Техническое проектирование электрической части ТЭЦ мощностью 440 МВт

Принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами.5.7 Выбор ограничителей перенапряженияУстановка ОПН в нейтралях трансформаторов и на шинах ОРУ необходима, чтобы защитить оборудование от возможных перенапряжений. Так как изоляция нулевых выводов силовых трансформаторов обычно не рассчитывается на полное напряжение, то в режиме разземлениянейтрали необходимо снизить возможные перенапряжения путем присоединения ОПН к нулевой точке трансформатора. При этом напряжение ОПН выбирается на ступень ниже напряжения ступени присоединения.ОПН на шинах ОРУ устанавливаются для защиты от атмосферных и кратковременных внутренних перенапряжений изоляции электрооборудования электростанции.ОПН на ОРУ устанавливаются на каждой шине, за исключением обходной.ОПН системы шин ОРУ:Выбираем ОПН-П1-35/83/10/2УХЛ1 с номинальным напряжением 104 кВ.ОПН в нейтралях трансформаторов:Выбираем ОПНН-П1-35/56/10/3УХЛ1 с номинальным напряжением 70кВ.ОПН на стороне 10 кВ:Выбираем ОПНФ—10/12 УХЛ с номинальным напряжением 15 кВ.Таблица 36 – Сводные данные по выбранным разрядникамТипUном, кВUнр, кВОПН-П1-35/83/10/2УХЛ110483ОПНН-П1-35/56/10/3УХЛ17056ОПНФ—10/12 УХЛ15125.8 Выбор и проверка проводниковОсновное электрическое оборудование ТЭЦ и аппараты в этих цепях соединяются между собой проводниками, которые называются токоведущими частями электрической установки. Расчет проводников произведем для участка схемы ТЭЦ на рисунке 16.Рисунок 16 – Участок схемы для расчета проводниковВыбор и проверка сборных шин КРУ 10 кВПримем , среднемесячную температуру наиболее жаркого месяца +30°С. Предполагаем, что СШ будут расположены в вершинах прямоугольного треугольника.Согласно ПУЭ, сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах открытых и закрытых РУ всех напряжений по экономической плотности тока не проверяются, поэтому выбор производится по допустимому току:Поскольку распределение токов по шинам неизвестно, то выбор производим по току самого мощного присоединения (генератор G3).Наибольший ток в цепи генераторов и сборных шин:Принимаем шины коробчатого сечения, алюминиевого сплава (38,5×55×6,5) мм2:h = 38,5 мм – высотаb = 55 мм – ширина полкиc = 6,5 мм – толщина шиныr = 10 мм – радиусS = 1370 мм2 – сечение шиныWx-x= 307 см3 – момент сопротивления одной шины Wy-y= 9,5 см3– момент сопротивления одной шиныWy0-y0 = 60 см3– момент сопротивления двух сращенных шинJx-x= 3450 см4 – момент инерции одной шиныJy-y= 490 см4– момент инерции одной шиныJy0-y0 = 7250 см4–момент инерции двух сращенных шинIдоп= 4640 А – допустимый ток на две шиныПроверка сборных шин на термическую стойкость:Минимальное сечение по условию термической стойкости:Шины термически стойки.Проверка сборных шин на механическую прочность:Шины коробчатого сечения обладают большим моментом инерции, поэтому расчет производится без учета колебательного процесса в механической конструкции. Принимаем, что швеллеры шин соединены жёстко по всей длине сварным швом, тогда момент сопротивления Wy0-y0 = 60 см3.При расположении шин в вершинах прямоугольного треугольника расчетную формулу принимаем:где принято длина пролета и расстояние между фазами Шины механически прочны.Выбор и проверка изоляторов сборных шин КРУ 10 кВВыбираем опорные изоляторы ИО-10-42,5 УХЛ2:Проверяем по номинальному напряжению:Проверяем изоляторы на механическую прочность:Максимальная сила, действующая на изгиб:Поправка на высоту коробчатых шин:Таким образом:Изоляторы полностью проходят.Выбираем проходные изоляторы типа ИП-10/6000-42,5 УХЛ2:Проверяем по номинальному напряжению:Проверяем по максимальному длительному току:Проверяем изоляторы на механическую прочность:Изоляторы полностью проходят.