Выбор основного оборудования и расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов

Факультет: Энергетики

Группа ЭН1-72

Студент: Федотов А.П.

Преподаватель: Глазырина Г.М.

Новосибирск, 2011

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица 1.1

Основные исходные данные

Генераторы	Число и мощность	шт×МВт	8×220
	Напряжение	кВ	15,75
Система	Напряжение	кВ	500
	Количество линий связи	шт	2
	Протяженность линий связи	км	250
	Аварийный резерв мощности	МВт	440
	Ток К.З. на шинах системы	кА	40
Нагрузки потребителей	Напряжение	кВ	220
	Число и мощность	шт×МВт	8×150
	Коэффициент одновременности	о.е.	0,8
	Коэффициент мощности	о.е.	0,9

Тип механизма собственных нужд: Циркуляционный насос ЦН-1700

Таблица 1.2

Параметры двигателя

Тип двигателя	Рном кВт	Nсинх об/м	Sном %	ŋном %	Cosφном	Mмах, отн.ед	Мп, отн.ед	кпуск, отн.ед	Момент инерции,  кг ×м2
									Jд	Jмех
ВАЗ-215/84-20 МТЗ	2000	300	1	94,5	0,71	2	1	5	3500	3700

Дополнительные исходные данные:

1.  Минимальная нагрузка КЭС составляет 0,7 максимальной.

2.  Нагрузки потребителей относятся к первой и второй категориям.

3.  Резервирование питания потребителей предусмотреть от сети.

4.  Максимальную мощность собственных нужд принять равной 8 % от суммарной номинальной мощности генераторов станции. Коэффициент мощности собственных нужд принять равным коэффициенту мощности генераторов.

2 ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

2.1 Выбор генераторов

Основными параметрами генератора являются мощность и напряжение, которые указаны в задании, следовательно, выбор генератора сводится к выбору типа генератора.

По указанной в задании мощности  выбираем генераторы [1,с.76, табл.2.1]:

Т3В-220-2ЕУ3– турбогенератор с водяным охлаждением, число полюсов 2, предназначен для работы в районах умеренного климата, в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

 МВА – полная номинальная мощность генератора;

МВт– активная номинальная мощность генератора;

МВар– реактивная номинальная мощность генератора;

кВ– номинальное напряжение генератора;

 кА –  номинальный ток генератора;

о.е. – сверхпереходное сопротивление генератора;

Схема соединения обмоток статора – звезда/звезда

число выводов – 9

2.2 Выбор трансформаторов собственных нужд для блока

Регулирование напряжения в системе с.н. осуществляется генераторами. Секции с.н., питающиеся от рабочих трансформаторов, подключенных к генераторам блоков,  имеют устройства РПН на трансформаторах. Распределительное устройство с.н. выполняется с одной секционированной системой шин. Номинальную мощность рабочих трансформаторов собственных нужд (ТСН) выбираем в соответствии с их расчетной нагрузкой. Расчетная мощность ТСН определяется суммой мощностей всех электроприемников, которые присоединены к данному трансформатору.

Основные потребители на шинах с.н. –  асинхронные электродвигатели. Активная мощность, потребляемая двигателем, зависит от его коэффициента загрузки и КПД, а реактивная, кроме того, от его коэффициента мощности. При этом следует учитывать разновременность работы электроприемников. Все это сильно затрудняет точное определение расчетной мощности S_расч [3, с.199]. В связи с тем, что состав нагрузки с.н. блока не известен, воспользуемся упрощенным выбором, т.е. для  генераторов 220 МВт будем считать мощность с.н. равной 8% .

Мощность трансформатора собственных нужд выбирается по условию:

                                                  , (2.1)

Таким образом, выбираем ТСН [1, стр.130, табл.3.4]:

ТРДНС-25000/35– трехфазный трансформатор с расщеплением с наличием системы регулирования напряжения для систем с.н. электростанций с дутьём и естественной циркуляцией масла.

 – полная номинальная мощность трансформатора;

–номинальное высшее напряжение трансформатора;

– номинальное низшее напряжение трансформатора;

– напряжение короткого замыкания трансформатора;

;

– потери короткого замыкания трансформатора;

 – потери холостого хода трансформатора.

Выбираем РТСН.

        Число резервных трансформаторов СН принимается из принципа: один РТСН на 4 блока, поэтому устанавливаем два подключенных РТСН к РУСН 220 кВ.

Мощность резервного трансформатора собственных нужд  выбирается равной мощности рабочего ТСН, при условии установки выключателя на генераторном напряжении. Тогда выбираем два РТСН, мощностью 32 МВА -  ТРДНС-32000/220.

2.3 Выбор трансформаторов в блоке с генератором

        Мощность трансформаторов блоков выбирается по полной мощности генератора за вычетом мощности собственных нужд. Так как на ответвлении к блоку присоединена только нагрузка собственных нужд, с коэффициентом мощности равным коэффициенту мощности генератора, то можно воспользоваться следующей формулой:

(2.2)

где  – полная номинальная мощность генератора;

 – полная номинальная мощность собственных нужд.

    Выбираем трансформатор ТДЦ-250000/220 (трехфазный трансформатор с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла) [1, стр.156, табл.3.8] с параметрами:

 – полная номинальная мощность трансформатора;

–номинальное высшее напряжение трансформатора;

– номинальное низшее напряжение трансформатора;

– напряжение короткого замыкания трансформатора;

– потери короткого замыкания трансформатора;

 – потери холостого хода трансформатора.

2.4 Выбор числа и мощности  ТСН II-ступени.

       ТСН-II ступени устанавливаются внутри главного корпуса и поэтому должны быть пожаробезопасными, тогда выбираем сухие трансформаторы мощностью 1000 кВа для блока 220 МВт типа ТСЗС-1000/10, каталожные данные которого сведены в табл. 2.1.

       Найдем число ТСН-II для каждого энергоблока 220 МВт исходя из нагрузки 10-15% от мощности ТСН I ступени и коэффициента загрузки К_з=0,6-0,7 и округлим его в большую сторону.

                                                   (2.3)

      Принимаем число ТСН-II- ой ступени равным 4.

      Принимаем 4 ТБН II-ой ступени (трансформатор блочной нагрузки) и добавляем  по одному ТОСН II (трансформатор общестанционной нагрузки) на каждую секцию 6,3 кВ. Для резервирования  секций 0,4 кВ применяется принцип явного резервирования (1 резервный на 6 рабочих) устанавливаем один РТСН II - ой ступени.

Таблица2.1

Параметры трансформаторов

Тип трансформатора	Номинальное напряжение, кВ		Потери, кВт		Напряжение короткого замыкания,
			короткого замыкания	холостого хода
ТДЦ-250000/220 ТРДНС-25000/35 ТСЗ-1000/10	242 15,75 6,3	15,75 6,3 0,4	600 115 12000	207 25 3000	11 10,5 8	- 30 -