Выбираем два трансформатора типа тдтн-63000-110/38,5/11 [3, п.8.2]
и технические характеристики сносим в таблицу 9.2
Таблица 9.2 Технические характеристики трансформатора связи
Тип трансформатора |
Sн, МВА |
Uн, кВ
ВН СН НН |
Рхх, МВА |
Потери к.з., кВт ВН ВС СН |
Iхх,% |
Uк.з.,%
ВН ВС СН |
ТДТН-63000-115/38,5/10,5 |
63 |
115 38,5 10,5 |
70 |
290 - - |
0,8 |
17 10,5 6 |
3
ВЛ РУ-110 кВ
АО
QS ВЛ1 ВЛ2
QО QА QS1
Q1 Q2 Q3 Q1
QS QS2 QВ
А2 РУ-35 кВ
А1 QS3
Q2
Т1 Т2 QS4
QS
Q
QS
G1 G2
Практическая работа №10
Тема: Выбор схемы собственных нужд ГРЭС
Цель работы:
- ознакомление с типовыми схемами собственных нужд ГРЭС;
- освоение методики выбора рабочих и резервных трансформаторов собственных нужд;
- развивать навыки работы с каталогами и справочной литературой;
- продолжить изучение ЕСКД и применение их на практике (при оформлении отчета).
Теоретический материал
Рабочие трансформаторы собственных нужд (ТСН) блочных ГРЭС присоединяются отпайкой от энергоблока. Мощность этих трансформаторов определяется в зависимости от установленной мощности энергоблока. Распределительное устройство собственных нужд выполняется с одной секционированной системой шин. Количество секций 6 -10 кВ принимается по две на каждый энергоблок (при мощности энергоблока более 160 МВт). Каждая секция или секции попарно присоединяются к рабочему ТСН.
Резервное питание секций собственных нужд осуществляется от резервных магистралей, связанных с резервными ТСН. Резервные магистрали для увеличения гибкости и надежности секционируются выключателями через каждые два-три энергоблока.
Число резервных ТСН на блочных ГРЭС без генераторных выключателей принимается: один – при двух блоках, два – при числе энергоблоков от трех до шести. При большем числе энергоблоков предусматривается третий резервный трансформатор генераторного напряжения, не присоединенный к источнику питания, но установленный на электростанции и готовый к замене любого рабочего ТСН.
Если в схемах энергоблоков установлены генераторные выключатели, то число резервных ТСН принимается по одному резервному на каждые четыре блока. При шести и более блоках предусматривается дополнительный резервный ТСН генераторного напряжения, не присоединенный к источнику, но готовый к замене любого рабочего ТСН.
Резервные ТСН должны присоединяться к сборным шинам повышенного напряжения, которые имеют связь с энергосистемой по линиям ВН (на случай аварийного отключения всех генераторов электростанции). Если связь с энергосистемой осуществляется по линиям 500 – 750 кВ. в этом случае резервные ТСН присоединяются к шинам среднего напряжения (110; 220 кВ) при условии, что они связаны через автотрансформатор с шинами ВН.
Допускается также резервный ТСН присоединять к обмотке НН автотрансформатора, если обеспечиваются допустимые колебания
101
напряжения на шинах РУ СН при регулировании напряжения автотрансформатора и условия самозапуска электродвигателей.
Мощность каждого резервного ТСН на ГРЭС без генераторных выключателей должна обеспечить замену рабочего ТСН одного энергоблока и одновременный пуск или аварийный останов второго энергоблока. Если точный перечень потребителей собственных нужд в таком режиме неизвестен, то мощность резервного ТСН выбирается на ступень больше, чем рабочего. Если в схемах энергоблоков установлены генераторные выключатели, то мощность резервных ТСН принимается равной мощности рабочих ТСН. В любом случае мощность резервных ТСН должна быть проверена по условиям самозапуска.
Для поддержания необходимого уровня напряжения на шинах собственных нужд трансформаторы имеют РПН.
Применение трансформаторов с расщепленной обмоткой и раздельная работа секций 6 кВ приводят к ограничению тока к.з до такого значения, которое позволяет применить ячейки КРУ.
Схема электроснабжения собственных нужд ГРЭС с тремя блоками приведена на рисунке 10.1
102
Рисунок 10.1 – схема электроснабжения собственных нужд ГРЭС.
