое оборудование электростанций и подстанций (генераторы, трансформаторы, синхронные компенсаторы) и аппараты в этих цепях (выключатели, разъединители и др.) соединяются между собой проводами разного типа, которые образуют токоведущие части электрической установки.

10.1 Выбор сборных шин и ошиновки на ОРУ–220 кВ

В РУ–220 кВ применяются гибкие шины, выполненные проводами АС.

Сечение гибких шин и токопроводов выбирается по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах, то есть по току наиболее мощного присоединения (в данном случае по блочному трансформатору ТДЦ–250000/220).

I_{НОРМ.ЦЕПИ} = I_MAX_.ЦЕПИ = 577 А

Выбираем для ОРУ–220кВ сталеалюминевые провода марки АС-240/32. Принимаем два провода.

q = 2 · 240 = 480 мм²;

d = 2 · 21, 6 = 43, 2 мм²;

I_ДОП =2·605 = 1210 А;

Радиус провода r₀ = 2, 16 см;

Расстояние между фазами D=600 см. Фазы расположены горизонтально.

Проверка провода производится по следующим условиям:

1. По допустимому току

I_MAX I_ДОП

577 А < 1210 А.

2. Проверка на термическую стойкость при КЗ не производится (так как провода находятся вне помещения).

3. На электродинамическую стойкость не проверяем, так как

I_П0 = 8, 58 кА < 20 кА

4. Проверка по условиям коронирования

Определяем начальную критическую напряженность:

(10.1)

где m – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода, m = 0, 82 [1, стр.191];

r₀ – радиус провода, см

Определяем напряженность вокруг провода:

, (10.2)

где U=1, 1·U_НОМ – линейное напряжение, кВ;

- коэффициент, учитывающий число проводов n в фазе;

r_Э – эквивалентный радиус расщепленных проводов

, а = 20 см [1, стр.192 табл.4.5].

При горизонтальном расположении фаз

D_C_Р=1, 26∙ D (10.3)

Условие проверки:

1, 07 Е 0, 9 Е₀

1, 07 15, 6 0, 9 32

16, 7 кВ/см < 28, 8 кВ/см.

10.2 Выбор комплектного токопровода в цепи генератора на ГРУ

Выбираем комплектный пофазно экранированный токопровод ТЭНЕ-СЭЩ-20-6300-300 УХЛ1. Токопровод с компенсированным внешним электромагнитным полем предназначен для электрических соединений на электрических станциях, в цепях трехфазного тока частотой 50 Гц турбогенераторов мощностью до 1200 МВт с силовыми повышающими трансформаторами СН, преобразовательными трансформаторами и трансформаторами тиристорного возбуждения генераторов. Производство ОАО “Электрощит”

U_Н = 20 кВ;

I_Н = 6, 3 кА;

I_ЭЛ.ДИН = 300 кА;

I_Т= 120 кА при t_Т = 3с.

Проверяем токопровод по условиям:

1. I_НОМ I_MAX

6, 3 кА > 4, 55 кА

2. I_ЭЛ.ДИН > i_УД

300 кА > 174, 7 кА

10.3 Выбор комплектного токопровода в цепи блочного генератора 200 МВт

Выбираем комплектный пофазно - экранированный токопровод ТЭНЕ-20-10000 300 УХЛ1 производства ОАО “Электрощит”.

U_Н = 20 кВ;

I_Н= 10 кА;

I_ЭЛ.ДИН= 300кА;

I_Т= 120кА при t_Т= 3с

Проверяем токопровод по условиям:

1. I_НОМ I_MAX

10 кА > 9, 64 кА

2. I_ЭЛ.ДИН > i_УД

300кА> 262, 5 кА

Между турбинным отделением и ГРУ и соединением от ГРУ до выводов трансформатора связи выбираем токопровод ТЭНЕ-СЭЩ-20-10000 300 УХЛ1 производства ОАО “Электрощит”.

10.5 Выбор сборных шин на ГРУ

В закрытых РУ 6–10 кВ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами.

Сборные шины по экономической плотности тока не выбираются (ПУЭ, п.1.3.28), поэтому выбор сечения шин производим по допустимому току.

I_MAX I_ДОП

Наибольший ток в цепи сборных шин:

Принимаем шины коробчатого сечения 2 (125 55 6, 5)мм² и сечением 2 1370 мм², I_{ДОП.НОМ}= 4640А.

Принимаем среднемесячную температуру наиболее жаркого месяца равной 30⁰С. Поправочный коэффициент на температуру воздуха (30⁰С) равен 0, 94, тогда

I_ДОП = 0, 94 4640 = 4362 А, что меньше I_MAX.

Поэтому выбираем шины 2 (150 67 7) мм² и сечением 2 1785 мм².

I_ДОП = 0, 94 5650 = 5311А > I_MAX.

Предполагаем, что сборные шины будут расположены в вершинах прямоугольного треугольника. Расстояние между фазами a_X = a_Y = 0, 8м, l = 2 м. [1, стр.176].

Проверяем шины по условиям:

1. На термическую стойкость

q _MIN q

q _MIN – минимальное сечение по термической стойкости;

q – выбранное сечение.

, (10.4)

где t_ОТКЛ= 4с для цепей генераторов мощностью 60МВт и более

где С₁=91 для шин из алюминия АД/Н [1, стр.141, табл.3.16]

< 2 1785 мм²

Шины термически стойки так как q_MIN< q=3570 мм²

2. На механическую прочность

12 3 4 5 6 Следующая ⇒