Создан заказ №2300396
13 октября 2017
Проектирование электрической части станций и подстанций
Как заказчик описал требования к работе:
ЗАДАНИЕ
1. Составить структурную схему станции. Рассчитать и построить суточные графики протекания мощности через силовые трансформаторы в нормальном и возможных аварийных режимах. Выбрать необходимое число, мощность и тип трансформаторов.
2. Выбрать схему распределительного устройства (РУ) на гене
раторном напряжении и схему РУ на высшем напряжении.
3. Определить необходимость установки секционного реактора. Выбрать секционный реактор.
4. Выбрать линейные реакторы.
5. Рассчитать токи КЗ для выбора коммутационных аппаратов.
6. Выбрать выключатели и разъединители в основных цепях станции.
7. Выбрать измерительные трансформаторы, измерительные приборы, разрядники, предохранители.
8. Оформить пояснительную записку.
9. Начертить главную электрическую схему станции.
Методические указания к выполнению курсового проекта
Курсовой проект посвящена отдельным вопросам проектирования электрической части станций типа ТЭЦ. В табл. 1 приведены основные исходные данные для проектирования.
На станциях устанавливаются генераторы различных типов (в зависимости от номера варианта): ТВС-32У3, ТВФ -63-2, ТВФ-120-2У3. Графики выработки мощности генераторов постоянные. В течение суток (в течение всего года) генераторы работают с выдачей номинальной мощности.
С шин генераторного напряжения по кабельным линиям питается местная нагрузка. Кабели прокладываются от шин генераторного напряжения до распределительных пунктов (РП). Каждый РП питается по двум независимым кабелям, подключенным к разным секциям шин генераторного напряжения. Соответственно число РП в два раза меньше числа кабелей.
График местной нагрузки принимается равным 100% от максимальной нагрузки с 8 до 24 ч и 50% в остальное время суток (в течение всего года).
В местной нагрузке не учитывается расход электроэнергии на собственные нужды станции. Максимальная нагрузка собственных нужд принимается равной 10% от суммарной мощности генераторов. Вид графика собственных нужд аналогичен графику выработки мощности генераторов.
Коэффициенты мощности нагрузки и собственных нужд принимаются равными номинальному коэффициенту мощности генераторов.
Таблица 1
Исходные данные
Параметры Варианты
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Генераторы ТЭЦ
Количество 2 3 4 4 2 3 2 2 2 3
Номинальная мощность, МВт 63 32 100 32 32 63 32 100 63 100
Номинальное напряжение, кВ 6,3 10,5 10,5 6,3 10,5 10,5 6,3 10,5 10,5 10,5
Номинальный коэффициент
мощности 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
Сверхпереходное сопротивление 0,203 0,153 0,192 0,143 0,153 0,136 0,143 0,192 0,136 0,192
Потребители на генераторном напряжении
Максимальная нагрузка, МВт 90 45 60 50 45 110 25 70 80 75
Количество кабельных линий 32 30 28 26 18 33 12 34 30 24
Минимальное сечение кабелей, мм2 95 70 70 95 70 120 70 95 95 95
Время отключения КЗ на кабеле, с 0,20 0,25 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,25 0,20 0,25
Система
Напряжение, кВ 110 110 220 110 110 110 35 110 220 220
Количество линий связи 2 2 6 2 2 3 2 4 3 5
Длина, ,км 90 40 115 90 25 70 35 80 100 130
Мощность трехфазного КЗ, МВА 1500 1300 3500 1600 1000 2100 1400 3200 1200 4500
Методические указания.
К пункту 1 задания. Следует составить только один наиболее характерный вариант структурной схемы – схему с генераторным распределительным устройством (ГРУ). При этом не следует подключать к шинам ГРУ более двух генераторов по 100 МВт и более трех по 63 МВт. Если имеются еще генераторы такой мощности, то их подключают к РУ ВН по схеме электрического блока, минуя ГРУ. В контрольной работе должна быть приведена схема и дано ее краткое описание.
