Тип генератора

S_ном, МВА

P, МВт

U_ном, кВ

Cosφ_ном

Х``d

Система возбуждения

Схема соединения обмоток статора

Число выводов

ТГВ-300-2У3

353

300

20

0,85

0,195

ТН

Y

6

Тип трансформатора

S_ном, МВА

U_обм, кВ

P_хх, кВт

P_К, кВт

U_к, %

Цена, тыс. руб.

ВН

СН

НН

С-Н

В-Н

В-С

В-С

В-Н

С-Н

ТДЦ – 400.000/220 – 20

400

242

-

20

330

-

880

-

-

11

-

ТДЦ – 400.000/500 – 20

400

525

-

20

315

-

790

-

-

13

-

Тип автотрансформатора

S_ном, МВА

U_обм, кВ

P_хх, кВт

P_К, кВт

U_к, %

S_нн, МВа

ВН

СН

НН

С-Н

В-Н

В-С

В-С

В-Н

С-Н

3*АОДЦТН - 167.000/500/220

167

500

220

38,5

105

325

95

80

9,5

29

17,5

50

Оборудование

Стоимость, тыс. руб.

Вариант

I

II

Количество

Стоимость, тыс. руб.

Количество

Стоимость, тыс. руб.

Блочные трансформаторы

ТДЦ-400.000/220

420

3

1.260

Тип ТСН

[Л2, с. 102, Т. 3.4.]

4.3 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА, МОЩНОСТИ И МЕСТА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПУСКО-РЕЗЕРВНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ С.Н. (ПРТСН)

Т. к. в каждом блоке установлены генераторные выключатели и количество блоков на станции больше 3, то принимаем количество ПРТСН – два присоединенных и один, готовый к замене.

Мощность ПРТСН – равна мощности рабочего ТСН, т. е. S^ПРТСН_ном=25 МВА

Таблица 6. Параметры ПРТСН

[Л2, с. 102, Т. 3.4.

Один ПРТСН подключается к обмотке НН автотрансформаторов, а второй – к шинах среднего напряжения (220 кВ).

5. ВЫБОР АППАРАТОВ И ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ В ЗАДАННЫХ ЦЕПЯХ

5.1 ВЫБОР АППАРАТОВ И ТВЧ В ЦЕПЬ БЛОКА 300 МВТ (500 КВ)

5.1.1 ВЫБОР АППАРАТОВ И ТВЧ В ЦЕПЬ ГЕНЕРАТОРА

Токи к. з. (согласно п. 5.:

I_П0=73,2кА, i_уд=201 кА, i_аτ=36,7 кА, I_Пτ =140 кА, Вк=7,3*10⁴ кА²*с

1) выбор выключателя и разъединителя (Q и QS)

По номинальным параметрам выбираем воздушный выключатель ВВГ-20-160/12500 ХЛ1 и разъединитель РВПЗ-2-20/12500 ХЛ1.

Время расхождения контактов:

τ=t_{з, min}+t_{c, в}=0,01+0,12=0,13с

Допустимое относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения βн%:

βн%=75% [Л1, с. 296, рис. 4.54]

βн= βн%/100=0,75

Таблица 7. Параметры Q и QS

[Л2, с194, Т.5.1; с. 226, Т5.5]

Q и QS прошли по всем параметрам

2) выбор ТВЧ

На современных ЭС токоведущая часть от выводов генератора до повышающего трансформатора выполняется пофазно-экранированным токопроводом. Выбираем пофазно-экранированный токопровод ТЭКН-Е-20-12500-400 [Л2, с. 421, Т. 9.11].

Таблица 8. Параметры токопровода

[Л2, с. 421, Т. 9.11].

3) выбор трансформатора тока (ТА)

Проверяем встроенный в токопровод ТА ТШ-20-12000/5 [Л2, с. 421,

Т. 9.11].

I₂=5А, Z_2H=4 ом, I_t=160 кА, t_t=3 c [Л2, с. 258, Т. 5.9.]

Куд=1,977 [Л1, с.150]

Таблица 9. Параметры ТА

[Л2, с. 421, Т. 9.11].

