Прибор
|
Тип
|
S одной обмотки, ВА
|
Число обмоток
|
cosц
|
sinц
|
Число приборов
|
Общая потребляемая мощность
|
|
|
|
|
|
|
|
Р, Вт
|
Q, вар
|
Вольтметр
|
Э-335
|
2
|
1
|
1
|
0
|
2
|
4
|
0
|
Ваттметр
|
Д-335
|
1,5
|
2
|
1
|
0
|
4
|
12
|
0
|
Варметр
|
Д-335
|
1,5
|
2
|
1
|
0
|
4
|
12
|
0
|
Счетчик активной энергии
|
И-680
|
2Вт
|
2
|
0,38
|
0,925
|
8
|
32
|
77,6
|
Фиксирующий прибор
|
|
|
|
|
|
1
|
|
|
Счетчик реактивной энергии
|
И-673
|
3Вт
|
2
|
0,38
|
0,925
|
1
|
6
|
2,28
|
Колонка синхронизации
|
|
Вольтметр
|
Э-335
|
2
|
1
|
1
|
0
|
2
|
4
|
0
|
Синхроскоп
|
Э-327
|
10
|
1
|
1
|
0
|
1
|
10
|
0
|
Частотомер
|
Э-372
|
3
|
1
|
1
|
0
|
2
|
6
|
0
|
Итого:
|
|
86
|
79,88
|
Схема подключения приборов:
8.5 Выбор ошиновки в цепи линии, в пределах ОРУ
8.5.1 Ошиновка в пределах ОРУ выбирается по нагреву
Условие выбора:
Принимаем провод марки: АС-240/32
Условие выполняется
8.5.2 Проверка сечения на термическое действие токов
8.5.3 Проверка по условия короны
=3,5 м
Условие не выполняется принимаем провод АС-400/51
Условие выполняется
8.6 Выбор ошиновки в цепи линии за пределами ОРУ
.6.1 Ошиновка за пределами ОРУ выбирается по экономической
плотности тока
Условия выбора:
Принимаем провод марки: АС-150/34
Условие выполняется
8.6.2 Проверка сечения на термическое действие токов
Условие не выполняется принимаем
провод марки: АС-240/32
.6.3 Проверка по условия короны
=3,5 м
Условие не выполняется принимаем провод АС-400/51
Условие выполняется
8.7 Выбор опорных изоляторов, в цепи трансформатора связи
Принимаем изолятор типа С20-450IIУХЛ
.
9.
Выбор способа синхронизации
Синхронные генераторы включаются на параллельную работу
способом точной синхронизации.
При этом, необходимо, чтобы в момент его включения были
выполнены следующие условия:
равенство действующих значений напряжений подключаемого
генератора и сети.
равенство частот напряжения генератора и сети.
совпадение фаз одноименных напряжений генератора и сети.
Не соблюдение хотя бы одного из указанных условий при точной
синхронизации приводит к большим толчкам тока, опасным не только для
подключаемого генератора, но и для устойчивой работы энергосистемы.
а - векторная диаграмма при б -
векторная диаграмма при
При нарушении сформулированных выше условий точной синхронизации
возможны три случая:
- векторы фазных напряжений генератора и энергосистемы не равны по значению, но совпадают по
фазе и изменяются во времени с одинаковой частотой: fr=fc
- векторы фазных напряжений разошлись по фазе на некоторый
угол : fr=fc
-генератор вращается с разными угловыми скоростями: frfc
В двух первых случаях в момент включения генератора появляется
разность напряжений , которая обусловит протекание
уравнительного тока. Уравнительный ток возникает и в третьем случае сразу же в
момент включения генератора (если) или спустя время, когда векторы напряжения разойдутся на
некоторый угол:
Где: и X"d - значения э.д.с. и сопротивления
генератора в момент включения,
Хс - сопротивление энергосистемы, которое обычно
невелико и может не учитываться в расчете.
Ток имеет индуктивный характер по отношению к, так как активные сопротивления
генератора и энергосистемы незначительны.
В первом из рассматриваемых случаев уравнительный ток сохраняет
реактивный характер по отношению к вследствие
чего он не вызывает механические перегрузки на валу генератора. Разность
напряжений при включении генератора в сеть допускают равной 5-10% номинального
напряжения, вследствие чего опасных перегрузок генератора по току не возникает.
Во втором случае рисунок (б) уравнительный ток по отношению к имеет значительную активную составляющую. Вектор опережает вектор, поэтому активная составляющая уравнительного тока создает вращающий момент, направленный на торможение ротора
генератора. Если бы вектор напряжения отставал от вектора , то активная составляющая уравнительного тока создавала бы
момент, ускоряющий ротор. Включение генератора в этом случае сопровождается
значительными толчками нагрузки на его вал, что может повлечь за собой
серьезные механические повреждения агрегата. Во избежание этого угол
расхождения векторов напряжения синхронизируемых источников в момент включения
не должен превышать 10 - 20 электрических Град.
