Однолинейная принципияльная схема электрических соединений первичных цепей ТЭЦ

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  
имени В.С.Черномырдина»

Губкинский  институт (филиал)

ФГБОУ ВПО  «Московский государственный открытый университет  
имени В.С. Черномырдина»

 

 

Кафедра техники  и технологии производства

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

ОДНОЛИНЕЙНАЯ ПРИНЦИПИЯЛЬНАЯ СХЕМА  ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ    СОЕДИНЕНИЙ ПЕРВИЧНЫХ  ЦЕПЕЙ   ТЭЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студента 4 курса

горно-нефтяного факультета

специальность: 140211

                         

 

 

Проверил:

                                                                                         Шихов Н.С.

 

 

 

 

 

 

 

                                     ОГЛАВЛЕНИЕ

 

1. ЗАДАНИЕ 

 

2. ВЫБОР ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ ТЕЦ

 

3.  ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

   3.1. Выбор генераторных выключателей

   3.2. Выбор выключателей потребителей на генераторном напряжении

   3.3. Выбор выключателей высокого напряжения (110 кВ)

4. РЕАКТОРЫ

5. РАЗЪЕДИНИТЕЛИ И ЗАЗЕМЛИТЕЛИ

    5.1. Генераторы

    5.2. Потребители 6 кВ

    5.3 Линию 110 кВ

6. РАЗРЯДНИКИ

7. ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

8. ТРАНСФОРМАТОРЫ

   8.1 Измерительные  трансформаторы

   8.2 Трансформаторы  связи 

                                  ЗАДАНИЕ

 

Согласно шифра 809624 выберем исходные данные

 

 

Вариант	Генераторы ТЭЦ					Потребители на генераторном напряжении			Систама
	Тип	Колич.	Ном. мощн. МВт	Ном. напряж. кВ	Ном. коэф. мощн.	Макс. нагрузка МВт.	Колич. кабельн. линий	Минним. сечение каб.	Напряж. кВ	Колич. линий
04	ТВФ-60-2	2	60	6,3	0,8	55	24	95	110	4

 

ТВФ-60-2 - = 21 кА, I_у.расч. = 49 кА

Принять I_t=0 = I_t=0.2 =

 

Рассчитаем  рабочий ток выдаваемый генераторами:

 

cos =

S = = = 75 мВт.

 

           I = = = 6.9 кА.

I_р.г. = 6,9 кА. 

 

          ВЫБОР ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ ТЕЦ

 

Схемы электрических соединений на генераторном напряжении.

 

На генераторном напряжении ТЕЦ обычно применяют  следующие схемы: с одной секционированной системой сборных шин (с двумя-тремя  секциями), с одной секционированной системой сборных шин кольцевого типа (схема кольцо) или с уравнительной  системой шин (схема звезда), с двумя  системами сборных шин и с  одним выключателем на присоединение (с двумя-четырьмя секциями), а при  большом числе генераторов также  различные модификации этих схем.

  Схема с одной секционированной системой сборных шин. Схема с двумя секциями, объединенными через секционный выключатель Q, а также шинные и линейные разъединители QS. Схема проста, наглядна и обеспечивает достаточную надежность питания потребителей, если каждые из них связан с ТЕЦ двумя линиями, подсоединенными к разным секциям. Разъединители служат для обеспечения видимого разрыва при ремонтных работах и не являются оперативными элементами. Блокировка между разъединителями и выключателями проста, ошибочные операции с разъединителями при исправной блокировке практически исключены. Недостатком схемы является потеря источников, присоединенных к секции, при КЗ на секции, ремонт сборных шин секции или любого из ее шинных разъединителей.

 

Схемы электрических соединений РУ повышенных напряжений.

 

Для РУ повышенных напряжений ТЭЦ (35 кВ и выше) в зависимости  от числа цепей и ответственности  ТЭЦ обычно применяют следующие  схемы электрических соединений: блок трансформатор-линия (с выключателем или без выключателя); схема ответвлений  от проходящей линии 35-110 кВ; схема мостиков; схемы многоугольников (треугольник, четырехугольник); схема с одной секционированной системой сборных шин; схема с одной секционированной системой сборных шин и с обходной; схема с двумя системами сборных шин; схема с двумя не секционированными системами шин и с обходной. Обходная система шин применяется в РУ напряжением 110 кВ и выше.

