Рразработка и выбор структурной схемы станции

Сравнивая расчетные показатели с параметрами  аппаратов по условиям выбора,  видно, что аппараты устойчивы по условиям токов к.з и их составляющих.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Выбор ошиновки, шин, проводов ЛЭП и КЭТ.

 

4.1 Выбор гибких сборных шин и ошиновки.

Выберем сборные шины для  ОРУ напряжением 110 кВ. Выбор сечения  шин производится по условию нагрева:

 

,                                                  (4.1)

 

где I_max – максимальный рабочий ток присоединения;

      I_доп – допустимый ток провода по условию нагрева [2];

I_max=1312А по формуле (1.21). Выбираем по два провода в фазе марки АС-600/72, диаметр провода d=33,2мм , тогда:

 

                                               _(4.2)

 

_{где Iдоп – допустимый ток для выбранной марки провода по [2], А;}

      _{n – количество проводов в фазе [2];}

 

По условию допустимого  нагрева (4.1), получим, А:

 

 

Неизолированные провода, расположенные  на открытом воздухе, не подлежат проверке на термическую стойкость.

Проверку на электродинамическое  действие токов к.з. также опускаем, т.к. выполняется условие, кА:

 

 

При напряжении свыше 35 кВ необходима проверка по условиям коронного разряда для гибких проводников.

Максимальное значение начальной  критической напряженности электрического поля:

 

,                                        (4.3)  

                                                                                   

где – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов );

       – радиус провода [2].

Напряженность электрического поля около расщепленных проводов:

,                                          (4.4)    

                                                                               

где – линейное напряжение ( );

      – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, м;

     k – коэффициент, учитывающий число проводов n в фазе [2], о.е;

      – эквивалентный радиус расщепленных проводов [3], мм.

Для числа проводов в фазе n=2:

 

k=

;

 

,

 

где - расстояние между проводами в фазе [3],см.

При горизонтальном расположении фаз, м:

 

                                               (4.5)    

                                              

где D – расстояние между соседними фазами [2].

Таким образом, условие образования  короны можно записать в виде, кВ/см:

 

.                                             (4.6)

 

Начальная критическая напряженность электрического поля формула (4.3),кВ/см:

 

 

Напряженность электрического поля вокруг провода (4.4):

 

 

Условие проверки (4.6):

 

Таким образом, провод 2хАС-600/72 по условию короны проходит.

 

Аналогично произведем расчет и выбор сборных шин для  ОРУ напряжением 220 кВ по формулам (4.1 - 4.6).

I_max=577А. Выбираем по два провода в фазе марки АС 240/39. Диаметр провода d=21,6 мм.

_{Допустимый  ток для выбранной марки провода, формуа (4.2):}

 

 

По условию допустимого  нагрева, А:

 

 

Проверка на электродинамическое  действие токов к.з. не нужна т.к. выполняется условие, кА:

 

 

Начальная критическая напряженность  электрического поля, формула (4.3):

 

 

Напряженность электрического поля вокруг провода (4.4):

 

                                        

Условие проверки формула (4.6):

 

 

Таким образом, провод АС 240/39 по условию короны проходит.

 

 

4.2 Длинные линии связи  трансформаторов с РУ.

Для соединения блочных трансформаторов  и автотрансформаторов с ОРУ  применяются гибкие провода. Провода  проверяются по экономической плотности тока, мм²:

 

,                                               (4.7)

 

где – ток нормального режима (без перегрузок);

       – нормированная плотность тока, А/мм² [3].

Сечение, найденное по формуле (4.7), округляем до ближайшего стандартного.

Выберем длинную связь  от блочного трансформатора до ОРУ 110 кВ.  Проверим провода по экономической плотности тока по формуле (4.7):

 

 

По справочным данным [4] принимаем два провода в фазе АС-300. Диаметр провода d=23,5 мм.

Проверка сечения на нагрев производится по формуле (4.1):

 

 

 

 

Начальная критическая напряженность  электрического поля (4,3):

 

 

Напряженность электрического поля вокруг провода(4,4):

 

.

 

Проверка по условиям коронного  разряда:

 

 

Провод 2хАС-300проходит по всем параметрам для связи блочного трансформатора с ОРУ 110 кВ.

Аналогично выберем длинную  связь от блочного трансформатора до ОРУ-220 кВ. Проверка провода по экономической плотности тока (4,7):

 

По справочным данным [2] принимаем два провода в фазе АС 240/39, этот провод также применяется для сборных шин ОРУ–220, следовательно все расчеты совпадают.См.(Расчет и выбор сборных шин для ОРУ напряжением 220 кВ).

Выбор длинной связи от автотрансформатора связи до ОРУ 110 кВ. Проверка провода по экономической  плотности тока (4,7):

 

 

Принимаем по два провода  в фазе марки АС-600/72, диаметр провода  d=33,2мм , провод аналогичен сборным шинам ОРУ -110, тогда дальнейшая проверка аналогична выбору сборных шин для ОРУ напряжением 110 кВ.

