Разработка принципиальной схемы КЭС и выбор электрооборудования (количество и мощность генераторов = 6×320 МВт)

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра электрических станций

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Разработка принципиальной схемы КЭС и выбор электрооборудования

Факультет :                                         ФЭН

Группа:                                                   ЭТ_З – 91у

Студент:                                               Шмидт А.И.                                                 

Преподаватель:                                     Виштебеев В.И.

Отметка о защите:

г. Новосибирск

2002 год

Содержание:

1. Исходные данные………………………………………………………………………………..3
2. Разработка структурной схемы КЭС…………………………………………………………...4
3. Выбор генераторов, трансформаторов и автотрансформаторов……………………………...6
4. Расчёт токов трёхфазного К.З………………………………………………………….………..9
5. Расчёт токов однофазного К.З…………………………………………………………………..18
6. Результаты расчётов токов К.З………………………………………………………………….24
7. Выбор аппаратов. Выбор выключателей……………………………………………………….25
8. Выбор схем распределительных устройств среднего и высшего напряжений………...……27
9. Выбор измерительных трансформаторов токов и напряжения……………………………….28

10. Используемая литература……………………………………………………………………….29

1. Исходные данные

Генераторы: 6320

Система:

Напряжение  500 кВ

Количество и длина связи  2210 км

Аварийный резерв:640 МВт

Нагрузка потребителей на 220 кВ:

Напряжение 220 кВ

Число и мощность  8150 МВт

Коэффициент одновременности  0,85

Коэффициент мощности  0,92

Дополнительные исходные данные:

Число часов использования максимума нагрузки генераторов  6000 часов;

Число часов использования максимума нагрузки потребителей  5000 часов;

Коэффициент мощности нагрузки собственных нужд равен генератора;

Все потребители относятся к 1 и 2 категориям

Максимальная мощность собственных нужд составляет 8% от суммарной мощности генераторов станции.

2.Разработка структурной схемы КЭС.

Вся электростанция за вычетом расхода на собственные нужды выдаётся в сети повышенного напряжения 220 и 500 кВ. Связь электростанций с системой осуществляется через распределительное устройство высшего напряжения (500 кВ), с потребителями через РУ 220 кВ. Количество блоков генератор – повышающий трансформатор, подключенных на шины высшего и среднего напряжений определяется числом и мощностью потребителей на среднем напряжении.

Максимальная суммарная нагрузка, присоединённая к шинам среднего напряжения, составляет:

 МВт

МВа

Для выдачи с шин 220 кВ такой мощности к ним должны быть подключены минимум 4 генератора мощностью 320 МВт.

Распределительные устройства высокого напряжения связаны с помощью двух автотрансформаторов.

Присоединить генератор к низкой стороне автотрансформатора невозможно, т.к. невозможно из – за его большей мощности.

Установить только один АТ нельзя, т.к. при его аварийном отключении и минимальной нагрузке потребителей генераторы должны  выдавать меньше половины своей мощности, что недопустимо.

Два варианта структурной схемы станции:

3.Выбор генераторов, трансформаторов и автотрансформаторов.

Генераторы выбираются по номинальной мощности (320 МВт)

ТВВ – 320 – 2ЕУЗ – турбогенератор единой унифицированной серии, мощностью 320 МВт, двухполюсный, с водородно – водяным охлаждением обмоток, предназначен для работы в районах с умеренным климатом в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

n = 3000 об/мин

S = 375 МВа

Р = 320 МВт

U = 20 кВ

=0,85

I_Н = 10,9 кА

Система возбуждения:

ТН – тиристорная система независимого возбуждения с возбудителем переменного тока.

Возбудитель ВТ – 4000 – 2УЗ

= 447 В

= 2900 А

Система охлаждения

Обмотки статора – водяное

Стали статора – водородное

Обмотки ротора – водородное

Сопротивление:

 = 0,173 о.е.;

Х₂ = 0,211 о.е.;

Мощность блочных трансформаторов определяется мощностью генераторов за вычетом собственных нужд

 МВа

Выбраны блочные трансформаторы для РУ 500 кВ: ТЦ 400000/500 трансформатор с принудительной циркуляцией воды и масла, с ненаправленным потоком масла

Номинальные данные:

U_ВН = 525 кВ;

U_НН = 20 кВ;

Р_Х = 315 кВт;

Р_КЗ = 790 кВт;

U_К = 13%;

S = 400 МВа;

Для РУ 220 кВ; ТЦ – 400000/220 – 71 У1

S = 400 МВа;

U_ВН = 242 кВ;

U_НН = 20 кВ;

Р_Х = 330 кВт;

Р_КЗ = 880 кВт;

U_К = 11%;

Система собственных нужд КЭС получает напряжение от отпаек генераторов G₁ – G₆ через понижающие трансформаторы .

Часть двигателей стации имеет номинальное напряжение 6 кВ, поэтому выбраны трансформаторы с напряжением на вторичной обмотке 6,3 кВ; выбор трансформаторов с расщепленной вторичной обмоткой позволяет ограничить токи к.з.