Диплом (Проектирование электрической станции)

I тер

76

на термическую стойкость:

Если tоткл tтер (наиболее частый случай), то условие проверки выключателя имеет вид:

Iтер2 tоткл Bк ,

где Bк интеграл Джоуля, номинальный ток термической стойкости.

Если tоткл tтер , то условие проверки на термическую стойкость:

Iтер2 tтер Bк .

4.2.5. Выбор измерительных трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения выбирались по номинальному напряжению первичной цепи:

Uном Uс.ном , ,

где Uном - номинальное напряжение трансформатора, Uс.ном - номинальное напряжение сети.

77

4.3. Выбор электрооборудования для КЭС 8х500 МВт

Для РУ 500 кВ будут использоваться ячейки КРУЭ типа ELK-3 от производителя ABB. В состав ячейки входят: выключатель, разъеденители, трансформаторы тока и напряжения, заземляющие устройства.

Для РУ 220 кВ будут использоваться ячейки КРУЭ типа ELK-14 от производителя ABB. В состав ячейки входят: выключатель, разъеденители, трансформаторы тока и напряжения, заземляющие устройства.

Для генераторов будут использоваться элегазовые генераторные распределительные устройства (ЭГРУ) типа HECS1000XLp от производителя ABB. ЭГРУ комплектуется разъеденителями, заземлителями, трансформаторами тока и напряжения, а так же ОПН и др.

Прочее выбранное оборудование сведено в таблицу 4.2.

Таблица 4.2

	Прочее оборудование
Наименование		Тип
Выключатель (Р)ТСН		ВПМЭ-10-3150/31,5У3
ТТ для АТ		ТВТ500-I-1500/1
ТТ для РТСН на стороне ВН		ТВТ220-I-1000/5
ТТ для ТСН на стороне ВН		ТВТ35-I-1000/5
ТТ (Р)ТСН на стороне НН		ТВТ10-I-5000/5
		ABB EXLIM P
Ограничитель перенапряжений
		(52-550 кВ, фарфоровая покрышка)

78

5.ВЫБОР СХЕМЫ СОБСТВЕННЫХ НУЖД

5.1.Общие положения

Главными элементами электроустановок собственных нужд являются машинные агрегаты, представляющие собой совокупность рабочей машины или механизма собственных нужд (СН) (насоса, вентилятора, и т. п.) и привода. В подавляющем большинстве в качестве привода выбирают электродвигатели трехфазного переменного тока, которые составляют примерно 90% всей нагрузки собственных нужд электростанций. Остальные виды электроприемников – это осветительные, обогревательные устройства и пр. Для питания этих электроприемников необходимы источники энергии, трансформаторы, распределительные устройства, кабельные сети.

В практике проектирования, сооружения и эксплуатации электростанций сложились некоторые общие принципы построения схемы электроснабжения собственных нужд. Это упрощает разработку схем собственных нужд при проектировании конкретных станций, уменьшая возможное количество вариантов решений.

Эти общие принципы следующие:

1)рабочее питание электроприемников собственных нужд всех видов, включая и особо ответственные, осуществляют путем отбора мощности на генераторном напряжении с помощью понижающих трансформаторов;

2)для питания электроприемников собственных нужд в большинстве случаев используют два уровня напряжения – 6 - 10 кВ для питания мощных электродвигателей и 0,4 – 0,66 кВ для питания мелких электроприемников. При этом используют принцип двухступенчатой трансформации;

3)распределительные устройства выполняют с одной секционированной системой шин с одним выключателем на присоединение, с использованием ячеек КРУ;

4) резервное питание ответственных и неответственных электроприемников собственных нужд обеспечивают также отбором мощности от основных шин электрической станции при соблюдении условия, что места присоединения цепей резервного питания должны быть независимы от мест присоединения цепей рабочего питания. Для особо ответственных потребителей собственных нужд предусматривают дополнительный независимый источник энергии.

79

5.2. Выбор трансформаторов собственных нужд

Номинальную мощность рабочих ТСН выбирают в соответствии с их расчетной нагрузкой. С учетом повышенных требований надежности, предъявляемых к системе собственных нужд электростанции, перегрузка рабочих ТСН не допускается. Расчетная мощность ТСН определяется суммой мощностей всех электроприемников, которые присоединены к данному трансформатору.

Исходя из нагрузки собственных нужд, которая была определена в тепловой части проекта, был принят рабочий трансформатор собственных нужд мощностью 32 МВА типа ТРДНС-32000/35, в наиболее тяжелом режиме работающий без перегрузок.