103
Порядок выполнения работы:
- повторение теоретического материала; [2, с.369-373] - внимательное изучение задания на практическую работу; - изучение и выполнение расчета по заданному алгоритму индивидуальной задачи;
В результате выполнения практической работы студент должен
знать:
- виды схем и их назначение;
- основные требования к схемам собственных нужд ГРЭС; - типы трансформаторов;
уметь:
- составлять структурную схему собственных нужд ГРЭС по заданным параметрам;
- выполнять расчет по заданному алгоритму индивидуальной задачи;
- работать с техническими каталогами.
Исходные данные: практическая работа № 8
Алгоритм решения
1 Определить мощность, расходуемую на собственные нужды станции
Sрасч =SCH+S TCH6/0.4, МВА; (10.1)
где SCH – мощность собственных нужд блока (из практической работы №8)
S TCH6/0.4 - мощность ТСH второй ступени понижения напряжения принимается от 630 до 1000 кВА;
2 Выбрать рабочий TCH по условию
S TCH ≥ SРАСЧ ; (10.2)
3 Проверить выбранный TCH на самозапуск двигателей собственных нужд с учётом используемого топлива и мощности генератора.
Топливо уголь
Pген=110-120МВт --------------- S TCH=16000 кВА
Рген=200МВт--------------------- S TCH=25000 кВА
Рген=300МВт--------------------- S TCH=32000 кВА
Рген=500МВт -------------------- S TCH=40000 кВА
Топливо газ, мазут
Pген=63МВт --------------- S TCH=6300 кВА
Рген=110,120МВт--------------------- S TCH=10000 кВА
Рген=200,300МВт--------------------- S TCH=25000 кВА
Рген=500МВт -------------------- S TCH=32000 кВА
4 Выбрать резервный ТСH
4.1 Согласно HTП устанавливается 1 резервный ТСН при числе рабочих
ТСН – 4; 2 резервных ТСН при – 5 рабочих ТСН; три резервных ТСН при – 6 рабочих ТСН ; при чём два из них включаются в схему, третий на тележке в резерве.
104
4.2 Мощность резервного ТСН выбирается такой же мощности как у самого мощного рабочего ТСН (при наличии генераторного выключателя).
4.3 Резервный ТСН подключается к шинам ВН, допускается подключение резервного ТСН к обмоткам НН автотрансформаторов связи.
5 Трансформаторы собственных нужд второй ступени напряжения 6/0,4 кВ подключают к шинам 6 кВ.
6 Начертить схему собственных нужд ГРЭС.
105
Пример выполнения практической работы №10
Тема: Выбор схемы собственных нужд ГРЭС.
Исходные данные практическая работа № 8. На станции установлены четыре турбогенератора мощностью Рн.г = 220 МВт; топливо газ; Sс.н = 10 МВА
Выбрать рабочие и резервные трансформаторы собственных нужд. Начертить схему электроснабжения собственных нужд
Решение:
1 Определить расход на электроснабжение собственных нужд блока
Sрасч =SCH+S TCH6/0.4, МВА; (10.1)
Sрасч = 10+1=11, МВА
2 Выбрать рабочий ТСН по условию:
(10.2)
Выбираем четыре рабочих ТСН типа ТДНС-16000/15,75/6,3 [3, П.8.2]
и технические характеристики сносим в таблицу 10.1
Согласно НТП выбираем один резервный трансформатор типа
ТДНС-16000/11/6,3; присоединяем его к обмоткам НН автотрансформаторов, и технические характеристики сносим в таблицу 10.1
Таблица 10.1 – технические характеристики трансформаторов
Тип трансформатора |
Sн, МВА |
Напряжение, кВ ВН НН |
PХХ, кВт |
Потери к.з. кВт ВН ВС СН |
Iкк, % |
Напряжение к.з., % ВН ВС СН |
|
|
ТДНС-16000/15,75 |
16
|
15,75 6,3
|
17
|
85
|
0,7
|
10 - -
|
|
|
ТДНС-16000/11 |
16 |
11 6,3 |
17 |
85 |
0,7 |
10 - - |
|
|
6.2 Схема собственных нужд ГРЭС
Рабочие трансформаторы собственных нужд (ТСН) присоединяются отпайкой от энергоблока. Распределительное устройство с.н. выполняется с одной секционированной системой шин. Количество секций 6 кВ для блочных ГРЭС принимается по две на каждый энергоблок. Секции попарно присоединяются к рабочему ТСН. Резервное питание секций с.н. осуществляется от резервной магистрали, связанной с резервным ТСН. Резервная магистраль для увеличения гибкости и надежности секционируется выключателями через каждые два блока.
