Расчёт электростанции ГЭС 8х200 МВт

Результаты расчетов тока К.З. приведены в таблице 2.
Sнагр = __Sном × 80% = 1323,5 × 80% = 1059 МВА
100% 100%
Iнорм = __Sнагр_ = 1059×103__ = 463 А
n√3Uном 4 √3×330
Iмax = __n__ × Iнорм = __4_ × 463 = 617 А
n - 1 4 - 1

Цепь генератора:
Определим расчётные Iнорм и Imax
Iнорм = Iном г = __S___ = 264,7×103 = 463 А
√3Uном √3×330
При ↓ U на 5%
Iмax = __S__________ = 264,7×103____ = 488 А
√3Uном ×0,95 √3×330×0,95
на 220 кВ
кА
кА
Вк==562∙2=9408 кА2∙с
Вк=402∙3=4800 кА2∙с

Таблица 2.3 Расчетные и каталожные данные выключателя и разъединителя на 220 кВ
Условия выбора Расчетные данные Каталожные данные ВВБК-220Б-40 РНД-220 Uуст ≤ Uном Uуст =220 кВ Uном=220 кВ Uном=220 кВ Imax ≤ Iном Imax =1,3 кА Iном=3150 А Iном=2000 А In,τ ≤ In,откл In,τ =5,23 кА Iн,откл=56 кА ia,τ ≤ ia,ном ia,τ =2,96 кА ia,ном=37,11 кА iуд ≤ iдин iуд =12,7 кА iдин =143 кА iпр.скв=100 кА In,o ≤ Iдин In,o =5,23 кА Iдин=56 кА Вк ≤ Вк =4,65 кА2∙с Вк=9408 кА2∙с Вк=4800 кА2∙с
На 330 кВ
Таблица 2.2 Расчетные и каталожные данные выключателя и разъединителя на 330 кВ
Условия выбора Расчетные данные Каталожные данные ВВБК-330Б-40 РНД-330 Uуст ≤ Uном Uуст =330 кВ Uном=330 кВ Uном=330 кВ Imax ≤ Iном Imax =0,87 кА Iном=3200 А Iном=3200 А In,τ ≤ In,откл In,τ =4,86 кА Iн,откл=40 кА ia,τ ≤ ia,ном ia,τ =2,88 кА ia,ном=25,38 кА iуд ≤ iдин iуд =12,23 кА iдин =128 кА iпр.скв=160 кА In,o ≤ Iдин In,o =4,86 кА Iдин=50 кА Вк ≤ Вк =4,25 кА2∙с Вк=5000 кА2∙с Вк=7938 кА2∙с
=502∙2=5000 кА2∙с – для выключателей
=632∙2=7938 кА2∙с – для разъединителей
Iтер – ток термической стойкости
tтер – время протекания тока термической стойкости.
кА (2.14)
кА
где iа,ном – номинальное допускаемое значение апериодической
составляющей в отключаемом токе для времени τ;
βн – нормированное значение содержания апериодической
составляющей в отключаемом токе, %.


ВЫБОР ШИН, ТОКОПРОВОДОВ, ГИБКИХ ПРОВОДОВ

Комплектные экранированные токопроводы

Выбор сечения токопровода от силового трансформатора до РУ-330кВ.
Условия выбора гибких шин:
По экономичной плотности тока.

По нагреву в нормальном режиме.

Проверка на схлёстывание.
при iу > 50 кА
Проверка на корону.
1,07 Е ≤ 0,9 Е0
Выбираем гибкие токопроводы типа АС, которые крепятся на порталах с помощью 20 подвесных стеклянных изоляторов типа ПС12-А.
По условиям короны на Uном= 330 кВ применяется только расщеплённый токопровод.
Выбираем 2×АС-240/32