Проверка ошиновки в цепи генератора (турбинное отделение)На термическую стойкость: Выше выбраны шины сборные и ошиновка в цепи генератора выбирается одинакового сечения 1370. Расчётный ток КЗ в цепи генератора такое же, как на сборных шинах, поэтому ошиновка в цепи генератора термически стойка.Проверка шин на механическую прочность:Примем швеллеры шин соединены жёстко только в местах крепления шин на изоляторах .Напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибающего момента:Напряжение в материале шин от взаимодействия полос:Расчетное напряжение в материале:Шины механически прочны.Выбор и проверка изоляторов шин в цепи генератораВыбираем опорные изоляторы ИО-10-42,5 УХЛ2:Проверяем по номинальному напряжению:Проверяем изоляторы на механическую прочность:Максимальная сила, действующая на изгиб:Поправка на высоту коробчатых шин:Таким образом: Изоляторы полностью проходят.Проходной изолятор выбираем такого же типа, как на сборных шинах ИП-10/6000-42,5 УХЛ2. Выбор комплектного токопровода (участок АБ)От выводов генератора до фасадной стены главного корпуса токоведущие части выполнены комплектным пофазно-экранированным токопроводом. Выбираем ТЭНЕ-10-5000-250.Проверяем номинальному напряжению:Проверяем на максимальный длительный ток:Проверяем на электродинамическую стойкость:Комплектный токопровод полностью проходит.Соединения в блоке генератор-трансформатор (участок ВБ) и отпайка от блока к КРУ (участок ВГ)Соединения в блоке генератор-трансформатор и отпайка от блока к КРУ выполняются комплектным пофазно-экранированным токопроводом. Выбираем части выполнены комплектным пофазно-экранированным токопроводом. Выбираем ТЭНЕ-10-5000-250.Проверяем номинальному напряжению:Проверяем на максимальный длительный ток:Проверяем на электродинамическую стойкость:Комплектный токопровод полностью проходит.Выбор отходящих линий от КРУ 10 кВ (потребители)Выбираем кабель марки АСБ 3х185/58, с алюминиевой жилой, с бумажной пропитанной изоляцией, свинцовой оболочкой, наружный покров из битума и пряжи.Определяем экономическое сечение:Принимаем трёхжильный кабель АСБ 3х185 поправочный коэффициент на температуру , тогда:Проверяем по напряжению установки:Проверка на термическую стойкость:Минимальное сечение по условию термической стойкости:Кабель термически устойчив.Кабель полностью проходит.Выбор и проверка сборных шин ОРУ 35кВ (РУВН)Выбор сборных шин 35кВ. Так как сборные шины по экономической плотности тока не выбираются, принимаем сечение по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах, равной току наиболее мощного присоединения, в данном случае блока генератор — трансформатор:Блочный трансформатор не может быть нагружен мощностью, большей, чем мощность генератора , поэтому:Принимаем провод марки AC-240/32:Фазы расположены горизонтально с расстоянием между фазами 425 см.Проверка шин на схлестывание не производится, т.к. .На термическое действие шины не проверяются, т.к. выполнены голыми проводами на открытом воздухе.Проверка по условию образования короны:Значение начальной критической напряжённости электрического поля вокруг провода:где m – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов 0,82).Напряжённость электрического поля вокруг поверхности провода:где D – расстояние между проводами при горизонтальном расположении фаз.Условие проверки на корону:Провод АС 300/204 по условию короны проходит.Выбранный провод полностью подходит.Выбор и проверка токоведущих частей от выводов 35кВ блочных трансформаторов до ОРУ 35кВ (участок ДЕ)Токоведущие части выполняем гибкими проводами. Сечение выбираем по экономической плотности тока:Принимаем провод марки АС 185/ 24:Проверяем провод по допустимому току:Проверку на термическое действие тока не производим, т.к. выбран голый провод на открытом воздухе. Проверку на коронирование также не производим, так как, согласно ПУЭ, минимальное сечение для воздушных линий 35кВ– 70 мм2.