  

Обычно в  РУ повышенного напряжения ТЭЦ применяются  схемы радиального (т.е. с одним  выключателем на присоединение) или  упрощённого типа. При пяти присоединениях и более рекомендуется выбирать схемы со сборными шинами (с одной  или двумя системами шин). При этом при напряжениях 110 – 220 кВ должна применяться обходная система шин, позволяющая не отключать присоединения при поочерёдном ремонте выключателей.

 

 

Выбрать схему собственных  нужд.

 

Выбор схемы  с.н. состоит в определении напряжения и числа секций РУ с.н., в выборе типа (трансформатор или реактор), числа и мощности рабочих и  резервных источников питания с.н. и в выборе способа их подключения  к шинам РУ генераторного (или  повышенного) напряжения.

Для питания  потребителей с.н. в настоящее время  обычно применяются две ступени  напряжения: 6 и 0,4 кВ. Электродвигатели с.н. мощностью 200 кВт и выше подключаются к шинам 6 кВ, а электродвигатели меньшей мощности к шинам 0,4 кВ. В  работе следует выбрать лишь РУ 6 кВ, поскольку в схеме питания  и резервирования потребителей 0,4 кВ ничего принципиально отличного  нет. следует только иметь в виду, что коммутационными аппаратами в РУ 6 кВ являются масляные (вакуумные или электромагнитные) выключатели и разъединители, а в РУ 0,4 кВ – автоматические выключатели и рубильники, по-разному изображаемые на чертежах.

В РУ с.н. рекомендуется применять схему с одной системой сборных шин, разбитой на отдельные (с взаимным резервированием) секции. Число секций обычно выбирается равным числу котлов, число которых можно принять равным числу генераторов.

 

 

               ВЫБОР ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Выбор аппаратов по номинальному напряжению.

 

Номинальное напряжение аппарата соответствует  номинальным условиям эксплуатации его изоляции. Однако у аппаратов  имеется некоторый запас электрической  прочности, что даёт возможность  эксплуатировать их длительное время  и при повышении напряжения на 10-15 % выше номинального. Это, как правило, максимально допустимое эксплуатационное напряжение, которое регламентируется ПУЭ в зависимости от типа электроустановки.

При выборе аппаратов достаточно соблюдать  условия:

 

U_ном.а. + U_ном.а. U_ном.у. + U_р.у.

 

где U_ном.а. - номинальное напряжение, при котором завод-изготовитель гарантирует нормальную работу электроустановки;

 

U_ном.а. - допустимое повышение напряжения сверх номинального, при котором завод-изготовитель еще гарантирует нормальную работу электроустановки;

 

U_ном.у. – номинальное напряжение электроустановки при эксплуатации;

 

U_р.у. – возможное отклонение рабочего напряжения от номинального при эксплуатации.

 

Выбор аппаратов по номинальному току.

 

Номинальным током I_ном.а. аппарата называется ток, который при номинальной температуре окружающей среды может проходить по аппарату неограниченно длительное время, при этом температура наиболее нагретых частей не превышает допустимого значения для данного класса изоляции.

 Правильный выбор аппарата  по номинальному току обеспечивает  его пожарную безопасность, гарантирует  необходимый срок службы изоляции  и его эксплуатационную надёжность. При этом необходимо, чтобы максимальный  действующий рабочий ток цепи I_р.м. в течение времени, равного (или более) трём постоянным времени нагрева (ЗТ) , не превышал номинального тока аппарата I_ном.а.

 

I_р.м. I_ном.а.

 

 

Максимальный рабочий ток цепи возникает: для параллельных линий  – при отключении одной из них  и передаче всей нагрузки по другой; для цепей трансформаторов –  при использовании их перегрузочной  способности в соответствии с  ПУЭ; для нерезервированных кабелей  – при использовании их перегрузочной  способности; для сборных шин  электростанций, подстанций и шин  в цепях секционных и шиносоединительных аппаратов – при наиболее неблагоприятных условиях эксплуатационного режима; для генераторов – при работе с номинальной мощностью и сниженном на 5% относительно номинального напряжения.