Таблица 8
Расчётные данные Каталожные данные 2×АС-240/32 Iнорм= 463 А Iмах= 617 А Iдоп = 2×605 = 1210 А jэ = 1,0 А/мм2 qэ = 463 мм2 2×240 = 480 мм2
Проверяем по условиям выбора.
По экономичной плотности тока.
= 463/1,0= 463 мм2 2×240 = 480 мм2
По нагреву в нормальном режиме.
, 1210 > 617
3. На схлёстывание т.е. на электродинамическое действие тока к.з. провода проверяют при iу > 50 кА, т.к. iу = 22,466 кА в два раза меньше необходимого по условию проверки, следовательно проверять на электродинамическое действие тока к.з.не будем. По данным условиям междуфазные распорки устанавливаем через 15м.
4. Проверка на корону.
Расстояние между проводами фазы при Uном =330 кВ принимаем а = 40 см. Определяем начальную критическую напряженность электрического поля
Е0 = 30,3m(1+ 0,299 ) = 30,3×0,82×(1+ 0,299 )≈ 32 кВ/см
√r0 √1,08
m – коэффициент шероховатости поверхности провода (m = 0,82 )
r0 – радиус провода , см
Диаметр провода АС-240/32 равен 21,6мм
r0 = 1,08 см
Определяем напряженность электрического поля расщеплённого провода
Е = k 0,354U___ , Е ≈ 28 кВ/см
n r0lg Dср
rэк
где для двух проводов в фазе k = 1+ 2 r0/а = 1+ 2 ×1,08/40 = 1,054
____ _______
rэк = √ r0 а = √ 1,08 ×40 = 6,5
а – расстояние между проводами фызы
Dср = 1,26D при горизонтальном расположении фаз
Dср = 1,26×500= 630см
D = 500 см, расстояния между фазами
1,07 Е ≤ 0,9 Е0
1,07×28 ≈ 29 = 0,9×32 ≈ 29
Выбранный расщеплённый провод 2×АС-240/32 по условиям короны проходит.
ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Измерительные трансформаторы тока и напряжения

Выбор трансформаторов тока в цепи генератора.
Условия выбора трансформаторов тока:
а) По напряжению установки

б) По току


Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки.
в) По конструкции и классу точности
г) по электродинамической стойкости

,
где - ударный ток К.З.;
- кратность электродинамической стойкости по каталогу;
- номинальный первичный ток трансформатора тока;
- ток электродинамической стойкости.
Электродинамическая стойкость шинных трансформаторов тока определяется устойчивостью самих шин РУ, вследствие этого такие трансформаторы по этому условию не проверяются.
д) По вторичной нагрузке
S2 ≤ S2ном ,
где S2 - вторичная нагрузка трансформатора тока;
S2ном - номинальная допустимая нагрузка Т.Т. в выбранном классе точности.
е) По термической стойкости
,
Вк ≤ It2∙t
где - тепловой импульс по расчету;
- кратность термической стойкости по каталогу;
- время термической стойкости по каталогу;
It - ток термической стойкости.

По каталогу выбираем трансформатор тока типа ТШ-20 (стр.300 Неклепаев Б.Н.)
Таблица 4
Расчётные данные Каталожные данные Трансформатор тока ТШ-20 Uуст = 15,75 кВ Uном =20 кВ Iмax = Iном/0,95 = 9,72/0,95 =10,23 кА I1ном = 12 кА iу = 265,214 кА iдин ---- Вк = Iп 02(tоткл+ Та) =103,0412(0,1+0,05)=1592,6 кА2∙с It2∙t = 1602×3 = 76800 кА2∙с I2ном = 5А S2ном =R∙ I2ном2=1,2∙52 =30 ВА Кл.точности 0,2 10Р
Выбираем схему соединения ТТ звезда согласно ПУЭ

Рисунок 7.1.1 - Схема подключения приборов
Рассчитываем вторичную нагрузку трансформатора тока в табличной форме.

Таблица 5 - Вторичная нагрузка
Прибор Тип Вторичная нагрузка (В∙А) Фаза «А» Фаза «В» Фаза «С» Ваттметр Д-335 0,5 - 0,5 Варметр Д-335 0,5 - 0,5 Счётчик активной энергии И-675 2,5 - 2,5 Амперметр Э-378
0,5 0,5 0,5 Амперметр регистрирующий Н-344 - 10 - Ваттметр регистрирующий Н-348 10 - 10 Ваттметр (щит турбины) Д-335 0,5 - 0,5 ИТОГО (S2, В∙А): 14,5 10,5 14,5