Линии связи от автотрансформатора связи до ОРУ 220 кВ. Проверка провода по экономической плотности тока (4,7):

 

 

Принимаем по два провода в фазе марки  АС 240/39, тогда дальнейшая проверка аналогична выбору длинной связи от блочного трансформатора до ОРУ-220 кВ.

 

4.3 Выбор генераторного токопровода.

Для соединения выводов генераторов  с повышающими трансформаторами используются комплектные пофазноэкранированные токопроводы (КЭТ). КЭТ выбираются по номинальным параметрам генератора.

Сведем выбор КЭТ в таблицу (11;12)

 

Таблица 11 - Выбор генераторного токопровода

 

Условия выбора	Параметры установки	ГРТЕ-20-10000- 300
Uуст £ Uном	15,75кВ	20кВ
Iраб.макс.£ Iном	8,625кА	10кА
iуд£ Iмакс.дин.	279,625кА	300кА

Таблица12 - Выбор генераторного токопровода до ТСН

 

Условия выбора	Параметры установки	ГРТЕ-20-1600- 375
Uуст £ Uном	15,75кВ	20кВ
Iраб.макс.£ Iном	1,466кА	1,6кА
iуд£ Iмакс.дин.	279,625кА	375кА

 

5 Выбор измерительных трансформаторов тока.

 

Для питания измерительных приборов во всех цепях устанавливают трансформаторы тока. В зависимости от требований релейной защиты и измерительной системы ТА устанавливают в двух или трех фазах.    Трансформаторы тока выбирают по номинальному первичному и вторичному токам, по классу точности, проверяют на термическую и динамическую устойчивость.

В генераторном КЭТ установлен ТА типа ТШ-20-10000/5 проверяем его на соответствие параметрам схемы. Устанавливаемые приборы, для трансформатора тока в генераторной цепи, сведем в таблицу 13.

 

Таблица 13 - Вторичная нагрузка трансформатора тока в цепи генератора

 

Прибор	Тип	Нагрузка по фазам, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0,1	0,1	0,1
Ваттметр (БЩУ)	Д-365	0,5	–	0,5
Варметр  (БЩУ)	Д–365	0,5	-	0,5
Счетчик активной энергии	СЭТЗ	2	–	2
Ваттметр регистрирующий	Н-395	2,5	-	2,5
Амперметр регистрирующий	Н-393	-	2,5	-
Итого:		5,6	2,6	5,6

 

Общее сопротивление приборов:

 

                                             (5.1)

 

где I_2ном - номинальный вторичный ток трансформатора тока, А;

       S_пр -  мощность приборов наиболее загруженной фазы, ВА;  

 

 

Сопротивление проводов находим  по формуле, Ом:

 

                                         (5.2)

 

где Z_2ном–номинальная вторичная нагрузка трансформатора ока [5]

для ТШ-20-10000/5 Z_2ном=1,2Ом;

        r_k – сопротивление контактов (r_k=0,1Ом);

 

Для генераторов мощностью 200 МВт применяют контрольный кабель с медной жилой . Длину соединительных проводов от трансформатора тока до приборов принимаем l=30м,ТА соединены в Y, тогда l_расч=l.

Сечение контрольных кабелей  равно:

 

                                                (5.3)

 

где ρ– удельное сопротивление меди ρ=0,0175Ом·м;

Определим сечение соединительных проводов, мм²:

 

 

Примем кабель сечением h=1,5 мм² и пересчитаем сопротивление проводов по формуле:

 

                                               (5.4)

 

 

Определим вторичную нагрузку трансформатора тока:

 

                                          (5.5)

 

 

Таблица 14 - Выбор трансформатора тока в цепи генератора

 

Условия выбора	Параметры установки	ТШ-20-10000/5
Uуст £ Uном	15,75кВ	20кВ
Iраб.макс.£ Iном	8,652кА	10кА
Z2 ≤ Z2ном	0,674Ом	1,2Ом
iуд£ Iмакс.дин.	279,75кА	-
В£В=(I2терм t)	2664кА2с	76800кА2с

 

Выбор трансформатора тока в цепи РУ 110кВ производим в той же последовательности. Выбираем трансформатор тока типа ТВИ-110.

Таблица 15 - Вторичная нагрузка трансформатора тока в цепи РУ-110кВ

 

Прибор	Тип	Нагрузка по фазам, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0,1	0,1	0,1
Ваттметр	Д-365	0,5	–	0,5
Варметр	Д–365	0,5	-	0,5
Счетчик активной энергии	СЭТЗ	2	–	2
Счетчик реактивной энергии	СЭТЗ	2	-	2
Итого		3,1	0,1	3,1