В третьем случае, когда угол непрерывно изменяется, изменяется и разность напряжений , которую называют напряжением
биения. Напряжение биения изменяется от 0 до и частотой, равной полусумме частот
напряжений синхронизируемых источников. Огибающая, проведенная через амплитуды
напряжения биения, имеет частоту, равную полуразность частот генератора и
системы.
Таким образом, при неравенстве частот всегда существует опасность
включения в неблагоприятный момент при значительной величине. Кроме того, при большой разности частот
машина может не втянуться в синхронизм. Это заставляет ограничивать допустимую
разность частот при включении до значения 0,1%.
Наибольший уравнительный ток возникает при угле = 180 эл. град. Если предположить, что генератор включается на
параллельную работу с мощной энергосистемой , то
При этом ток в два раза больше тока трехфазного к. з. на выводах
генератора. Такой ток опасен как в отношении нагрева обмоток, так и вследствие
электродинамических усилий между проводниками, особенно в лобовых частях
обмотки статора.
Итак, включение возбужденного генератора на параллельную работу с
другими генераторами при несоблюдении условий точной синхронизации может
повлечь за собой тяжелые повреждения машины.
Приближение частоты вращения генератора к синхронной и плавное
регулирование е осуществляется воздействием на регуляторы частоты вращения
первичных двигателей (паровых или гидротурбин). Изменение напряжения
подключаемого генератора осуществляется путем воздействия на уменьшение или
увеличение тока в обмотке возбуждения.
Визуальный контроль за выполнением условий точной синхронизации
производится с помощью двух вольтметров (контроль равенства напряжений
генератора и сети), двух частотомеров, один из которых показывает частоту сети,
другой - частоту подключаемого генератора, а также с помощью специального
прибора - синхроноскопа, который дает возможность контролировать совпадение
векторов напряжения одноименных фаз. Эти приборы входят в состав так называемых
щитков или колонок синхронизации и имеются на всех электростанциях.
Схема включения измерительных приборов колонки синхронизации
При точной синхронизации момент подачи импульса на включение
определяется по стрелке синхроноскопа, которая вращается с угловой скоростью
скольжения (разности частот). Воздействуя на регуляторы скорости первичного
двигателя, добиваются уравнивания частот, так чтобы стрелка синхроноскопа
делала не более одного оборота за 20 с. На шкале синхроноскопа нанесена черта,
соответствующая совпадению напряжений по фазе. Импульсы на включение
выключателя генератора следует подавать в момент, когда стрелка синхроноскопа
немного не дошла до черты, так как необходимо учесть собственное время
включения выключателя.
Точная синхронизация может быть ручной и автоматической.
Недостатки способа точной синхронизации являются сложность и
длительность процесса, особенно в условиях аварийного режима работы
энергосистемы, сопровождающегося колебаниями частоты и напряжения, необходимость
высокой квалификации обслуживающего персонала, возможность тяжелых аварий при
нарушении условий синхронизации.
10.
Расчет релейной защиты для заданной цепи
10.1
Выбор типа защит трансформатора собственных нужд
Расчёт установок всех трансформаторов типа ТМНC
6300/10.5/6.3.
Схема соединения обмоток силового трансформатора -12.
Диапазон регулирования ±10% Uном.
Согласно ПУЭ на трансформаторе устанавливаются следующие защиты.
. Продольная дифференциальная защита - от всех видов КЗ в обмотке
трансформатора и на выводах.
. Газовая - от всех повреждений в нутрии бака трансформатора а
также от понижения уровня масла в баке.
. Защита от внешних межфазных КЗ - МТЗ с комбинированной
блокировкой по напряжению
. Защита от симметричной перегрузки на стороне ВН
. Продольная дифференциальная защита
Определение номинальных токов трансформатора
А (20)
По формуле (20)
А
А (21)
А
10.2 Выбор
трансформаторов тока дифференциальной защиты
(24)
По формуле (24)
Принимаем
(25)
По формуле (25)
Принимаем
10.3 Расчёт
вторичных токов в плечах защиты
(26)
По формуле (26)
А
(27)
По формуле (27)
А
Сторону НН принимаем за основу т. к. у нёё больше вторичный ток.
