АННОТАЦИЯ

С. 88. Ил. 9. Табл. 28. Библ. назв. 11.

В данной курсовой работе производится выбор и проверка элементов схемы ТЭЦ с пятью генераторами по схеме с распределительным устройством ге­нераторного напряжения (ГРУ) и двумя блоками. Обосновывается выбор генераторов, трансформа­торов связи, реакторов, шин, кабелей, токопроводов, вы­ключателей и разъеди­нителей, как по продолжительному режиму, так и по действию токов короткого замыкания.

Оглавление:

Задание на курсовой проект	4
Технология производства тепловой и электрической энергии	5
Выбор генераторов	7
Выбор трансформаторов	7
Выбор секционных реакторов на ГРУ 10,5	14
Выбор токоведущих частей	15
Расчет токов короткого замыкания	37
Выбор и проверка выключателей и разъединителей	60
Проверка проводников на действие токов короткого замыкания	72
Выбор и проверка опорных изоляторов	79
Ограничение перенапряжений на ТЭЦ	81
Заключение	86
Список источников	87

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

1. Технология производства тепловой и электрической энергии. Структурная схема ТЭЦ.

2. По исходным данным составить главную схему ТЭЦ. Исходные данные представлены в табл. 1.

Таблица 1. Исходные данные

Неблоч. Uн, кВ	Номинальные мощности генераторов неблочной части, МВА			Номинальные мощности генераторов блочной части, МВА		Блоч. Uн, кВ
	Г1	Г2	Г3	Г4	Г5
10,5	75	125	37,5	188	188	18

3. Описание электрической схемы ТЭЦ.

4. Определить количество и мощность трансформаторов связи с учетом того, что нагрузка собственных нужд составляет 6,8% от каждого генератора, а местная нагрузка на генераторном напряжении – 20%. Выбрать трансформаторы связи (ТС), трансформаторы собственных нужд (ТСН) и реакторы для питания собственных нужд.

5. Выбрать секционные реакторы.

6. Выбрать токоведущие части схемы.

7. Рассчитать токи короткого замыкания (КЗ).

8. Выбрать и проверить на действие токов короткого замыкания коммути­рующую аппаратуру.

9. Проверить на действие токов короткого замыкания токоведущие части схемы.

10. Проверить на действие токов короткого замыкания опорные изоляторы.

11. Выбор ОПН.

1. Технология производства тепловой и электрической энергии

Тепловые электростанции (ТЭЦ) предназначены для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом. Основное отличие ТЭЦ от других типов тепловых электростанций является ис­пользование тепла «отработавшего» в турбинах пара для нужд промышленного производства, а также для отопления, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения. При такой комбинированной выработке электроэнергии и те­пла достигается значительная экономия топлива по сравнению с раздельным энергоснабжением. Поэтому ТЭЦ получили широкое распространение в рай­онах (городах) с большим потреблением тепла и электроэнергии.

Технологическая схема ТЭЦ показана на рис. 1. Специфика электричес­кой части ТЭЦ определяется расположением электростанции вблизи центров электрических нагрузок. В этих условиях часть мощности может выдаваться в местную сеть непосредственно на генераторном напряжении. С этой целью на электростанции создается обычно генераторное распределительное устройство (ГРУ).

Существенной особенностью ТЭЦ является также повышенная мощность теплового оборудования по сравнению с электрической мощностью электро­станции. Это обстоятельство предопределяет больший относительный расход электроэнергии на собственные нужды, чем у других электростанций.

Упрощенная электрическая схема ТЭЦ представлена на рис. 2.

Рисунок 1. Технологическая схема ТЭЦ

Рисунок 2. Общий вид электрической схемы ТЭЦ

2. Выбор генераторов

Технические данные выбранных генераторов сведены в табл. 2.

Таблица 2. Технические данные турбогенераторов

№	Тип	Sн	Рн	Uн	Iн	cosφ	Х’’d	T
		МВА	кВт	кВ	кА	-	-	с
1	ТВ-60-2	75	60	10,5	4,125	0,8	0,157	11,7
2	ТВФ-120-2	125	100	10,5	6,875	0,8	0,192	6,45
3	ТВС-30	37,5	30	10,5	2,06	0,8	0,152	10
4	ТВВ-160-2	188,2	160	18	6,04	0,85	0,22	5,9
5	ТВВ-160-2	188,2	160	18	6,04	0,85	0,22	5,9

3. Выбор трансформаторов

1. Трансформаторы связи неблочной части

Трансформаторы связи обеспечивают передачу энергии с ГРУ на РУВН. Работая параллельно, они делят между собой нагрузку пополам (за счет того, что они одинаковы). Таким образом мощность каждого трансформатора должна быть выбрана без учета СН и МН, но учитывая завышение мощности при аварийном режиме работы (если по какой-либо причине вышел из строя один из трансформаторов).

Расчетная мощность трансформаторов определяется по формуле:

(1)

где - мощность генераторов, МВА; - минимальная мощность местных нагрузок, МВА; - мощность агрегатов собственных нужд, МВА.

