Пояснительная записка (1).pdf ЭЧС

Сечение сборных шин принимается по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах, равной току наиболее мощного присоединения:

Iнорм = 561 А,

Imax = 770 А.

По /1/ принимается провод 3хАС-150/24, q =150 мм2, d =17,1 мм, Iдоп =1095 А. Фазы расположены горизонтально с расстоянием между фазами 400 см.

Проверка шин на схлестывание не производится, так как Iп(30) =8, 231 кА< 20 кА.

Проверка на термическое действие тока КЗ не производится, так как шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Проверка по условиям коронирования необходима для гибких проводников при напряжении 35 кВ и выше.

Начальная критическая напряженность E0 ,кВ/см, определяется по формуле:

E0		+	0, 299		(2.8)
	= 30,3 m 1		r	,
			0

где m - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода, принимается равным 0,82;

r0 - радиус провода, см,

	E0			0, 299
		=30,3 0,82 1	+			=32,88.
				0,855

Напряженность электрического поля вокруг расщепленных проводовE , кВ/см, определяется по формуле:

E = k	0,354 U		,
	n r lg	Dср	(2.9)
0		rэкв

где U - линейное напряжение, кВ, принимается U = 242 кВ, так как на шинах электростанции поддерживается напряжение 1,1 Uном ;

Dср - среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см;

k - коэффициент, учитывающий число проводов n в фазе; rэкв - эквивалентный радиус расщепленных проводов, см.

Среднее геометрическое расстояние между проводами фаз Dср , см, при горизонтальном расположении фаз определяется по формуле:

Dср =1,26 D ,

(2.10)

где D - расстояние между соседними фазами, см.

Коэффициент, учитывающий число проводов n в фазе k , определяется по формуле:

k =1+ 2 3	r0	,	(2.11)
	a

где a - расстояние между проводами в расщепленной фазе, см, для 220 кВ принимается равным 30 см,

ИзмЛист

№ докум.

Подпись Дата

Лист

23

k =1+ 2 3 0,30855 =1,1 .

Эквивалентный радиус расщепленных проводов rэкв , см, определяется по формуле:

	r	= 3 r a2 ,		(2.12)
	экв	0
	r = 3	0,855 302		= 9,16 .
	экв
Напряженность электрического		поля вокруг расщепленных проводов E
определяется по формуле (2.9):
E =1,1	0,354 242			= 21,11кВ/см.
	3 0,855 lg 1, 26 400
		9,16
Условие проверки:	1, 07 E ≤ 0,9 E0 ,			(2.13)

1, 07 21,11 = 22, 6 < 0,9 32,88 = 29,59 .

Таким образом, провод 3хАС-150/24 по условиям короны проходит. 2.4.2 Выбор гибких шин и ошиновки на напряжение 110 кВ

Сечение сборных шин принимается по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах, равной току наиболее мощного присоединения:

Iнорм	=1120 А,
Imax	=1330 А.

По /1/ принимается провод 3хАС-240/32, q = 240 мм2, d = 22, 4 мм, Iдоп =1815 А. Фазы расположены горизонтально с расстоянием между фазами 300 см.

Проверка шин на схлестывание не производится, так как Iп(30) =16,67 кА< 20 кА. Определяется начальная критическая напряженность по формуле (2.8):

	E0			0, 299
		=30,3 0,82 1	+			=31,87 кВ/см.
				1,12

Коэффициент, учитывающий число проводов n в фазе k , определяется по формуле

(2.11):

k =1+ 2 3 1,1230 =1,13 .

Эквивалентный радиус расщепленных проводов rэкв , см, определяется по формуле

(2.12):

	r = 3	1,12 302	=10, 03 .
	экв
Напряженность электрического		поля вокруг расщепленных проводов E
определяется по формуле (2.9):
E =1,13	0,354 121			=9,14 кВ/см.
	3 1,12 lg 1, 26 300
		10,03

ИзмЛист

№ докум.

Подпись Дата

Лист

24

Условие проверки (2.13):

1, 07 9,14 = 9, 78 < 0,9 31,87 = 28, 68 .