Расчёт тока срабатывание защиты Iсз:
Из условия отстройки от броска намагничивающего тока:
А
10.4 Из условия отстройки от тока небаланса при внешним КЗ
Где:
Где:
- ток небаланса, обусловленный погрешностью трансформаторов тока
- ток небаланса, обусловленный наличием РПН
- ток небаланса, обусловленный неточной установкой числа витков
уравнительной обмотки
Ка - коэффициент периодичности
Кодн - коэффициент однотипности ТА
А
10.5 Определяем предварительное значение Iнб (без Iнб)
A
A
Принимаем наибольшее значение Iсз=2977 А
Проверка чувствительности.
(28)
По формуле (28)
Продолжаем расчёт с реле РНТ-565
.6 Расчёт числа витков основной стороны
(29)
Где:
А
По формуле (29)
витков
Принимаем ближайшее меньшее значение 4
(30)
По формуле (30)
А
10.7 Определяем число витков не основной стороны.
(31)
По формуле(31)
витков
Принимаем ближайшее целое витков
Определяем число витков уравнительной обмотки.
виток
10.8 Определяем ток не баланса, обусловленный неточной установкой
числа витков
(32)
По формуле(32)
.1 Расчёт уточненного значения Iсз
(33)
По формуле (33)
А
А
(34)
По формуле (34)
А
Сравниваем уточненный и действительный ток срабатывания
Продолжаем расчёт с пункта 1.8
По формуле (29)
Принимаем 3 витков
По формуле(30)
А
По формуле (31)
витка
Принимаем витков
Определяем число витков уравнительной обмотки.
витка
По формуле(32)
А
А
По формуле (34)
А
По формуле (28)
Защита от внешних междуфазных КЗ
В качестве такой защиты применяют - МТЗ с комбинированной
блокировкой по напряжению на двухобмоточных трансформаторах устанавливаются со
стороны основного питания. Блокировка по напряжению устанавливается со стороны
противоположной питанию.
Расчёт установок реле тока
А
А
Принимаем реле РТ-40/10
Расчёт уставок реле минимального напряжения.
Где:
В
(35)
В
Принимаем реле РН-54/160
. Не проверяется, т.к. при КЗ на сборных шинах 6,3 кВ
Расчёт уставок реле напряжения обратной последовательности.
В
Принимаем реле РНФ-1М.
По формуле (35)
В
Защита от симметричной перегрузки.
Защита устанавливается на стороне высокого напряжения.
А
А
Принимаем реле РТ-40/10
Время срабатывания реле 5-9 секунд, что бы реле не работало при
кратковременных перегрузках и КЗ.
11.
Описание конструкций распределительного устройства
Для широко распространенной схемы с двумя рабочими без
обходной системы шин принимается типовая компоновка ОРУ, разработанная
институтом «Энергосетьпроект». В принятой компоновки все выключатели ВГП-220
размещаются в один ряд вдоль дороги около второй секции системы шин, что
облегчает их обслуживание. Таки ОРУ называются однорядными.
Каждый полюс шинных разъединителей РГ-220/1000 УХЛ1 второй
системы сборных шин расположены под проводами соответствующих фаз, сборных шин.
Такое расположение позволяет выполнить соединение разъединителей
непосредственно под сборными шинами. Такие разъединители имеют пополюсное
управление.
Ошиновка ОРУ выполняется гибкими сталеалюминевыми проводами.
Ошиновка выполнена проводами марки АС-400/51.
Шаг ячейки: 15,4 м
Длинна ячейки: 86,5 м
Площадь ОРУ: 11988,6 м
12. Расчет заземляющего устройства
В эффективно-заземленных сетях электробезопасность считается
обеспеченной, если потенциал заземлителя не превышает 10000 В, а напряжение
прикосновения и шага в любое время года не превышает допустимых значений.
В целях выравнивания электрического потенциала и обеспечения
присоединения электрооборудования к заземлителю на территории, занятой
оборудованием прокладываются продольные и поперечные горизонтальные заземлители
(полосы стали 404), которые соединяются между собой в
заземляющую сетку.
Определение площади ОРУ 220кВ
Шаг ячейки 220кВ=15,4 м
Длинна ячейки 220кВ=86,5 м
ОРУ имеет 9 ячеек-ширина=15,4∙9=138,6 м
Площадь ОРУ: А=86,5·138,6=11988,6 м
Суммарная длина продольных и поперечных полос: L=9∙138,6+86,5·19=2890,9
м
Определение сопротивления заземлителя типа сетки без вертикальных
элнктродов
,
Где:
=
А-площадь сетки, 11988,6 м
-общая длина проводников, 2890,6 м
-удельное сопротивление верхнего слоя земли, 110 Ом/м
- удельное сопротивление нижнего слоя земли, 60 Ом/м
-толщина верхнего слоя земли, 1,2 м
, Ом
Определение сопротивления заземляющего устройства, включая
естественные заземлители
Ом
Определение напряжения, приложенное к человеку
=, В
Где:
-ток, стекающий с заземлителя, 26780 А
-коэффициент напряжения прикосновения
- коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека и
сопротивлению растекания тока от ступней.