Определяем сечение жилы кабеля.
Rприб = Sприб = 14,5 = 0,58 Ом
I2ном2 52
Т.к. имеем в схеме более трёх приборов принимаем Rконт =0,1 Ом
R2 ном =_S2ном = _30 = 1,2 Ом
I2ном2 52
Rпров = R2 ном − (Rприб + Rконт) = 1,2 − (0,58+0,1) = 0,52 Ом
Для выбранной схемы соединения ТТ звезда lрасч = l
Принимаем l = 40м
q = ρ× lрасч = 0,0175∙40 = 1,4 мм2
Rпров 0,52
где - удельное сопротивление соединительного медного провода;
Согласно ПУЭ принимаем сечение проводов по условию механической прочности 1.5 мм2 для медных жил.
Принимаем контрольный кабель типа КВГ с медными жилами сечением 1,5 мм2.
Выбор трансформаторов напряжения в цепи генератора.
Условия выбора трансформаторов напряжения:
Трансформаторы напряжения выбираются:
а) по напряжению установки ;
б) по конструкции и схеме соединения обмоток;
в) по классу точности;
г) по вторичной нагрузке .
Если вторичная нагрузка превышает номинальную мощность в выбранном классе точности, то устанавливается второй Т.Н. и часть приборов подсоединяют к нему.
Сечение проводов в цепях Т.Н. определяется по доступной потере напряжения. Принимаем сечение проводов по условию механической прочности 1.5 мм2 для медных жил.
По каталогу выбираем трансформатор напряжения типа ЗНОМ-20-63У2 (стр.328 Неклепаев)
Выбранный трансформатор напряжения проверим по вторичной нагрузке.
Расчёт нагрузки основной обмотки трансформатора напряжения приведён в таблицах 6 и 7.
Таблица 6 – Каталожные данные ТН
Расчётные данные Каталожные данные Трансформатор напряжения
ЗНОМ-20-63У2 Uуст = 15,75 кВ U1ном =18000/√3 В U2ном =100/√3 В U2доп =100/3 В S ном(0,5)= 75 В∙А S предельная = 640В∙А Кл.точности 0,5
Таблица 7 - Вторичная нагрузка
Приборы Тип Мощность, ВА Число обмоток

Число приборов Р,
Вт Q, ВА Вольтметр Э-378 2 1 1 0 1 2 - Ваттметр Д-335 1.5 2 1 0 1 3 - Варметр Д-335 1.5 2 1 0 1 3 - Счетчик активной энергии И-680 2 2 0.38 0.925 1 4 9.7 Датчик активной мощности Е-829 10 1 0 1 10 - Датчик реактивной мощности Е-830 10 1 0 1 10 - Ваттметр регистрирующий Д-335 2 2 1 0 1 4 - Вольтметр регистрирующий Н-334 10 1 1 0 2 20 Частотометр Э-371 3 1 1 0 1 3 - Синхроноскоп Э-327 3 1 1 0 1 3 - Вольтметр Э-335 2 1 1 0 2 4 Частотометр Э-373 1 1 1 0 2 2 ИТОГО: 68 9.7
Рисунок - Схема подключения приборов

_______________ __________
Определим S2 = √(Pприб)2+ (Qприб)2 =√68 2+ 9,7 2 = 68,69 ВА
Выбранный трансформатор напряжения ЗНОМ-20-63У2 имеет номинальную мощность 75 ВА в классе точности 0,5 необходимом для присоединения счётчиков.
Таким образом S2 = 68,69 ≤ Sном = 75×3 = 225 ВА, следовательно трансформатор будет работать в выбранном классе точности.
Список использованной литературы

Рожков Л.Д., В.С. Козулин. «Электрооборудование станций и подстанций».
Правила устройства электроустановок. Минэнерго СССР, 1985
Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций
Важной А.И. Электрические машины
Типов В.В., Хуторецкий Г.М. Турбогенераторы
Бажанов С.А., Батхон И.С., Баульштейн И.А. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения
Указания по проектированию контрольно-измерительной системы
Схемы принципиальных электрических распределительных устройств 6-750 кВ. Энергосеть проект, 1979
Проектирование электрической части станций и подстанций. Энергоавтомиздат, 1985