Таким образом, провод 3хАС-240/32 по условиям короны проходит. 2.4.3 Выбор ошиновки трансформаторов и ЛЭП

Токоведущие части от выводов 220 и 110 кВ трансформаторов до сборных шин, а также ошиновка ЛЭП выполняются гибкими проводами.

Сечение qэк , мм2, определяется по формуле:

qэк =	I норм
		,	(2.14)
	jэк

где jэк – экономическая плотность тока выбирается в зависимости от величины времени работы присоединения с максимальной нагрузкой Τmax .

Для всех токоведущих частей и ошиновки время работы с максимальной нагрузкой более 5000 часов, следовательно jэк =1 ммА2 [3].

Выбор сечений приводится в таблице 2.7. Таблица 2.7 – Выбор ошиновки трансформаторов и ЛЭП

Присоединения	I норм ,	j	,А/мм2	qэк ,	Марка	I	доп	, А
	А	эк		мм2	провода
Блочный трансформатор Т1	561			561	АС-650/79		980
Блочные трансформаторы Т2,3	1120			1120	2хАС-650/79	1960
Обмотка ВН автотрансформаторов АТ1,2	550		1	550	АС-650/79		980
Обмотка СН автотрансформаторов АТ1,2	950			950	2хАС-700/86	2080
Обмотка ВН ПРТСН	201			201	АС-240/32		605
ЛЭП 220 кВ	295			295	АС-400/51		705
ЛЭП 110 кВ	308			308	АС-400/51		705

Проверка на термическое действие тока КЗ не производится, так как токоведущие части выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Гибкие шины и гибкие токопроводы крепятся к опорам РУ с помощью подвесных изоляторов.

2.4.4 Выбор комплектных пофазно-экранированных токопроводов

Цепь от генератора до блочного трансформатора и от генератора до фасадной стены главного корпуса выполняется комплектным токопроводом.Для генератора ТГВ-200-2 – ГРТЕ-20-10000-300, основные технические характеристики которых представлены в таблице 2.8.

ИзмЛист

№ докум.

Подпись Дата

Лист

25

Таблица 2.8 - Основные технические характеристики КЭТ

Параметры	ГРТЕ-20-10000-300
Тип турбогенератора	ТГВ-200-2
Номинальное напряжение, кВ:
турбогенератор	15,75
токопровода	15,75
Номинальное ток, А:
турбогенератор	8625
токопровода	8625
Электродинамическая стойкость, кА	300
Токоведущая шина dxs, мм	280х15
Кожух Dxδ ,мм	750х6
Междуфазное расстояние А, мм	1200
Тип опорного изолятора	ОФР-20-375с
Шаг между изоляторами, мм	3000
Тип применяемого трансформатора напряжения	ЗНОМ-15
Тип встраиваемого трансформатора тока	ТШ-20-10000/5
Предельная длина монтажного блока или секции, м	8
Масса 1 м одной фазы, кг	90
Цена 1 м одной фазы, руб.	130

Номинальные параметры токопровода имеют достаточный запас по отношению к номинальным параметрам генератора, что позволяет применить выбранный токопровод для связи генератора с трансформатором своего блока.

В блоке генератор-трансформатор отпайка к трансформатору собственных нужд выполняется комплектным пофазно-экранированным токопроводом, рассмотренным выше.

2.4.5 Выбор кабеля

Для присоединения потребителей собственных нужд электростанции к соответствующим шинам используются кабели 6 кВ. Эти кабели прокладываются в кабельных туннелях. Кабели выбираются по следующим условиям:

1.По напряжению установки:

	Uном ≥Uсет.ном.				(2.16)
2.	По конструкции.
3.	По экономической плотности тока:
	qэк =	I	норм
				.	(2.17)
			jэк
4.	По допустимому току:
	Imax ≤ Iдоп.				(2.18)

где Iдоп – длительно допустимый ток с учетом поправки на число проложенных в земле кабелей k1 и на температуру окружающей среды k2 :

ИзмЛист

№ докум.

Подпись Дата

Лист

26

	Iдоп =k1 k2 Iдоп.ном,	(2.19)
где	Iдоп.ном –допустимый ток при нормированной температуре жил.

