Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Декабря 2011 в 14:35, курсовая работа
В курсовой работе предстоит спроектировать конденсационную электрическую станцию (КЭС) с одним высшим напряжением, на котором станция связана с системой, и потребительским напряжением, к шинам которого подключены потребители. В процессе проектирования предстоит решить следующие задачи:
разработать структурную схему проектируемой станции;
выбрать основное оборудование: генераторы, блочные трансформаторы, автотрансформаторы связи;
рассчитать токи трехфазного и однофазного коротких замыканий (КЗ);
выбрать выключатели и разъединители для всех распределительных устройств (РУ);
выбрать измерительные трансформаторы тока и напряжения;
выбрать сечение проводов потребительских линий электропередачи.
Введение 3
1 Задание на проектирование электрической части КЭС 4
2 Выбор генераторов, блочных трансформаторов и автотрансформаторов связи 5
2.1 Выбор турбогенераторов 5
2.2 Разработка вариантов структурной схемы станции 5
2.3 Выбор мощности блочных трансформаторов 6
2.4 Выбор мощности автотрансформаторов связи 7
2.5 Выбор количества линий связи и определение их сечения 11
3 Расчет токов короткого замыкания для выбора аппаратов 14
4 Выбор коммутационных аппаратов 27
4.1 Выбор выключателей 27
4.2 Выбор разъединителей 39
4.3 Выбор трансформаторов тока 41
4.4 Выбор трансформаторов напряжения 41
4.5 Выбор сечения отходящих линий 42
4.6 Выбор токопроводов 43
4.7 Выбор типовых схем распределительных устройств 44
Заключение 45
Список используемой литературы 46
где:
– максимальная мощность, отдаваемая в систему с шин РУ СН,
– коэффициент
систематических
перегрузок (ориентировочно
можно принять
равным ).
Аварийное отключение одного из автотрансформаторов связи в режиме летних минимальных нагрузок. При аварийном отключении одного из параллельно работающих автотрансформаторов связи допустимо снижать переток мощности через оставшийся в работе автотрансформатор связи на величину имеющегося аварийного резерва в системе. Этот режим не следует рассматривать, если , – коэффициент аварийных перегрузок. В нашем случае это условие не выполняется: МВт.
(2.13) | |
Работа станции с установленной мощностью в режиме максимальных зимних нагрузок и аварийное отключение одного блока, работающего на шины РУ СН.
(2.14) | |
По наибольшему расчетному условию () подходит автотрансформатор АТДЦТН-400000/330/150 [3, с. 240, таблица 5.25].
Рассмотрим случай, когда на шины РУ СН выдают мощность 5 блоков: (смотреть рисунок 2.2).
Рисунок 2.2 – Структурная схема КЭС
Расчет проводится по формулам (2.11 – 2.14).
Работа
станции с установленной
мощностью в режиме
летних минимальных
нагрузок.
Далее проводить расчет нет смысла, т.к. автотрансформаторы на напряжения 330/150 мощностью более 400 российская промышленность не производит.
Рассмотрим следующий вариант, когда на шины РУ СН работает 3 блока: (смотреть рисунок 3).
Рисунок 2.3 – Структурная схема КЭС
Работа
станции с установленной
мощностью в режиме
летних минимальных
нагрузок.
Аварийное отключение одного из автотрансформаторов связи в режиме летних минимальных нагрузок. Условие выполняется (500>231.28). Рассчитывать данное условие нет необходимости.
Работа
станции с установленной
мощностью в режиме
максимальных зимних
нагрузок и аварийное
отключение одного блока,
работающего на шины
РУ СН.
По расчетной мощности выбираем трансформатор АТДЦТН-250000/330/150 [3, с. 239, таблица 5.24].
Окончательно выбираем вариант с четырьмя блоками, выдающими мощность на шины РУ СН. Несмотря на то, что в первом варианте автотрансформаторы будут дороже (т.к. их мощность больше) окончательно схема, представленная на рисунке 2.1, экономически получается выгодней. Это обусловлено тем, что разница стоимости двухобмоточного трансформатора и выключателя на напряжения 330 кВ и 150 кВ будет больше разницы в стоимости двух автотрансформаторов на мощности 400 и 250 . Данные выбранного автотрансформатора связи приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3
Данные автотрансформатора, необходимые для расчетов
Тип | ||||
АТДЦТН-400000/330/150 | 330 | 158 | 11 | 660 |
Для определения количества и сечения линий связи необходимо определить активную мощность , передаваемую по ним в систему:
(2.15) | |
Воспользуемся эмпирической формулой Илларионова для определения напряжения проектируемых линий [4, с. 250]:
(2.16) |
где:
– длина линии электропередачи, в км,
n – число цепей,
– в МВт,
– в км.