Рисунок 10.1- схема электроснабжения собственных нужд станции
Практическая работа № 11
Тема: Выбор схемы собственных нужд ТЭЦ
Цель работы:
- ознакомление с типовыми схемами собственных нужд ТЭЦ;
- освоение методики выбора рабочих и резервных трансформаторов собственных нужд;
- развивать навыки работы с каталогами и справочной литературой;
- продолжить изучение ЕСКД и применение их на практике (при оформлении отчета).
Теоретический материал
Рабочие ТСН неблочной части ТЭЦ присоединяются к шинам генераторного напряжения. Число секций собственных нужд 6 кВ выбирается равным числу котлов. В некоторых случаях выделяют секции для питания общестанционных потребителей.
Мощность ТСН и количество секций собственных нужд в блочной части ТЭЦ выбираются так же, как и для ГРЭС.
Резервный ТСН присоединяется к шинам ГРУ (при схеме с двумя системами шин – рисунок 11.1, а) или отпайкой к трансформатору связи со стороны обмотки НН (при схеме с одной системой шин – рисунок 11.1, б).
Рисунок 11.1 – схемы электроснабжения собственных нужд ТЭЦ.
108
К одной секции ГРУ присоединяется ТСН. В этом случае мощность резервного ТСН должна быть не меньше рабочего ТСН.
На блочных ТЭЦ резервный ТСН должен обеспечить замену наиболее мощного рабочего ТСН и одновременно пуск или аварийный останов одного котла или турбины. Если в блоках генератор - трансформатор установлен выключатель, то резервный трансформатор выбирается такой же мощности, как и рабочий. Мощность резервного ТСН проверяется по условию самозапуска.
На ТЭЦ неблочного типа (с поперечными связями по пару) выбирается один резервный ТСН на каждые шесть рабочих ТСН. На блочных ТЭЦ число резервных ТСН выбирается так же, как и на ГРЭС.
Порядок выполнения работы:
- повторение теоретического материала; [2, с.373-375] - внимательное изучение задания на практическую работу; - изучение алгоритма решения задачи;
- изучение и выполнение расчета по заданному алгоритму индивидуальной задачи;
В результате выполнения практической работы студент должен
знать:
- виды схем и их назначение;
- основные требования к схемам собственных нужд ТЭЦ; - типы трансформаторов;
уметь:
- составлять структурную схему собственных нужд ТЭЦ по заданным параметрам;
- выполнять расчет по заданному алгоритму индивидуальной задачи;
- работать с техническими каталогами.
Исходные данные: практическая работа № 9
Алгоритм решения
1 Определить мощность, расходуемую на собственные нужды станции
Sсн = Scн +SТСН 6/0,4 ; МВА, (11.1)
где S сн – мощность собственных нужд генератора (из практической работы № 9);
S тсн 6/0,4 = 630 - 1000 кВА – мощность ТСН второй ступени понижения напряжения.
2 Выбрать рабочий трансформатор собственных нужд [3, П.8.2]
по условию
S тсн ≥ S расч (11.2)
109
3 Выбрать резервный ТСН [3, П.8.1]
При блочной тепловой схеме мощность резервного ТСН принимается такой же, как и самый мощный рабочий ТСН; количество резервных ТСН принимается:
один, если количество рабочих ТСН - 4;
два, если количество рабочих ТСН - 5;
три, если количество рабочих ТСН- 6, причем два резервных ТСН включаются в схему, а третий – на тележке в резерве.
4 Проверить выбранный TCH на самозапуск двигателей собственных нужд с учётом используемого топлива и мощности генератора.
5 Начертить схему электроснабжения собственных нужд ТЭЦ.
110
Пример выполнения практической работы № 11
Тема: Выбор схемы электроснабжения собственных нужд ТЭЦ
Исходные данные практическая работа № 9. На станции установлены два турбогенератора мощностью Рн.г = 63 МВт, топливо газ, Sсн = 3,5 МВА.
1 Определить расход на собственные нужды станции
Sрасч =SCH+S TCH6/0.4, МВА; (11.1)
Sрасч = 3,5+1=4,5, МВА
2 Выбрать рабочий ТСН по условию:
(11.2)
По условию самозапуска электродвигателей выбираем два рабочих ТСН типа ТМНС-6300/10,5/6, [3, П.8.2]
технические характеристики сносим в таблицу 11.1
Согласно НТП выбираем один резервный трансформатор типа ТМНС-6300/10,5/6,3 и подключаем его со стороны обмотки НН трансформатора связи.