Токи нормального и утяжеленного режима работы для выбора кабелей в системе с.н. берутся из таблицы 2.1 ( Iнорм = Imax =1,83кА).

Принимается, что к каждой секции подключается по два электродвигателя с.н. Тогда по каждому кабелю, соединяющему шины 6 кВ с электродвигателем, протекает ток Iкаб.норм ,

кА:

Iкаб.норм	=	Iнорм		,	(2.20)
	2
Iкаб.норм =	1,83		= 0,915 кА.
	2
Экономическое сечение кабеля выбирается по формуле (2.17)
qэк = 0,915 103			= 653,6 мм2		,
1, 4

где jэк= 1,4 А/мм2, по таблице 4.5 из [2], для кабеля с алюминиевыми жилами при

Tmax = 3500 ч.

Выбирается кабель 6хААШв 3х240 мм2, Iдоп.ном =480 А.

Длительно допустимый ток (при k1 =1 иk2 =0,89 ) определяется по формуле (2.19):

Iдоп =6 1 0,89 480 =2563,2 А;

Iдоп = 2563, 2 А> Iкаб.норм = 915 А.

2.5 Выбор измерительных трансформаторов тока

Измерительные трансформаторы тока устанавливаются на всех типах основного силового оборудования: на выводах обмоток трансформаторов и автотрансформаторов, в цепи генератора, на всех выключателях РУ. Выбор и проверка ТТ проводится по следующим основным условиям:

1. По напряжению установки:

	Uном ≥UС .		(2.22)
2.	По току:
	Iном і	I max .	(2.23)
3.	По электродинамической стойкости:
	kдин 2 I1ном	≥ iуд ; iдин ≥iуд ,	(2.24)

где kдин – коэффициент электродинамической стойкости;

I1ном – действующее значение номинального первичного тока. 4. По термической стойкости:

	(kТ I1ном )2 tТ ≥ Bk ; Iтер2 tтер ≥ Bk ,	(2.25)
где kТ	– коэффициент термической стойкости;
tТ	– время термической стойкости.

ИзмЛист

№ докум.

Подпись Дата

Лист

27

5. По вторичной нагрузке:

Z2ном ≥Z2 .

Выбор производится в виде таблицы 2.9. Таблица 2.9 – Выбор ТТ

	Место установки	Тип ТТ	Расчетные данные
			Uc =220кВ
	Выключатели РУ	ТФЗМ 220 Б -	Imax =770 А
	220 кВ	IV	iуд = 20,371 кА
			B =12, 2 кА2·с
			k
			Uc =110кВ
	Выключатели РУ	ТФЗМ 110 Б -	Imax =1330 А
	110 кВ	III	iуд =51,054 кА
			B =36,51 кА2·с
			k
			Uc =220кВ
	Обмотка 220 кВ	ТВТ220-III-	Imax =589 А
	блочный
		1000/1	iуд = 20,371 кА
	трансформатор Т1
			B =12, 2 кА2·с
			k
	Обмотка 110 кВ		Uc =110кВ
			Imax =1180 А
	блочных	ТВТ110-III-
	трансформаторов	2000/1	iуд =51,054 кА
	Т2,3
			B =36,51 кА2·с
			k
	Обмотка 220 кВ		Uc =220кВ
		ТВТ220-III-	Imax =770 А
	автотрансформато
			iуд = 20,371 кА
	ров связи АТ1,2	1000/1
			B =12, 2 кА2·с
			k
	Обмотка 110 кВ		Uc =110кВ
		ТВТ110-III-	Imax =1330 А
	автотрансформато
			iуд =51,054 кА
	ров связи АТ1,2	2000/1
			B =36,51 кА2·с
			k
	Цепь		Uc =6,3кВ
			Imax =1830 А
	трансформатора	ТШЛ 10
	с.н. на стороне 6,3		-
	кВ
			-

(2.26)