Из формулы 2.16 найдем n:
(2.17) | |
Число линий связи принимаем равным 6.
Определим сечение проводов:
(2.18) |
где:
– экономическая плотность тока, ,
U – напряжение линии,
k – число составляющих
в расщепленной фазе.
Выбираем
ближайший стандартный провод АС-400/51
[2, с. 235, 236]. Параметры провода приведены
в таблице 2.4.
Таблица 2.4
Параметры провода, необходимые для расчетов
Тип | |||
АС-400/51 | 0.323 | 0.075 | 830 |
Проверим выбранный провод на длительно допустимый ток при отключении одной из линий.
(2.17) |
Условие выполняется.
Для
сооружения линий выбираем двухцепные
опоры П330-2 [5, с. 417].
Для выбора аппаратов необходимо рассчитать токи короткого замыкания на шинах РУ СН и РУ ВН (однофазное и трехфазное) и в генераторных цепях (только трехфазное), смотреть рисунок 3.1. Для определения токов короткого замыкания необходимо рассчитать сопротивления элементов схемы [4].
Сопротивление системы:
(3.1) |
Сопротивление двухобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов:
(3.2) |
Сопротивление линий:
(3.3) |
Сопротивление генераторов:
(3.4) |
Определим
параметры схемы замещения (смотреть
рисунок 3.1, здесь и далее в числителе номер
сопротивления, в знаменателе его сопротивление
в Омах). Для расчетов примем средненоминальные
напряжения:
где:
Рисунок 3.1 – Схема замещения станции (сопротивления на этой схеме не приведены к одной ступени напряжения)
Электродвижущая
сила системы и генераторов равна
[1, с. 13, таблица 3]:
Рассчитаем
ток трехфазного короткого замыкания
в точке 1. Преобразуем схему замещения
рисунок 3.1. Все сопротивления приведем
к
В результате этих преобразований получаем схему, приведенную на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Схема замещения станции для расчета тока КЗ в точке
Преобразуем параллельные ветви с источниками ЭДС в эквивалентную.
Эквивалентная
ЭДС находится следующим
(3.5) |
при двух ветвях:
(3.6) |
По
формуле (3.6) находим:
Сопротивления и
соединены параллельно:
Получаем двухлучевую схему замещения, приведенную на рисунке 3.3.
Рисунок
3.3 – Схема замещения станции
для расчета тока КЗ в точке
Рассчитаем
ток трехфазного короткого
Рисунок
3.4 – Схема замещения станции
для расчета тока КЗ в точке
Рассчитаем
ток трехфазного короткого
Рисунок 3.5 – Схема замещения станции для расчета тока КЗ в точке
Сопротивления и
преобразуем в одно:
По
формуле (3.5) преобразуем параллельные
ветви с источниками ЭДС в
эквивалентную:
После преобразований получаем схему, представленную на рисунке 3.6.
Рисунок
3.6 – Схема замещения станции
для расчета тока КЗ в точке
Расчет
токов однофазных коротких замыканий.
Составим схему замещения обратной
последовательности (смотреть рисунок
3.7). В обратной последовательности сопротивления
отличаются только для вращающихся машин,
для генераторов [4, с. 283].
Определим
сопротивление обратной последовательности
для точки ,
смотреть рисунок 3.8.
Рисунок 3.7 – Схема замещения обратной последовательности станции
Рисунок 3.8 – Схема замещения обратной последовательности станции для расчета тока КЗ в точке
Сопротивления и
свернем параллельно:
Сопротивление
обратной последовательности относительно
точки :
Сопротивление
прямой последовательности относительно
точки :
Определим
сопротивление обратной последовательности
для точки ,
смотреть рисунок 3.9:
Рисунок 3.9 – Схема замещения обратной последовательности станции для расчета тока КЗ в точке
Сопротивление
обратной последовательности относительно
точки :
Сопротивление
прямой последовательности для точки :
Информация о работе Проектирование электрической части конденсационной электрической станции