Где:
=1000 Ом-сопротивление человека
-удельное сопротивление верхнего слоя грунта
Где:
-эквивалентное удельное сопротивление земли для определения
напряжения прикосновения
=170
=26780·0,52·0,48·0,86=5748,49 В
>
,49>400 В.
Безопасность прикосновения не обеспечена, следовательно по контуру
сетки забиваются электроды =5 м на расстоянии 3 друг от друга. Далее производится расчёт заземлителя типа сетки с
вертикальными электродами.
Определяем количество вертикальных электродов
шт.
где: P-периметр сетки, м
Определение сопротивления сетки с вертикальными электродами
-горизонтальный заземлитель
-вертикальный заземлитель
, Ом
, Ом
, Ом
, м
, м
, м
, Ом
Определение сопротивления заземляющего устройства, включая
естественные заземлители
Ом
Определение напряжения прикосновения
=, В
-функция отношения=
-расстояние между вертикальными электродами
, м
, м
=26780·0,52·0,23·0,86=2754,48 В
>
,48>400 В
Напряжение прикосновения больше допустимого 400 В, следовательно
безопасность прикосновения не обеспечена.
Для снижения напряжения прикосновения необходимо выполнить
подсыпку слоя щебня, толщиной 0,1-0,2 м. удельное сопротивление щебня
составляет не менее 5000 Ом·н.
Определение напряжения прикосновения
=2678·0,09·0,52·0,23=393,15 В
<
,26<400 В
Безопасность прикосновения обеспечена.
Список литературы
1. Правила устройства
электроустановок (шестое издание, переработанное и дополненное с изменениями)
«Главэнергонадзор Росси» М. 1998
2.
Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации
электроустановок. ПОТ РМ-016-2001 РД 153-34.0-03.150-00
.
Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций и тепловых
сетей: ВНТП-81 Миэнерго СССР - М. ЦНТИ Информэнерго, 1981
.
Схемы принципиальные электрические распределительных устройств 6-750 кВ
Северо-западное отделение Энергосетьпроекта - Ленинград: 1993
.
Типовые материалы для проектирования 407-03-539.90. Открытые распределительные
устройства 110 кВ на унифицированных конструкциях
.
Типовые материалы для проектирования 407-03-630.92. Открытые распределительные
устройства 220 кВ на унифицированных конструкциях
.
Л.Д. Рожкова; В.С. Козулин Электрооборудование станций и подстанций: третье
издание, переработано и дополнено. - Москва: Энергоатомиздат, 1987-648 с.
.
И.П. Крючков, Н.Н кувшинский, Б.Н Неклипаев. Электрическая часть станций и
подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования
третье издание, переработано и дополнено - Москва: Энергия, 1978.
.
Руководящие указания по релейной защите, выпуск 13А. «Релейная защита
понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ». Схемы.
М.:
Эноргоатомиздат, 1985.
.
Методическое руководство по выбору варианта и расчету среднегодовых
технико-экономических показателей работы электрических станций в курсовом
проекте и экономической части дипломного проекта М.: 1988
.
Методическое пособие для дипломного проектирования по расчету заземляющего
устройства в установках 110 кВ и выше с эффективно заземленной нейтралью, 1999
.
Электрическая часть электрических станций и подстанций. Справочные материалы.
Под редакцией Б.Н. Неклепаева - М.: Энергия, 1978.
.
Электрическая часть электрических станций и подстанций. Справочный материал для
курсового и дипломного проектирования. Учебное пособие для
электроэнергетических специальностей ВУЗов / Крючков И.П. Кувшинский Н.Н.,
Неклепаев Б.Н. - третье издание, переработанное и дополненное - М.: Энергия,
1978.
.
Справочнок по электрическим установкам высокого напряжения, под редакцией И.А.
Баумштейн С.А. Божанова - третье издание, переработанное и дополненное - М.:
Энергоатомиздат, 1989.
.
Методическое пособие по выбору электрообуродавания. 2007.
.
Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. Учебное
пособие для техникумов. - М.: Энергоатомиздат. - 1998.
.
Мандрыкин С.А. и Филатов А.А. Эксплуатация и ремонт электрооборудования станций
и сетей: Учебник для техникумов. - второе издание, переработанное и
дополненное. - М.: Энергоатомиздат, 1983. -344 с.