Выбранный провод полностью подходит.6. Разработка системы собственных нужд ТЭЦ 270 МВтТехнологический процесс производства и распределения электрической и тепловой энергии на любой электростанции полностью автоматизирован. Механизмы и установки, обеспечивающие заданный технологический процесс, образуют так называемую систему собственных нужд станции. Нормальная работа станции возможна только при надежной работе всех механизмов СН, что возможно только при их надежном электроснабжении. Потребители СН относятся к потребителям I категории.Основным напряжением, применяемым в настоящее время в системе СН, являются 6 кВ и 0,38/0,23 кВ для остальных электродвигателей и системы освещения.Число резервных трансформаторов с.н. на блочной ТЭЦ принимается: один – при двух блоках; два – при числе блоков от трех до шести.Рабочие трансформаторы собственных нужд присоединяются к блокам генератор-трансформатор через отпайку. К блокам генератор-трансформатор, к которым присоединена КРУ, рабочие ТСН присоединяются непосредственно к шинам КРУ. Резервные ТСН присоединяются к шинам РУВН.Выбираем мощность рабочих трансформаторов собственных нужд:Выбираем 6 трансформаторов ТДНС-16000/20.Выбираем мощность рабочих ТМГ-2500/6,3/0,4:Выбираем 6 трансформаторов ТМГФ-2500/6,3/0,4.Резервирование РУСН осуществляется от трансформаторов 35/6 кВ.Выбираем трансформаторы ТСН типа ТДЦ –80000/35/6,3.Схема питания собственных нужд представлена на главной схеме.Сводная таблица трансформаторов СН представлена в таблице 37.Таблица 37 – Сводные данные по выбранным трансформаторам СН Тип трансформатораSном ,кВ·АПределы регулирования, %Каталожные данныеUНОМ обмоток, кВuКЗ , %∆PКЗ , кВт∆PX , кВтIX , %ВНННРабочие ТСНТДНС-16000/2016000±8×1,510,56,31081120,75ТМГФ-2500/6,3/0,42500±2×2,56,30,4626,52,60,14Резервные ТСНТДЦ –80000/35/6,380000±2×2,5356,310,50,310,070,67. Расчёт защитного заземления ОРУ 35кВВсе металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции, должны надежно соединяться с землей.Виды заземлений:ЗащитноеРабочееГрозозащитноеОбычно для выполнения всех трех типов заземления используют одно заземляющее устройство.Рисунок 18 – Упрощённая схема заземляющего устройстваПринимаем в качестве верхнего слоя супесок (Омм), в качестве нижнего слоя суглинок ( Омм). Пусть РУ находится во второй климатической зоне, тогда h1=2 м.Размеры ячейки типового ОРУ 35кВ, выполненного по схеме две системы сборных шин с обходной 30х6 м. На ОРУ всего 12 ячеек. Размеры ОРУ 30х72 м, площадь S=2160 м2., периметр Р=204 м.Принимаем глубину заложения электродов t=0,6 м, расстояние между горизонтальными полосами 20 м., длина вертикальных электродов lВ=20 м. Вертикальные электроды установлены по периметру сетки в местах пересечения внутренних проводников с контурным. Уточняем расстояние между горизонтальными проводниками. Количество ячеек и . Принимаем 4 и 9 ячеек. Расстояние между продольными проводниками м, между поперечными м. Общая длина горизонтальных проводников м.LВ= lВnВ, м..Среднее расстояние между вертикальными проводниками = P/ nB, м. = 537,6/24=22,4 м.Определяемсопротивлениезаземлителя , Ом. м;>0,1; . , Омм....Сопротивление заземляющего устройства, включая естественные заземлители:, Ом.Сопротивление естественных заземлителей приближенно принимаем =1,5 Ом..Сопротивление заземляющего устройства ниже допустимого, но основной является величина допустимого напряжения прикосновения.Длительность воздействия В=0,2 с наибольшее допустимое напряжение прикосновения UПР. ДОП =400 В.Рассчитываем напряжение, приложенное к человеку, В. ..Коэффициент ,где Ом – сопротивление тела человека; –сопротивление растекания тока от ступней. =400 – сопротивление верхнего слоя земли..=11,8 кА..UЧ