Таблица 10. Проверка ТА по вторичной нагрузке

Тип

Нагрузка фаз, ВА

A

B

C

Стрелочные:

А

Э-335

0,5

0,5

0,5

W

Д-335

0,5

-

0,5

Var

Д-335

0,5

-

0,5

Интегрирующие

Wh

СА3-И670

2,5

-

2,5

Преобразующие

Датчик P

Е-829

1,0

-

1,0

Датчик Q

Е-830

1,0

-

1,0

Регистрирующие

A

Н-394

10

-

10

W

Н-395

10

-

10

Σ

26

0,5

26

Прибор

Тип

S_обм

Число обмоток

cosφ

sinφ

Число приборов

Общая мощность

P, Вт

Q, Вар

Стрелочные:

V

Э-335

2

1

1

0

1

2

-

W

Д-335

1,5

2

1

0

2

6

-

Var

Д-335

1,5

2

1

0

1

3

-

Интегрирующие

Wh

СА3-И670

2 Вт

2

0,38

0,925

1

4

9,7

Преобразующие

Датчик P

Е-829

10

-

1

0

1

10

-

Датчик Q

Е-830

10

-

1

0

1

10

-

Регистрирующие

[Л1, с. 635, Таблица П.4.7., с. 362, Т.4.11.]

S_2ном=3*75 ВА

S_2ном>S_2Σ

TV будет работать в выбранном классе точности. Контрольный кабель будет таким же, как и у ТА (см. выше).

6.1.2 ВЫБОР АППАРАТОВ И ТВЧ В ЦЕПЬ БЛОКА 300 МВТ НА ВЫСШЕМ НАПРЯЖЕНИИ ВН (500 КВ)

Токи к. з. (согласно п. 5):

I_П0=14,7 кА, i_уд=39 кА, i_аτ=12,9 кА, I_Пτ =33,7кА, Вк=48,3 кА²*с

Iмах=1,4=1,4 А

1) выбор выключателя и разъединителя (Q и QS)

Выбираем по каталогу Q типа: ВНВ-500А-40/3200ХЛ1, QS типа

РНД 500/3200 ХЛ1.

Время расхождения контактов:

τ=t_{з, min}+t_{c, в}=0,01+0,06=0,07с

Допустимое относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения βн%:

βн%=30% [Л1, с. 296, рис. 4.54]

βн= βн%/100=0,3

Таблица 12. Параметры Q и QS

[Л2, с.201, Т.5.2; с. 230, Т5.5]

2)Выбор токопровода от выводов блочного трансформатора до СШ 500 кВ

Сечение выбираем по экономической плотности тока

J_э=1 А/мм² [1 c. 233 Т.4.5]

кА

q_э= мм²

По условиям короны принимаем 3 провода в фазе

3*АС 500/18 [2,с.429 Т.7.З5]

d_н=29,4 мм; Iдоп=960 А

Расстояние между фазами 600 см

Проверка шин по I доп

Iмах<Iдоп; 407,6 А<3×960 А

Проверка шин на схлёстывание не производится т.к. Iпо<20 кА

Iпо=14,7 кА

Проверка на термическое действие тока короткого замыкания не производится т.к. шины выполнены голыми на открытом воздухе.

Проверка шин по условию короны.

Начальная критическая напряжённость электрического поля

E₀=30,3× т(1+)=30,3×0,82(1+=31,2 кВ/см

т -коэффициент учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочного т =0,82). r₀ -радиус провода

r₀=29,4/2=14,7мм=1,47см

Напряжённость электрического поля вокруг поверхности расщеплённого провода определяется по выражению:

E= кВ/см ; D=600 см;

k=1+2×-коэффициент учитывающий число проводов в фазе

r_экв=см -эквивалентный радиус расщеплённых проводов [1 с.237 Т.4.6]

а=40 cм – расстояние между проводами в расщеплённой фазе

Условие проверки: 1,07Е≤0,9Ео 1,07×25≤ 0,9×31,2

26,7 кВ/см≤28 кВ/см

Провод 3*АС 500/27 по условию короны проходит

3)Выбор СШ 500 кВ

Сечение принимаем по допустимому току при MAX нагрузке на шинах.