Таблица 6.1 – технические характеристики трансформаторов
Тип трансформатора |
Sн, МВА |
Напряжение, кВ ВН НН |
PХХ, кВт |
Потери к.з. кВт В-Н |
IХХ, % |
Напряжение к.з., % ВН |
ТМНС-6300/10,5/ 6,3 |
6,3 |
10,5 6,3 |
8
|
46,5 |
0,9
|
7,5 |
6.2 Схема собственных нужд станции
Рабочие трансформаторы собственных нужд (ТСН) присоединяются к каждой секции шин РУ 10 кВ. Распределительное устройство с.н. выполняется с одной системой шин. Резервное питание секций с.н. осуществляется от резервной магистрали, связанной с резервным ТСН.
Рисунок 6.1-схема собственных нужд станции
Практическая работа №12
Тема: Выполнить план и разрез для заданной цепи ОРУ
Цель работы:
- ознакомление с конструктивными чертежами ячеек ОРУ;
- освоение навыков выполнения конструктивных чертежей с применением компьютерных графических программ;
- подготовка к выполнению графической части курсового и дипломного проектов;
- продолжить изучение ЕСКД и применение их на практике (при оформлении отчета).
Теоретический материал
Распределительное устройство, расположенное на открытом воздухе, называется открытым распределительным устройством. Как правило, РУ напряжением 35 кВ и выше сооружаются открытыми. Открытые РУ должны обеспечить: надежность работы, безопасность и удобство обслуживания при минимальных затратах на сооружение, возможность расширения, максимальное применение крупноблочных узлов заводского изготовления.
Расстояние между токоведущими частями и от них до различных элементов ОРУ должно выбираться в соответствии с требованиями ПУЭ.
Все аппараты ОРУ располагаются на невысоких основаниях (металлических или железобетонных). По территории ОРУ предусматриваются проезды для возможности механизации монтажа и ремонта оборудования. Шины могут быть гибкими из многопроволочных проводов или из жестких труб. Гибкие шины крепятся с помощью подвесных изоляторов на порталах, а жесткие – с помощью опорных изоляторов на железобетонных или металлических стойках.
Применение жесткой ошиновки позволяет отказаться от порталов и уменьшить площадь ОРУ.
Под силовыми трансформаторами предусматривается маслоприёмник, укладывается слой гравия толщиной не менее 25см, и масло стекает в аварийных случаях в маслосборники. Кабели оперативных цепей, цепей управления, релейной защиты, автоматики и воздухопроводы прокладывают в лотках из железобетонных конструкций без заглубления их в почву.
Открытое РУ должно быть ограждено.
Открытое РУ имеет следующие преимущества перед закрытыми:
- меньше объём строительных работ, так как необходимы лишь
подготовка площадки, устройство дорог, сооружение фундаментов и установка опор, в связи с этим уменьшаются время сооружения и стоимость ОРУ;
- легче выполняются расширение и реконструкция;
- все аппараты доступны для наблюдения.
113
В тоже время открытые РУ менее удобны в обслуживании при низких температурах и в ненастье, занимают значительно большую площадь, чем ЗРУ, а аппараты на ОРУ подвержены запылению, загрязнению и колебаниям температуры.
Конструкции ОРУ разнообразны и зависят от схемы электрических соединений, от типов выключателей, разъединителей и их взаимного расположения.
Порядок выполнения работы:
- повторение теоретического материала; [2, с.413-422] - внимательное изучение задания на практическую работу;
- выполнение расчета по заданному алгоритму.
- выполнение чертежа с использованием компьютерных графических программ «Компас» и «Visio» на ПК.
В результате выполнения практической работы студент должен
знать:
- виды ячеек ОРУ;
- основные требования к конструктивным чертежам.
уметь:
- составлять план ячейки ОРУ-110 кВ и выше по заданному разрезу;
- выполнять конструктивный чертеж в соответствие с ЕСКД.
Исходные данные: практическая работа №8. Выполнить план и разрез ячейки РУ по заданию преподавателя.
114
Пример выполнения практической работы № 12
Тема: выполнить план и разрез для заданной цепи ОРУ
Исходные данные: практическая работа №8. Выполнить план и разрез по ячейке линии ОРУ-110 кВ.
Рисунок 12.1 – ОРУ 110 кВ по схеме две рабочие системы шин с одной обходной. Разрез и план ячейки линии.