Далее рекомендуется построить заданные графики генераторов, нагрузки, собственных нужд в единицах измерения – МВА. Графики протекания мощности через трансформаторы связи определяются как разница между графиками выработки мощности (генераторами, подключенными к ГРУ) и потребления (нагрузки и собственных нужд). Кроме графика нормального режима необходимо построить графики протекания мощности через трансформаторы при аварийных отключениях одного генератора на ГРУ или одного трансформатора (при наличии двух трансформаторов связи).
Обязательно следует обосновать установку одного или двух трансформаторов связи. Более экономично устанавливать один трансформатор. Установка одного допускается, если соблюдаются два основных условия:
а) в нормальном режиме мощность выдается с шин ГРУ станции в систему, а не наоборот;
б) мощность, выдаваемая в систему с шин ГРУ в нормальном режиме, не превышает мощности одного генератора.
При подключении к шинам ГРУ трех и более генераторов в любом случае рекомендуется устанавливать два трансформатора связи.
Мощность трансформаторов связи следует выбирать по полученным графикам с обязательным учетом допустимых систематических и аварийных перегрузок. При этом следует использовать таблицы, приведенные в [4]. Среднегодовая температура принимается равной +100С. В нормальном режиме (с учетом систематических перегрузок) и при отключении одного генератора (с учетом аварийных перегрузок) трансформаторы обязаны передать всю мощность. Из этих соображений выбирается номинальная мощность трансформаторов. Далее, если установлены два трансформатора, эти трансформаторы проверяются по режиму отключения одного с выдачей мощности через другой. Часто выбранные трансформаторы с учетом аварийных перегрузок не проходят по этому режиму. В таком случае не рекомендуется сильно завышать мощность трансформаторов. Для станции это аварийный режим, и поэтому можно снизить выдачу мощности на 20-30%, что покроется имеющимся резервом мощности системы.
Если имеются блочные трансформаторы, то их мощность выбирается по номинальной мощности генератора без учета перегрузок.
Выбирая трансформаторы связи по типу, следует учесть наличие регулирования под нагрузкой – РПН. Для блочных трансформаторов РПН не требуется. Большая часть трансформаторов средней мощности имеет расщепленную обмотку низшего напряжения. Устанавливая один трансформатор связи, следует учесть возможность использования расщепления. Если расщепление не используется, то трансформаторы рассматриваются как обычные двухобмоточные.
К пункту 2 задания. По каждому РУ составляются как минимум два варианта схемы. В работе следует изобразить данные схемы с указанием всех выключателей и разъединителей, дать подробное описание схем. При описании рекомендуется оценивать их по достоинствам и недостаткам, надежности, экономичности, возможным режимам работы. На основе сравнительного анализа для каждого РУ выбирается одна конкретная схема.
Для ГРУ рекомендуется применять схемы с одной или двумя системами сборных шин. Рабочие системы шин секционируются по числу генераторов. Исключением являются схемы с генераторами по 32 МВт – иногда допустимо подключать по два таких генератора к одной секции.
Для РУ ВН при небольшом числе присоединений (линии связи и трансформаторы) рекомендуется применять упрощенные схемы – мостика, сдвоенного мостика. Возможно применение схем треугольника и четырехугольника. При большом числе присоединений – схемы с одной или двумя системами сборных шин. Не рекомендуется в РУ ВН станций применять схемы на отделителях и короткозамыкателях.
К пункту 3 задания. Следует рассчитать начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ только в одной точке – на сборных шинах ГРУ. Если ток превышает 45-63 кА (номинальные токи отключения выключателей типа МГГ), необходима установка секционного реактора.
Реактор выбирается по номинальному напряжению, номинальному току, номинальному индуктивному сопротивлению. Номинальный ток реактора можно выбрать приближенно по току, равному 0,6- 0,8 номинального тока генератора. Тип реактора и его сопротивление выбирается по справочным материалам [4]. Сопротивление выбирается максимальным для реактора с данным номинальным током.