Iмах== А

Принимаем три провода в фазе 3*АС 500/27 [2,с.429 Т.7.З5]

d_н=29,4 мм; Iдоп=960 А

Расстояние между фазами 600 см

Проверка шин по 1доп

Iмах<Iдоп; 810 А<3×960 А

Проверка шин на схлёстывание не производится т.к. Iпо<20 кА

Iпо=14,7 кА

Проверка на термическое действие тока короткого замыкания не производится т.к. шины выполнены голыми на открытом воздухе.

Проверка шин по условию короны.

Начальная критическая напряжённость электрического поля

E₀=30,3× т(1+)=30,3×0,82(1+=31,2 кВ/см

т -коэффициент учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочного т =0,82). r₀ -радиус провода

r₀=29,4/2=14,7мм=1,47см

Напряжённость электрического поля вокруг поверхности расщеплённого провода определяется по выражению:

E= кВ/см ; D=600 см;

k=1+2×-коэффициент учитывающий число проводов в фазе

r_экв=см -эквивалентный радиус расщеплённых проводов [1 с.237 Т.4.6]

а=40 cм – расстояние между проводами в расщеплённой фазе

Условие проверки: 1,07Е≤0,9Ео 1,07×25≤ 0,9×31,2

26,7 кВ/см≤28 кВ/см

Провод 3*АС 500/27 по условию короны проходит

4) выбор трансформатора тока (ТА)

кА

Выбираем ТА типа ТВТ-500Б/1000/1

I₂=1, Z_2H=20 ом, I_t=47 кА, t_t=1 [Л2, с. 278, Т. 5.9.]

Куд=1,97 3 [Л1, с150]

Таблица 13. Параметры ТА

[Л2, с. 278, Т. 5.9.]

Таблица 14. Проверка ТА по вторичной нагрузке

[Л1, с. 635, Таблица П. 4.7., с 362, Т4.11.]

Допустимое сопротивление проводов

r_пров= Z_2H- r_приб –r_к=30-0,5-0,1=29,4 ом

Принимаем [Л1, с. 375] lрасч=2*l=300 м, т. к. ТА подсоединен в одну фазу [Л1, с. 374].

Принимаем медный кабель (ρ=0,0175)

Принимаем контрольный кабель (медь) с сечением 2,5 мм² КВВГ-2,5

r_2расч= r_приб+ r'_пров+ r_к=0,5+2,1+0,1=2,7 ом

ТА будет работать в выбранном классе точности (1)

6.2 ВЫБОР АППАРАТОВ И ТВЧ В ЦЕПЬ ЛЭП 500 КВ

1)Выбор токопровода от выводов блочного трансформатора до СШ 500 кВ

Сечение выбираем по экономической плотности тока

J_э=1 А/мм² [1 c. 233 Т.4.5]

q_э= мм²

По условиям короны принимаем 3 провода в фазе

3*АС 500/18 [2,с.429 Т.7.З5]

d_н=29,4 мм; Iдоп=960 А

Расстояние между фазами 600 см

Проверка шин по I доп

Iмах<Iдоп; 823,3 А<3×960 А

Проверка шин на схлёстывание не производится т.к. Iпо<20 кА

Iпо=14,7 кА

Проверка на термическое действие тока короткого замыкания не производится т.к. шины выполнены голыми на открытом воздухе.

Проверка шин по условию короны.

Начальная критическая напряжённость электрического поля

E₀=30,3× т(1+)=30,3×0,82(1+=31,2 кВ/см

т -коэффициент учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочного т =0,82). r₀ -радиус провода

r₀=29,4/2=14,7мм=1,47см

Напряжённость электрического поля вокруг поверхности расщеплённого провода определяется по выражению:

E= кВ/см ; D=600 см;

k=1+2×-коэффициент учитывающий число проводов в фазе

r_экв=см -эквивалентный радиус расщеплённых проводов [1 с.237 Т.4.6]

а=40 cм – расстояние между проводами в расщеплённой фазе

Условие проверки: 1,07Е≤0,9Ео 1,07×25≤ 0,9×31,2

26,7 кВ/см≤28 кВ/см

Провод 3*АС 500/27 по условию короны проходит

2) выбор трансформатора тока (ТА)

Выбираем из справочника ТА типа ТФРМ-500Б/1000/1 ХЛ1.