Каталожные данные

Uном = 220кВ

I1ном =1000 А

iдин =50 кА

Iтер2 t =19,62 3 =1152 кА2·с

Uном =110 кВ

I1ном = 2000 А

iдин = 212 кА

Iтер2 t =682 3 =13872 кА2·с

Uном = 220кВ

I1ном =1000 А

iдин = kдин	2 I1ном =
= 25 2	1 = 35, 4 кА

Iтер2	t = 252 3 =1875 кА2·с
	Uном =110 кВ
	I1ном = 2000 А
iдин	= 24 2 2 = 67,88 кА
Iтер2	t = 252 3 =1875 кА2·с
	Uном = 220кВ
	I1ном =1000 А

iдин = 25 2 1 =35, 4 кА Iтер2 t = 252 3 =1875 кА2·с

Uном =110 кВ

I1ном = 2000 А

iдин = 24 2 2 = 67,88 кА Iтер2 t = 252 3 =1875 кА2·с

Uном =10 кВ

I1ном =4000 А

iдин =100кА

Iтер2 t =352 3 =3675 кА2·с

В цепи генераторов устанавливаются ТТ типа ТШ – 20 – 10000/5, встраиваемые в КЭТ типа ГРТЕ-20-10000-300.

ИзмЛист

№ докум.

Подпись Дата

Лист

28

Проверка по нагрузке производится для трансформатора тока, установленного в цепи собственных нужд на стороне 6,3 кВ. Для этого необходимо определить суммарную нагрузку на трансформатор тока от измерительных приборов. Перечень контрольноизмерительных приборов в цепи на вводе к секциям 6,3 кВ с указанием их нагрузок приводится в таблице 2.10.

Таблица 2.10 – Перечень приборов, установленных в цепи с.н.

	Прибор	Тип	Нагрузка фазы, В А
			А	В	С
	Амперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
	Счетчик активной энергии	СА4У-И672М	2,5	2,5	2,5
	Ваттметр	Д-365	0,5	0,5	0,5
	Итого		3,5	3,5	3,5

Общее сопротивление приборов rприб , Ом, определяется по формуле:

r	=	Sприб	,
приб		I22

= 3,5 =

rприб 52 0,14.

Допустимое сопротивление проводов rпр , Ом, определяется по формуле:

rпр = Z2ном −rприб −rк ,

где rк - сопротивление контактов принимается равным 0,05 Ом; rпр = 0,8 −0,14 −0, 05 = 0, 61.

(2.27)

(2.28)

Применяется кабель с медными жилами, ориентировочная длина 25 м, трансформаторы тока соединены в полную звезду, поэтому l расч = l .

Сечение контрольного кабеля q , мм2, определяется по формуле:

q =	ρ lрасч	,	(2.29)
	rпр

где ρ - удельное сопротивление материала провода (для проводов с медными жилами ρ =0,0175 );

	q =	0,0175 25	=0,72.
		0,61

Принимается контрольный кабель КВВГ с жилами сечением 1 мм2. Сопротивление проводов определяется из формулы (3.44):

r = 0,0175 25		=0, 44Ом.
пр	1

Полное сопротивление r1 , Ом, определяется по формуле:

r1 =rпр +rприб +rк,

(2.30)

r1 =0, 44 +0,14 +0,05 =0,63.

ИзмЛист

№ докум.

Подпись Дата

Лист

29

Таким образом, сопротивление нагрузки меньше номинальной 0,8 Ом. Трансформатор тока ТШЛ 10 при использовании кабеля КВВГ с жилами сечением 1 мм2 будет работать в заданном классе точности и может быть принят к установке.

2.6 Выбор измерительных трансформаторов напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения устанавливаются на каждой системе и секции сборных шин и в цепи генераторов.

Трансформаторы напряжения выбираются: - по напряжению установки:

U уст ≤Uном ;

(2.31)

-по конструкции и схеме соединения обмоток;

-по классу точности;

-по вторичной нагрузке:

S2∑ ≤ Sном ,

(2.32)

где Sном - номинальная мощность в выбранном классе точности, В·А;

S2∑ - нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к

трансформатору напряжения, В·А.

В схемах блоков генератор-трансформатор применяется ТН типа ЗНОМ-20, встроенные в пофазно-экранированный токопровод.