После выбора реактора следует вновь рассчитать ток КЗ в той же точке, но уже с учетом секционного реактора. Сделать вывод об эффективности применения реактора.
К пункту 4 задания. Начинать выбор реактора рекомендуется с распределения заданных кабелей по секциям ГРУ. Далее определяется число реакторов. Рекомендуется применять сдвоенные реакторы, к каждому плечу следует подключать не более трех-четырех кабелей. При этом необходимо стремиться к наиболее равномерной загрузке плеч реактора. Номинальный ток реактора определяется его нагрузкой в наиболее утяжеленном режиме. В задании указано, что питание потребителей (распределительных пунктов) осуществляется по двум взаиморезервируемым кабельным линиям с разных секций ГРУ. Например, при двух секциях ГРУ утяжеленный режим возникает при отключении одной секции, а расчетный ток будет в два раза больше тока через реактор в нормальном режиме. При числе секций более двух, следует рассмотреть их поочередное отключение.
В курсовой работе необходимо привести схему полученной распределительной сети.
Индуктивное сопротивление реактора рассчитывается из условий ограничения тока КЗ до требуемой величины. В данной работе эта величина определяется током термической стойкости кабелей и отключающей способностью выключателей – 20 кА. Ток термической стойкости рассчитывается по заданным значениям сечения кабелей и времени отключения КЗ на кабеле.
К пункту 5 задания. Рекомендуется начинать расчеты с составления расчетной схемы. На схеме, в зоне ГРУ, указываются все необходимые выключатели (РУ ВН следует показывать условно, не расшифровывая самой схемы). Пример расчетной схемы приведен на рисунке 1.
Рис.1. Принципиальная схема ТЭЦ с указанием расчетных точек
Далее следует наметить расчетные точки. В общем случае при расчетах требуется получать не суммарное значение тока КЗ, а ток КЗ, протекающий через выключатель (исключение составляет РУ ВН, где за расчетный принимается суммарный ток). Поэтому расчетные точки следует располагать так, чтобы через данный выключатель протекал максимальный ток КЗ. Расчет токов КЗ следует провести для трехфазного КЗ. На данном этапе достаточно рассчитать начальное значение периодической составляющей.
По результатам расчетов необходимо оформить таблицу, где привести номера расчетных точек, типы присоединений и полученные значения токов.
К пункту 6 задания. Необходимо выбрать выключатели и разъединители в следующих цепях: 1) РУ ВН; 2) генератора; 3) низшего напряжения трансформатора связи; 4) секционного реактора; 5) линейного реактора (на отходящих кабельных линиях).
Выбор выключателей.
В соответствии с ГОСТ выключатели выбирают по следующим условиям:
Uном ≥ Uсети ном;
Iном ≥ Iнорм. расч.;
Кп Iном ≥ Iпрод. расч ,
где Uном номинальное напряжение выключателя, кВ; Uсети ном – номинальное напряжение сети, в которой устанавливается выключатель, кВ; Iном – номинальный ток выключателя, кА;Iнорм. расч. – расчетный ток нормального режима, кА; Кп – нормированный коэффициент возможной перегрузки выключателя при продолжительном режиме его работы; Iпрод. расч. – расчетный ток продолжительного режима, кА.
Затем выбранный выключатель проверяют по включающей способности по условиям:
Iвкл ≥ Iп0;
iвкл ≥ iуд = kуд Iп0,
по отключающей способности:
Iоткл.ном ≥ Iпτ
где Iвкл – начальное действующее значение периодической составляющей номинального тока включения, кА (под номинальным током включения понимают наибольший ток КЗ, который выключатель может надежно включить); Iп0 – начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ, кА; iвкл – наибольший пик номинального тока включения, кА; iуд – ударный ток КЗ, кА; kуд – ударный коэффициент, определяемый по справочным данным; Iоткл.ном – номинальный ток отключения выключателя, кА; Iпτ – периодическая составляющая тока КЗ в момент начала расхождения контактов выключателя, кА.