Трансформаторы 6/0,4 кВ принимаются без расчета.

Нагрузка собственных нужд КЭС приходящаяся на один блок сведена в таблицу 5.1.

80

							Таблица 5.1
	Нагрузка собственных нужд блока 500 МВт
Наименование	Sном,т2, кВ А,		Секция А			Секция Б
		Всего
механизмов СН и	или				Суммарная		Суммарная
		на
понижающих	Ррасч,д1,		Кол-во		мощность,	Кол-во	мощность,
		блок
трансформаторов	кВт				кВт		кВт
		Блочная нагрузка
Циркуляционный	1600	2	1		1600	1	1600
насос
Конденсатный	150	3	2		300	1	150
насос 1 ступени
Конденсатный	200	3	2		400	1	200
насос 2 ступени
Конденсатный	450	3	2		900	1	450
насос 3 ступени
Дутьевой	4000	2	1		4000	1	4000
вентилятор
Трансформатор	1000	2	1		1000	1	1000
машинного отдел.
Трансформатор	1000	1	-		-	1	1000
котельного отдел.
	Общестанционная нагрузка (на 1 бл)
Трансформатор	1000	1	-		-	1	1000
РУ

81

5.3. Выбор схемы электроснабжения собственных нужд

Схема собственных нужд КЭС с блоками 500 МВт, как и главная схема, строится по блочному принципу: РУ СН каждого блока подсоединяются через рабочие ТСН к ответвлению от генератора данного блока, между выключателем и блочным трансформатором. Электроприемники собственных нужд блока питаются от РУ СН данного блока, а электроприемники общестанционного назначения распределяются между блочными РУ по возможности равномерно. Электрические поперечные связи (резервные магистрали) между РУ собственных нужд разных блоков сооружаются для резервного питания.

Кустановке принято два резервных ТСН (ТРДНС-32000/32) подключенных

кАТС.

Трансформаторы второй ступени устанавливаются вблизи площадки размещения электроприемников данной группы. Резервный трансформатор присоединяют к секциям 6 кВ другого блока. Для ответственных электроприемников предусматриваются отдельные секции. Эти секции получают резервное питание и от резервных трансформаторов, и от дизель-генераторов. Число рабочих трансформаторов 6/0,4 кВ выбрано таким, чтобы номинальная мощность единицы не превышала значения в 1000 кВ А по условию ограничения токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ.

82

6.РАЗРАБОТКА РЗ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ БЛОКА

6.1.Общие положения

Релейная защита является важнейшей частью автоматики электроустановок и энергосистем. Ее основная задача состоит в том, чтобы обнаружить поврежденный участок электрической системы и возможно быстрее выдать управляющий сигнал на его отключение. Дополнительная задача релейной защиты заключается в сигнализации о возникновении анормальных режимов. В данном проекте была рассчитана защита блока: генератор - трансформатор, подключенного к РУ 220 кВ.

6.2. Нарушение нормального режима

Для электрооборудования энергоблоков представляют опасность следующие нарушения нормального режима работы:

-внутренние повреждения и внешние КЗ, сопровождающиеся большими

токами;

-замыкания на землю в обмотках статора генератора;

-замыкания на землю в обмотках ротора генератора;

-симметричные и несимметричные перегрузки обмоток статора генератора

иобмоток трансформатора блока;

-перегрузка током возбуждения обмотки ротора генератора;

-асинхронный режим генератора с потерей и без потери возбуждения;

-повышение напряжения.

83

6.3. Основные защиты от внутренних повреждений

1.Продольная и поперечная дифференциальные защиты генераторов;

2.Защита от замыканий на землю в обмотке статора;

3.Защита от замыканий на землю в обмотке ротора и цепях возбуждения;

4.Дифференциальная защита трансформатора (автотрансформатора);

5.Дифференциальная защита ошиновки ВН трансформатора;

6.Защита от повышения напряжения;

7.Газовая защита.

Дифференциальные защиты генератора и защита от замыканий на землю в обмотке статора должны действовать на гашение поля генератора и его отключение от сети либо выключателем генератора, либо, при его отсутствии, выключателями на стороне ВН блока.

При отказе выключателя генератора или выключателя на стороне ВН блок должен отключаться от сети с помощью УРОВ генераторного выключателя или УРОВ генератора со стороны ВН.