Для сборных шин по номинальному напряжению предварительно выбираются следующие ТН:

-ОРУ 220 кВ – НКФ-220-58У1;

-ОРУ 110 кВ – НКФ-110-58У1;

Далее в качестве примера проводится проверка по номинальной нагрузке НКФ-220- 58У1. Для этого определяется перечень, подключаемых к данному ТН измерительных приборов всех присоединений ОРУ 220 кВ и их суммарная потребляемая мощность. Перечень контрольно-измерительных приборов ОРУ 220 кВ с указанием их нагрузок представлен в таблице 2.10.

ИзмЛист

№ докум.

Подпись Дата

Лист

30

Таблица 2.10 – Вторичная нагрузка трансформатора напряжения
					Общая потребляемая
			Pодобм. ,
Приборы	Тип	Кол-во			мощность
			Вт		P , Вт	Q Вар
*Линии 220 кВ
- Ваттметр	Д-365	4	2		8	-
- Варметр	Д-365	4	2		8	-
- Счетчик активной	СА4У-	4	2		8	30
мощности	И672М
- Счетчик реактивной	СР4У-	4	2		8	30
мощности	И673М
*Обходной выключатель
- Ваттметр	Д-365	1	2		2	-
- Варметр	Д-365	1	2		2	-
- Счетчик активной	СА4У-	1	2		2	7,5
мощности	И672М
- Счетчик реактивной	СР4У-	1	2		2	7,5
мощности	И673М
* Сборные шины
-Вольтметр	Э-350	1	3		3	-
Регистрирующие приборы
-Частотомер	Н-397	1	2		2	-
-Вольтметр	Н-393	1	2		2	-
Приборы синхронизации
-2 частотометра	Э-352	2	2		4	-
-2 вольтметра	Э-350	2	3		6	-
Итого		-	-		57	75
Вторичная нагрузка трансформатора напряжения S2∑ =				572 +752 =94, 2 В·А.

Выбранный трансформатор напряжения НКФ-220-58У1 имеет номинальную мощность 400 В·А в классе точности 0,5, необходимом для подключения счетчиков.

S2∑ =94, 2 В·А < Sном =2 400 =800В·А.

Таким образом, трансформаторы напряжения будут работать в выбранном классе точности 0,5.

2.7 Выбор ограничителей перенапряжения

Ограничители перенапряжения (ОПН) применяются для защиты электрооборудования от коммутационных перенапряжений. ОПН выбираются по типу и номинальному напряжению /3/.

Для защиты от перенапряжений устанавливаются следующие ОПН: на напряжение 220 кВ – ОПН-220У1; на напряжение 110 кВ – ОПН-110У1.

В нейтралях трансформаторов связи устанавливаются ограничители перенапряжений типа ОПНН-110У1.

ИзмЛист

№ докум.

Подпись Дата

Лист

31

3 Разработка конструкции РУ

Вкачестве ОРУ 220 кВ выбирается типовое РУ по схеме «две рабочие системы шин

собходной системой шин» с одним выключателем на присоединение. Это ОРУ выполняется гибкими проводами марки АС, с поворотными разъединителями, с элегазовыми выключателями. Для крепления гибких шин предусматриваются порталы. Расстояния между токоведущими частями и от них до различных элементов РУ

выбираются строго в соответствии с ПУЭ. Расстояние между точками подвеса проводников равно 4 м, шаг ячейки 15,4 м. Высота шинных порталов 11 метров, линейных

– 16,5 метров. В ОРУ предусмотрено однорядное расположение выключателей ВГУ – 220II-50/3150У1. Для обеспечения проезда по ОРУ механизмов и приспособлений, а также передвижных лабораторий предусматривается асфальтированная автодорога вдоль выключателей. ОРУ имеет 7 присоединений (2 линии связи с системой, 2 линии, 1 блочный трансформатор, 2 автотрансформатора связи) и 2 ячейки (ячейки обходного и шиносоединительного выключателя). ОРУ по периметру ограждается, расстояние до ограждения 4 м с каждой стороны. Длина ОРУ с учетом ограждения 15,4 9 + 2 4 = 146,6 м. Ширина ОРУ с учетом ограждения составляет 94 м. Таким образом, общая площадь ОРУ составляет 146,6×94 = 13780,4 м2. На рисунке 3.1 приведена схема заполнения ячеек ОРУ220 кВ.

ИзмЛист

№ докум.

Подпись Дата

Лист

32