Кроме того выключатель проверяется на симметричный ток отключения, на электродинамическую и термическую стойкость.
В данной работе проверку выключателя можно не проводить.
Выбор разъединителей.
Uном ≥ Uсети ном;
Iном ≥ Iнорм. расч.;
Кп Iном ≥ Iпрод. расч.
Расчетные условия для выбора оборудования по продолжительным режимам работы.
Продолжительный режим работы электротехнического оборудования – это режим, продолжающейся не менее, чем необходимо для достижения установившейся температуры его частей при неизменной температуре охлаждающей среды. Продолжительный режим имеет место, когда электроустановка находится в одном из следующих режимов: нормальном, ремонтном, послеаварийном. Их двух последних режимов выбирают наиболее тяжелый, когда в рассматриваемом элементе электроустановки проходит наибольший ток Iмакс.
Таким образом, расчетными токами продолжительного режима являются:
Iнорм – наибольший ток нормального режима;
Iмакс – наибольший ток ремонтного или послеаварийного режима.
Рассмотрим некоторые конкретные случаи определения расчетных токов.
Цепь генератора. Наибольший ток нормального режима принимается при загрузке генератора до номинальной мощности Pг. ном, при номинальном напряжении Uном и номинальном cosφном:
Iнорм.расч = Iном.г = Pном / Uном cosφном.
Наибольший ток послеаварийного или ремонтного режима при условии работы генератора при снижении напряжения на 5%:
Iмакс = Pном / Uном 0,95 cosφном.
Цепь двухобмоточного трансформатора связи на электростанции.
Iнорм.расч. = Iном.т = Sном. т / Uном.
Наибольший ток ремонтного или послеаварийного режима принимается при условии отключения параллельно работающего трансформатора, когда оставшийся в работе трансформатор может быть перегружен по правилам аварийных или систематических перегрузок. Если неизвестны действительные значения допустимых перегрузок, то в учебном проектировании можно принять:Iмакс.т = (1,3 ÷ 1,4) Iном.т .
Цепь трансформатора собственных нужд.
Можно считать, что максимальная мощность трансформатора собственных нужд (ТСН) совпадает с его номинальной мощностью, тогда:
Iпрод.расч. = Sном. т / Uном.
В данной работе выбор выключателя выполняем по упрощенному варианту:
1. по номинальному напряжению: Uном ≥ Uсети ном
2. по номинальному продолжительному расчетному току: Iном ≥ Iнорм. расч..
3. по отключающей способности: Iоткл.ном ≥ Iп0
В установках 6-10 кВ, если имеется возможность, вместо отдельных выключателей и разъединителей следует устанавливать ячейки КРУ. Результаты выбора рекомендуется представить в табличной форме с указанием расчетных данных, типов и каталожных данных выключателей и разъединителей.
К пункту 7 задания. Измерительные трансформаторы тока и напряжения выбираются упрощенно, без учета вторичной нагрузки, без проверки трансформаторов тока по условиям КЗ. Рекомендуется выбирать их по назначению, типу, номинальному напряжению (трансформаторы тока также по номинальному току). Трансформаторы следует выбирать для всех основных цепей и сборных шин.
В [1] приведен рекомендуемый перечень измерительных приборов. Следует выбрать из данного перечня приборы, необходимые для проектируемой станции, и представить таблицу с указанием в ней цепи, места установки и списка приборов.
Разрядники и ограничители перенапряжения (ОПН) выбираются по назначению, типу и номинальному напряжению. В цепях нейтралей силовых трансформаторов на 110-220 кВ устанавливаются разрядники и ОПН с номинальным напряжением на один класс ниже, чем высшее напряжение трансформаторов.
На ТЭЦ предохранители устанавливаются только для защиты трансформаторов напряжения 6-10 кВ, их следует выбирать по типу, номинальному напряжению.