Так как местную нагрузку составляют технологические установки металлургического производства, рабо­тающие 5000-8760 часов в год будем считать, что она постоянна и составляет 20% от . На современных ТЭЦ, снабжающих теплом ближайшие населенные пункты и производственные нужды, суммарная мощность агрегатов собственных нужд со­ставляет около 6,8% от , тогда по формуле (1) получим:

Трансформаторы выбираются, исходя из условия:

где 0,7 – коэффициент, учитывающий возможный аварийный режим и выход из строя одного из трансформаторов связи.

Выберем два трансформатора типа ТДЦ – 125000/110 – 72У1 [1]. Регулирование под нагрузкой в нейтрали ±2*2,5%. Параметры трансформаторов приведены в табл. 3.

Таблица 3. Паспортные данные трансформатора ТДЦ - 125000/110

Тип	Sн, МВА	Напряжение обмотки		Потери, кВт			uк, %		iх, %
		ВН	НН	Pх	Pк	ВН-НН		-
ТДЦ-125000/110	125	121	10,5	120	400	10,5		0,55

2. Трансформаторы связи блочной части

Мощность трансформаторов связи блочной части определяется, исходя из напряжения и мощности генераторов блочной части схемы за вычетом СН.

Расчетная мощность трансформатора определяется по формуле:

(2)

Трансформаторы выбираются, исходя из условия:

(3)

Определим расчетные мощности трансформаторов:

Выбираем трансформаторы типа ТДЦ - 200000/110 – 72У1 [1]. Регулирование под нагрузкой в нейтрали ±2*2,5%. Параметры трансформаторов приведены в табл. 4.

Таблица 4. Паспортные данные трансформатора ТДЦ - 200000/110

Тип	Sн, МВА	Напряжение обмотки		Потери, кВт			uк, %		iх, %
		ВН	НН	Pх	Pк	ВН-НН		-
ТДЦ-200000/110	200	121	18	170	550	10,5		0,5

3. Трансформаторы собственных нужд 10,5/6,3 кВ неблочной части

Так как генераторы неблочной части имеют разную мощность, то расчетная мощность трансформаторов СН будет определяться по следующим формулам:

Трансформаторы СН выбираются, исходя из условия:

Выбираем первый ТСН типа ТМ - 6300/10У1, второй ТСН - типа ТДНС - 10000/10У1, а третий ТСН – типа ТМ – 4000/10У1 [1]. Параметры трансформаторов приведены в табл. 5.

Резервный трансформатор собственных нужд выбирается по наибольшей мощности рабочих трансформаторов СН, поэтому принимаем к установке РТСН типа ТДНС - 10000/10У1.

Таблица 5. Паспортные данные ТСН неблочной части

Тип	Sн, кВА	Напряжение обмотки		Потери, кВт		uк, %		iх, %
		ВН	НН	Pх	Pк		ВН-НН		-
ТМ-6300/10	6300	10,5	6,3	9	46,5		6,5		0,8
ТМ-10000/10	10000	10,5	6,3	18,5	60		8		0,8
ТМ-4000/10	4000	10,5	6,3	6,4	33,5		6,5		0,9

4. Трансформаторы собственных нужд 10,5/6,3 кВ блочной части

Расчетная мощность трансформаторов СН будет определяться по следующей формуле:

Трансформаторы СН выбираются, исходя из условия:

Выбираем два трансформатора СН типа ТДНС - 16000/35 - 74У1 [1]. Параметры трансформаторов приведены в табл. 6.

Таблица 6. Паспортные данные трансформатора ТДНС - 16000/35

Тип	Sн, кВА	Напряжение обмотки			Потери, кВт			uк, %		iх, %
		ВН	НН	Pх		Pк	ВН-НН		-
ТДНС-16000/35	16000	18	6,3	18		85	10		0,6

5. Трансформаторы собственных нужд 6,3/0,4 кВ неблочной части

Так как генераторы неблочной части имеют разную мощность, то расчетная мощность трансформаторов СН будет определяться по следующим формулам:

Трансформаторы СН выбираются, исходя из условия:

Выбираем первый ТСН типа ТМ - 2500/10У1, второй ТСН - типа ТМ - 4000/10У1, а третий ТСН – типа ТМ – 1000/10У1 [1]. Параметры трансформаторов приведены в табл. 7.

Таблица 7. Паспортные данные ТСН неблочной части

Тип	Sн, кВА	Напряжение обмотки			Потери, кВт			uк, %		iх, %
		ВН	НН	Pх		Pк	ВН-НН		-
ТМ-2500/10	2500	6,3	0,4	4,6		26	5,5		1
ТМ-4000/10	4000	6,3	0,4	5,2		33,5	7,5		0,9
ТМ-1000/10	1000	6,3	0,4	2,45		12,2	5,5		1,4

6. Трансформаторы собственных нужд 6,3/0,4 кВ блочной части

Расчетная мощность трансформаторов СН будет определяться по следующей формуле:

Трансформаторы СН выбираются, исходя из условия:

Из-за отсутствия трансформатора 6,3/0,4 кВ требуемой мощности, ставим на каждую ветвь СН блочной части по 2 одинаковых трансформатора типа ТМ - 2500/10У1 [1]. Параметры трансформаторов приведены в табл. 7.