При проверке аппаратов на электродинамическую  стойкость должно быть выполнено  условие 

 

I_{ном.дин.} i_у.расч.

 

 

 

 

 

Выбор генераторных выключателей

 

Генераторными выключателями (ГВ) обычно называются выключатели на номинальный ток 3150А и более и на напряжение 10—36 кВ. Они предназначены для оперативной и аварийной коммутации нагрузочных токов и токов короткого замыкания (к.з.) в трехфазных цепях переменного тока на генераторном напряжении. Те генераторные выключатели, которые не предназначены для аварийного отключения токов к.з., называются выключателями нагрузки.                 .

  
        Современный генераторный выключатель должен выполнять множество различных функций, к которым относятся:

- синхронизация генератора с основной энергетической системой 
- отделение генератора от энергетической системы

- отключение токов нагрузки (с величиной, доходящей до уровня тока полной нагрузки генератора)

- отключение тока короткого замыкания, независимо от того, произошло оно на стороне энергосистемы или на стороне генератора

-  прерывание тока при выходе из синхронизма (при сдвигах по фазе до 180°). 

Маломасляный  выключатель класса 15 кВ типа ВГМ-15-11200/90 предназначен для коммутации цепей  генераторов в нормальном и аварийном  режимах работы (с применением  отсечки по включаемому току). 
 
          Выключатель предназначен для работы в следующих номинальных условиях высота над уровнем моря - до 1000 м, температура окружающего воздуха - от -25°С до +40°С, без установки вентиляторов, относительная влажность окружающего воздуха не должна превышать 95% при температуре +35°С (без конденсации влаги), окружающая среда - взрывобезопасная, не содержащая пыли в концентрациях, снижающих параметры работы выключателя в недопустимых пределах.

 

Выключатель устанавливается в вентилируемой  камере. Продувка должна осуществляться сухим воздухом с влажностью не более 50% и температурой ниже на 2°С, чем температура поверхностей изоляторов и изоляционных деталей выключателя.

 

Технические характеристики

- Номинальное напряжение, кВ - 15

- Номинальный ток (при 50/60 Гц), А - 11200/10000

- Номинальный ток отключения (при 50/60 Гц), кА - 90/71

- Параметры сквозного тока короткого замыкания, кА  
наибольший пик - 320/290

ток термической стойкости (время  протекания 3 с) - 105/95

- Собственнее время отключения выключателя, с, не более - 0,15

- Полнее время отключения выключателя, с, не более - 0,2

- Собственнее время включения выключателя, с, не более - 0,7

- Номинальное напряжение постоянного тока электромагнитов управления, В - 220

- Ток потребления электромагнитов управления. А, не более  
включающего - 410

отключающего - 2,5

- Электрическое сопротивление дугогасительного контура, мкОм, не более - 300

Выбираем  маломасляный выключатель класса 15 кВ типа

ВГМ-15-11200/90

 

 

Выбор выключателей потребителей на генераторном напряжении

 

Выбираем  выкотные выключатели для отдельных потребителей. По условию сечение кабеля потребителя 95 кв.мм., который способен пропускать допустимо длительный  ток до  260 А.

 

ВБЭ-6/630

 

Выключатель выкатного исполнения 
Номинальное напряжение 6 кВ  
Номинальный ток отключения 20 кА  
Номинальный ток 630 А  
Привод электромагнитный

 

Структура условного обозначения  выключателя

ВБЭХ-6/630 УХЛ2
В	Выключатель
Б	Вакуумный
Э	Привод электромагнитный
Х	Условное обозначение конструктивного  исполнения:  (С) — стационарный или (К) — выкатной
6	Номинальное напряжение, кВ
20	Номинальный ток отключения, кА
630	Номинальный ток, А
УХЛ	Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69
2	Категория размещения по ГОСТ 15150-69