К пункту 8 задания. Пояснительная записка выполняется на компьютере. Использовать шрифт Times New Roman размер шрифта – 16. Должно быть семь разделов, согласно пунктам задания.
Каждый рисунок, таблица – должны иметь номер и название. Используемые формулы также нумеруются.
Нумерация рисунков, таблиц и формул состоит из двух цифр: АБ, где А – номер раздела, Б – сквозной номер в каждом разделе. Например: в разделе 1, первый рисунок должен быть пронумерован так: Рис. 1.1. Структурная схема станции.
Используемая литература (учебники, справочники и прочее) должна быть указана в тексте в квадратных скобках, например: Из [1], выбираем трансформатор типа ТДН-16000/110. Списое используемой литературы должен приведен в конце пояснительной записки.
К пункту 9 задания. Чертеж главной электрической схемы выполняется на компьютере, Лист формата А1 (814х576 мм. На главной схеме должно быть указано все электрооборудование: генераторы, силовые трансформаторы, реакторы, измерительные трансформаторы, коммутационные аппараты, РУ ВН, ГРУ и др. На схеме должны быть указаны соединения обмоток силовых трансформаторов, измерительных трансформаторов напряжения.
Следует указать способы заземления нейтралей всех трансформаторов. Защитное заземление вторичных обмоток измерительных трансформаторов можно не показывать.
В РУ ВН у всех разъединителей должны быть показаны необходимые заземляющие ножи. В РУ ВН на каждой секции устанавливаются разрядники или ОПН в одной ячейке с трансформаторами напряжения и подключаются к сборным шинам через общий разъединитель. В ГРУ на каждой секции устанавливаются трансформаторы напряжения.
Трансформаторы тока изображаются только в одной из характерных цепей. Трансформаторы тока типа ТВ, встроенные в многообъемные масляные выключатели (типа С, МКП, У), изображаются с обеих сторон выключателя. Трансформаторы тока типа ТВТ, встроенные в силовые трансформаторы, указываются только со стороны высшего (и среднего) напряжения. При установке отдельных трансформаторов тока они изображаются со стороны выключателя более удаленными от сборных шин. В цепях генераторов ТЭЦ, подключенных к шинам ГРУ, устанавливаются трансформаторы тока нулевой последовательности типа ТНПШ. На головных участках питающих кабелей устанавливаются трансформаторы тока для защиты замыкания на землю типа ТЗЛ.
Для одной из каждых характерных цепей показываются измерительные приборы.
Особенное внимание должно быть уделено надписям, отражающим типы и основные параметры электрооборудования.
Графическое оформление должно соответствовать ГОСТу. При выполнении учебной курсовой работы допускаются некоторые отклонения от ГОСТ. Ниже приводятся некоторые рекомендации по начертанию элементов электрической схемы.
Сборные шины изображаются линиями двойной толщины или прямоугольником с шириной 3-4 мм.
Выключатели изображаются квадратом 10х10 мм. Если выключатель в нормальном режиме отключен, он перечеркивается по диагоналям.
Для элементов, обозначающихся окружностями, рекомендуется принять следующие размеры диаметров: для генераторов и силовых трансформаторов – 25 мм; для трансформаторов собственных нужд – 15 мм; для трансформаторов напряжения – 10 мм. Трансформаторы тока могут изображаться по выбору студентов либо в виде окружности диаметром 5 мм, либо в виде витков обмотки.
Подвижной контакт разъединителя показывается ближе к выключателю, причем он должен замыкаться по часовой стрелке.
подробнее
Заказчик
заплатил
заплатил
500 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик воспользовался гарантией, чтобы исполнитель повысил уникальность работы
16 октября 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Проектирование электрической части станций и подстанций.docx
2018-06-05 21:03
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Спасибо автору огромное. Курсовую работу сделал вовремя и на отлично. Дал необходимые пояснения.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