I₂=1А, Z_2H=30 ом, I_t=47 кА, t_t=1 c [Л2, с. 264, Т. 5.9.]

Куд=1,973[Л1, с.150]

Таблица 15. Параметры ТА

[Л2, с. 294, Т. 5.9.]

Таблица 16. Проверка ТА по вторичной нагрузке

[Л1, с. 635, Таблица П.4.7. , с 362, Т4.11.]

Допустимое сопротивление проводов

r_пров= Z_2H- r_приб –r_к=4-0,14-0,1=3,76 ом

Принимаем [Л1, с. 375] lрасч=1,7*l=173 м, т. к. ТА соединен в неполную звезду [Л1, с. 374].

Принимаем медный кабель (ρ=0,0175)

Принимаем контрольный кабель (медь) с сечением 2,5 мм² КВВГ-2,5

r_2расч= r_приб+ r'_пров+ r_к=0,14+1,21+0,1=1,45 ом

ТА будет работать в выбранном классе точности (0,5)

3) выбор трансформатора напряжения (TV)

По номинальным параметрам из справочника выбираем TV типа

НДЕ-500 72У1.

S_2ном=300 ВА (0,5) [Л2, с. 286, Т. 5.13].

Таблица 17. Проверка ТV по вторичной нагрузке

[Л1, с. 635, Таблица П.4.7., с. 362, Т.4.11.]

S_2ном=300 ВА

S_2ном>S_2Σ

TV будет работать в выбранном классе точности 0,5. Контрольный кабель будет таким же, как и у ТА (см. выше).

7. ВЫБОР ЭЛНКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ПО НОМИНАЛЬНЫМ ПАРАМЕТРАМ ДЛЯ ОСТАЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ:

7.1 В цепь СШ 500 кВ:

Выключатель ВНВ-500А-40/3200 ХЛ1

Разъединитель РНД-500/3200 ХЛ1

Трансформатор тока ТФРМ-500 У1

Трансформатор напряжения НКФ-500 83У1-1

Разрядник ОПН-500

7.2 ЛЭП 500 кВ:

Трансформатор напряжения НДЕ-500 72-У1

Трансформатор тока ТФРМ-500Б/1000/1 ХЛ1

Разрядник ОПН-500

7.3 В цепь СШ 220 кВ:

Выключатель ВНВ-220А-63/3150 У1

Разъединитель РНДЗ-220/2000 У1

Трансформатор тока ТФЗМ-220 Б

Трансформатор напряжения НКФ-220

Разрядник РВМГ-220 МУ1

7.4 ЛЭП 220 кВ:

Трансформатор напряжения НКФ-220

Трансформатор тока ТФЗМ-220Б

Разрядник РВМГ-220 МУ1

7.5 В цепь СШ 35 кВ:

Выключатель ВВУ – 35А –40/2000 У1

Разъединитель РНДЗ-35/1000У1

Трансформатор тока ТФЗМ-35А

Трансформатор натряжения НОМ-35 – 66У1

Разрядник РВМ-35У1

7.6 В цепь собственных нужд:

Выключатель ВЭМ – 6 – 3200/40 – 125

Трансформатор тока ТВЛМ - 6 – 400/5

Трансформатор натряжения ЗНОЛ.0,6 – 6 У3

Разрядник РВО – 6 - У1

Предохранитель ПКТ101 – 6 – 10 – 40 У3

7.7 В цепь ВН трансформаторов 500 кВ:

Трансформатор тока ТВТ-500Б/1000/1

7.8 В цепь ВН трансформаторов 220 кВ:

Трансформатор тока ТВТ220 - I - 3000/1

7.9 В цепь нейтрали трансформаторов:

Трансформатор тока ТВТ35 - I - 300/1

7.10 В цепь НН автотрансформаторов:

Трансформатор тока ТВТ35 - I - 1000/1

7.11 В цепь ВН рабочих ТСН:

Трансформатор тока ТВТ35 - I - 3000/1

7.12 В цепь статора генератора 300 МВт:

Разрядник РВЭ – 25 М

7.13 В цепь ротора генератора 300 МВт:

Трансформатор тока ТВГ24 - I - р/р/0,5 – 12000/5

Трансформатор тока ТШЛО – 20 – р – 1500/5

Трансформатор напряжения ЗОМ 1 – 20 - 63 У2

8. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

РУ 500 кВ

РУ 500 кВ выполняется открытым по "полуторной" схеме.