Защиту от замыканий на землю в цепи возбуждения на турбогенераторах выполняют только действующей на сигнал, а на гидрогенераторах – на отключение.

Все остальные защиты энергоблока от внутренних повреждений, за исключением защиты от повышения напряжения на энергоблоках с турбогенераторами, должны действовать на гашение поля генератора, на отключение выключателей и пуск УРОВ на стороне ВН блока, а также на отключение выключателей в цепях присоединенного к ответвлению блока рабочего источника питания секций собственных нужд. Последние необходимо отключать для обеспечения быстрого автоматического перевода с помощью АВР питания собственных нужд на резервный источник.

Защита от повышения напряжения на энергоблоках с турбогенераторами должна автоматически вводиться в работу только в режиме холостого хода энергоблока и действовать лишь на гашение поля генератора.

Действие устройств защиты на выключатель нагрузки в цепи генератора должно запрещаться.

84

6.4. Резервные защиты

Для резервирования защит от внутренних КЗ (ближнее резервирование) устанавливается резервная дифференциальная защита, охватывающая генератор и трансформатор блока вместе с ошиновкой на стороне ВН и действующая на отключение выключателей блока и рабочего трансформатора собственных нужд (ТСН), на гашение поля генератора и на пуск УРОВ на стороне ВН.

Для резервирования защиты смежных элементов (шин, линий, автотрансформаторов и пр.) на энергоблоках должны устанавливаться:

-токовая защита нулевой последовательности в нейтрали трансформатора (защита от однофазных КЗ);

-двухступенчатая токовая отсечка обратной последовательности (защита от несимметричных КЗ);

-дистанционная защита от симметричных КЗ.

Устройства защиты от внешних КЗ должны действовать только на отключение энергоблока от сети выключателями на стороне ВН. При отказе какого-либо из этих выключателей защита от внешних КЗ должна с помощью УРОВ гасить поле генератора.

Для ликвидации анормальных режимов на энергоблоках должны устанавливаться:

-токовая защита с независимой выдержкой времени от симметричной перегрузки (действует на сигнал);

-токовая защита обратной последовательности с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени от несимметричных перегрузок (действует на отключение энергоблока от сети);

-токовая защита с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени от перегрузки ротора (две ступени действия – I на развозбуждение и II на отключение генератора или энергоблока от сети);

-защита от потери возбуждения генератора, выполняемая с помощью реле сопротивления и действующая либо на автоматическую разгрузку энергоблока и на гашение поля, либо на отключение блока (в случаях, когда асинхронный режим генератора недопустим).

Wраб

85

6.5. Продольная дифференциальная токовая защита генератора

Продольная дифференциальная токовая защита осуществляет сравнение токов со стороны фазных и нулевых выводов обмотки статора. Эта защита устанавливается на всех турбогенераторах с непосредственным охлаждением обмоток статора.

Дифференциальную защиту с торможением применяют на генераторах 500 МВт. В одном из плеч защиты со стороны фазных выводов включается тормозная обмотка обратной полярности по отношению к дифференциальной. При внешних КЗ тормозная обмотка уменьшает суммарную намагничивающую силу в реле, то есть улучшает отстройку от тока небаланса Iнб .

Трехфазное выполнение защиты обусловлено возможностью двойного КЗ, одно из мест которого находится в генераторе.

На блоках с выключателем в цепи генератора устанавливают защиты:

-дополнительное МТЗ, которое вводится в работу при отключении выключателя и резервирует другой блок.

-защита от замыкания на землю со стороны обмоток низкого напряжения.

Дифференциальная продольная защита генератора не реагирует на витковое замыкание в обмотке статора, так как через трансформатор тока (ТА) дифференциальной продольной защиты протекает один и тот же ток.

Защита выполняется трехфазной, трехрелейной на реле типа ДЗТ-11/5 с процентным торможением, обеспечивающим отстройку от максимального тока небаланса при токе срабатывания, меньшем номинального тока генератора. Реле ДЗТ-11/5 имеет рабочую обмотку 72 витка. Для защиты используются

трансформаторы тока, установленные на линейных выводах генератора.

Расчетные уставки. Ток срабатывания реле при отсутствии торможения определяется по выражению

	I			Fср		100		1,39	А,
		ср.min		Wраб			72

где Fср – магнитодвижущая сила (МДС) срабатывания (равна по [6] 100 А).

Максимальный расчетный тока небаланса определяется по выражению:

I нб.max.расч kодн ε IКЗ(3) ,