1- обходная система шин;
2- разъединитель обходной системы шин;
3- ограничитель перенапряжений;
4- заградитель;
5- трансформатор тока;
6- выключатель;
7- рабочие системы шин;
8- шинные разъединители;
9- линейный разъединитель.
Практическая работа № 13
Тема: Выполнить план и разрез для заданной цепи ЗРУ
Цель работы:
- ознакомление с конструктивным чертежом ЗРУ;
- освоение навыков выполнения конструктивных чертежей с применением компьютерных графических программ;
- подготовка к выполнению графической части курсового и дипломного проектов;
- продолжить изучение ЕСКД и применение их на практике (при оформлении отчета).
Теоретический материал
Распределительное устройство – это электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии, содержащая электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства.
Закрытые распределительные устройства (ЗРУ) сооружаются обычно при напряжении 3 – 20 кВ.
Распределительные устройства должны обеспечивать надежность работы электроустановки, что может быть выполнено только при правильном выборе и расстановке электрооборудования, при правильном подборе типа и конструкции РУ в соответствии с ПУЭ.
Обслуживание РУ должно быть удобным и безопасным. Размещение оборудования в РУ должно обеспечивать хорошую обозреваемость, удобство ремонтных работ, полную безопасность при ремонтах и осмотрах. Для безопасности соблюдаются минимальные расстояния от токоведущих частей до различных элементов ЗРУ.
Неизолированные токоведущие части во избежание случайных прикосновений к ним должны быть помещены в камеры или ограждены. Ограждение может быть сплошным или сетчатым. На сплошной части ограждения крепятся приводы выключателей и разъединителей, а сетчатая часть ограждения позволяет наблюдать за оборудованием. Высота такого оборудования должна быть не менее 1,9 м, при этом сетки должны иметь отверстия не более «25х25% мм. Ограждения должны запираться на замок.
Неизолированные токоведущие части, расположенные над полом на высоте до 2,5 м в установках 10 кВ должны ограждаться сетками, причем высота прохода под сеткой должна быть не менее 1,9 м.
Осмотры оборудования производятся из коридора обслуживания, ширина которого должна быть не менее 1 м при одностороннем и 1,2 м при двустороннем расположении оборудования.
В данном ЗРУ применяются ячейки КРУ, поэтому ширина прохода для управления и ремонта КРУ выкатного типа должна обеспечивать удобство
116
перемещения и разворота выкатных тележек.
Из помещения ЗРУ предусматриваются выходы наружу. При длине РУ до 60 м – два выхода по концам помещения. Двери из РУ открываются наружу и имеют самозапирающиеся замки, открываемые без ключа со стороны РУ.
ЗРУ должны обеспечивать пожарную безопасность. Здание РУ сооружается из огнестойких материалов, предусмотрены меры для ограничения распространения возникшей аварии.
В ЗРУ предусматривается естественная вентиляция помещений трансформаторов и реакторов, а также аварийная вытяжная вентиляция коридоров обслуживания открытых камер с маслонаполненным оборудованием.
В ГРУ предусмотрены три секции сборных шин, к каждой из которых присоединен генератор 63 МВт, К первой и третьей секциям присоединены трансформаторы связи. На каждой секции установлены групповые сдвоенные реакторы. Здание ГРУ одноэтажное, с пролетом 18 м. Все кабели проложены в двух кабельных туннелях. Охлаждающий воздух к реакторам подводится из двух вентиляционных каналов, нагретый воздух выбрасывается наружу через вытяжную шахту. В каналы воздух подается специальными вентиляторами, установленными в трех камерах.
Обслуживание оборудования осуществляется из трех коридоров: центральный коридор управления шириной 2 м, коридор вдоль шкафов КРУ и коридор обслуживания вдоль ряда генераторных выключателей.
Порядок выполнения работы:
- повторение теоретического материала; [2, с.392-413] - внимательное изучение задания на практическую работу.
- выполнение чертежа с использованием компьютерных графических программ «Компас» и «Visio» на ПК.
В результате выполнения практической работы студент должен
знать:
- виды ячеек ЗРУ;
- основные требования к конструктивным чертежам.
уметь:
- составлять план ЗРУ 6-20 кВ;
- выполнять конструктивный чертеж в соответствие с ЕСКД.
Исходные данные: практическая работа №9. Выполнить план ЗРУ-10 кВ и разрез по ячейкам генераторного выключателя и группового реактора.
117