Каждое присоединение включено через два выключателя. В нормальном режиме все выключатели включены, обе системы шин находятся под напряжением. Для ревизии любого выключателя отключают его и разъединители, установленные по обе стороны выключателя. Количество операций для вывода в ревизию – минимальное, разъединители служат только для отделения выключателя при ремонте, никаких оперативных переключений ими не производят.

Достоинством схемы является то, что при ревизии любого выключателя все присоединения остаются в работе. Другим достоинством полуторной системы является ее высокая надежность, т.к. все цепи остаются в работе даже при повреждении на сборных шинах.

Схема позволяет в рабочем режиме без операций разъединителями производить опробование выключателей. Ремонт шин, очистка изоляторов, ревизия шинных разъединителей производятся без нарушения работы цепей (отключается соответствующий ряд шинных выключателей), все цепи продолжают работать параллельно через оставшуюся под напряжением систему шин.

Количество необходимых операций разъединителями в течение года для вывода в ревизию поочередно всех выключателей, разъединителей и сборных шин значительно меньше, чем в схеме с двумя рабочими и обходной системами шин.

В данной схеме ОРУ 500 кВ применены подвесные разъединители. Присоединение каждого трансформатора выполняется с помощью ошиновки верхнего яруса, а затем через подвесной разъединитель и выключатель к одной системе шин. Ошиновка от выключателя к сборным шинам поддерживается растяжками с подвесными гирляндами.

Подвижная часть подвесных разъединителей подвешивается на гирляндах изоляторов к консолям и траверсам опор и порталов. Неподвижная часть монтируется на трансформаторах тока, трансформаторах напряжения или опорных изоляторах.

Опускание и подъем подвижной части разъединителя производится гибким тросом, связанным через блоки с приводом разъединителя.

РУ 220 КВ

РУ 220 кВ выполняется открытым по схеме с двумя рабочими и обходной системами шин с одним выключателем на присоединение. Как правило, обе системы шин находятся в работе, шиносоединительный выключатель включен. При к.з. на шинах отключается QA и только половина присоединений. Если к.з. устойчивое, то отключившиеся присоединения переводятся на исправную систему шин. Перерыв электроснабжения определяется длительностью переключений.

Недостатки схемы:

Отказ одного выключателя приводит к отключению всех источников питания и линий, присоединенных к данной системе шин, а если в работе находится она система шин, отключаются все присоединения.

Ликвидация аварии затягивается, т.к. все операции по переходу с одной системы шин на другую производится разъединителями. Повреждение QA равноценно к.з. на обеих системах шин, т.е. приводит к отключению всех присоединений.

Сложность эксплуатации из-за большого количества разъединителей. Установка QA и QО и большого количества разъединителей увеличивает затраты на сооружение РУ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Электрооборудование станций и подстанций. Л. Д. Рожкова, В. С. Козулин. М.: 1987.

2. Электрическая часть электростанций и подстанций. Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. Москва Энергоатомиздат 1989.

3. Методические указания для курсового и дипломного проектирования по предмету "Экономика и планирование энергетического производства", Иваново 1996

4. Экономика энергопредприятия. Издание шестое, переработанное. С. Л. Прузнер.

5. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок. Москва Энергоатомиздат 1986.

6. Электротехнический справочник (том 2). Главный редактор Н. И. Орлова. Москва Энергоатомиздат 1986.

7. Основы техники релейной защиты . Шестое издание, дополненное и переработанное. М. А. Беркович, В. В. Молчанов, В. А. Семенов. Энергоатомиздат 1984.

8. Автоматика энергосистем. М. А. Беркович, В. А. Гладышев, В. А. Семенов. Третье издание, дополненное и переработанное .

9. Релейная защита энергетических систем. Н. В. Чернобровцев В. А. Семенов. «Энергия» Москва 1971.

10. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание, дополненное и переработанное. Москва Энергоатомиздат 1999.

11. Электрические станции. Ежемесячный производственно-технический журнал. №6, 1998.