Выбор трансформатора напряжение на 330 кв.

Прибор	Тип	Потребление мощности ВА	Число обмоток	cos φ	sin φ	Число приборов	Общее потребление мощности
P Вт	Q ВАР
Вольтметр	Э 335						2,0	-
Ваттметр	Д 335	1,5					3,0	-
Варметр	Д 335	1,5					3,0	-
Датчики активной мощности	Е-829		-				10,0	-
Датчики реактивной мощности	Е-830		-				10,0	-
Итого:		-

 

S_приб= =47,02 В*А;

 

 

Условия выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
Uуст = Uном S2 ≤Sном	Uуст = 220 кВ S2 = 47,02 В*А	Uном = 220 кВ Sном = 400 В*А

 

Мною выбран трансформатор напряжения типа: НКФ – 220 – 58 У1.

НКФ – 220 – 58 У1 – Трансформатор напряжения, каскадный, в фарфоровой покрышке, на напряжения 220 кВ, 58 – год разработка конструкции, для работ в умеренном климате на открытом воздухе.

 

Выбор трансформатора напряжение на 110кВ.

Прибор	Тип	Потребление мощности ВА	Число обмоток	cos φ	sin φ	Число приборов	Общее потребление мощности
P Вт	Q ВАР
Вольтметр	Э 335							-
Ваттметр	Д 335	1,5						-
Варметр	Д 335	1,5						-
Датчики активной мощности	Е-829		-				10,0	-
Датчики реактивной мощности	Е-830		-				10,0	-
Счётчики реактивной энергии	И-830			0,38	0,925			9,7
Частотомер	Э-371							-
Регистр. Приборы	-	-	-	-	-	-	-	-
Ваттметр	И-348							-
Вольтметр	И-344							-
Итого:		9,7

 

Условия выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
Uуст = Uном S2 ≤Sном	Uуст = 110кВ S2 = 65,7 В*А	Uном = 110 кВ Sном = 75 В*А

 

Мною выбран трансформатор напряжения типа: НКФ 110У1

 

Выбор изоляторов.

В распределительных устройствах шины крепятся на опорных, проходных и подвесных изоляторах. Жесткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых производится по следующим условиям:

1. по номинальному напряжению: U_уст<U_ном;

2. по допустимой нагрузке

F_расч<F_доп, где

F_расч – сила действующая на изолятор;

F_доп – допустимая сила действующая на головку изолятора, равная 0,6* F_разр;

F_разр – разрушающая нагрузка на изгиб.

При горизонтальном и вертикальном расположении изоляторов всех фаз.

Проходные изоляторы выбираются:

1. по напряжению: U_уст<U_ном;

2. по номинальному току: I_max<I_ном;

3. по расчетной нагрузке

Количество изоляторов определяется:

n=к_р* , где

к_р – кратность внутренней перегрузки напряжения (для расчетов принимается к_р=2,8;

Е_кр.к – средний микроразрядный коэффициент (для расчетов Е_кр.к=2,6 кВ/м);

Н – высота одного изолятора равна 13 сантиметров.

Выбор изоляторов на 220 кВ.

Определяем количество изоляторов в гирлянде.

U_{наиб.раб} = 1,1 * U_{раб.наиб} / = 1,1 *220 / = 142,3 кВ;

n=kp*U_наиб / E_mp*H =12 шт.

Согласно ПУЭ принимаю изоляторы марки ПС 16-Б, в количестве 12 изоляторов в гирлянде.

Выбор изоляторов на 110 кВ

U_{наиб.раб} = 1,1 * U_{раб.наиб} / =71,1

n=kp*U_наиб / E_mp*H=6 шт.

Согласно ПУЭ принимаю изоляторы марки ПФ 16-А, в количестве 6 изоляторов в гирлянде.

 

Выбор гибких шин.

 

Гибкие провода применяются для соединения блочных трансформа­торов

с ОРУ.

Провода линий электропередачи напряжением более 35 кВ, провода длин­ных связей блочных трансформаторов сОРУ, гибкие токопроводы гене­раторного напряжения проверяются по экономической плотности тока:

где I_норм - ток нормального режима (без перегрузок);

J_э - нормированная плотность тока, А/мм² (табл. 9.1,[M]).

Проверка сечения на нагрев (по допустимому току) производится по:

Выбранное сечение проверяется на термическое дей­ствие тока КЗ по:

На электродинамическое действие тока КЗ проверяются гибкие шины РУ при I⁽³⁾_к ³ 20 кА и провода ВЛ при i_y ³ 50 кА.

Определяется усилие от длительного протекания тока двухфазного КЗ, Н/м,

где а - расстояние между фазами.

I⁽²⁾ - среднеквадратичное значение (за время прохождения) тока двухфазного КЗ.

С достаточной точностью для расчетов можно принять:

Подставляя эти величины, получаем усилие, Н/м,

Определяют силу тяжести 1 м токопровода с учетом внутрифазных распорок, Н/м:

где т — масса 1 м токопровода, кг.

где t_з - действительная выдержка времени защиты от токовКЗ; 0,05 — учитывает влияние апериодической составляющей.

 

Найденное значение b сравнивают с максимально допустимым:

где d, — диаметр токопровода;

a_доп — наименьшее допустимое расстояние в свету между соседними фазами в момент их наибольшего сближения. Для токопроводов генераторного напряжения а_доп = 0,2 м, для ОРУ согласно ПУЭ при 110 кВ - 0,45 м; 150 кВ - 0,6 м; 220 кВ - 0,95 м; 330кВ - 1,4 м; 500 кВ - 2 м.

Разряд в виде короны возникает при максимальном значении начальной критической напряженности электрического поля, кВ/см,

где т — коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов т = 0,82); r₀ — радиус провода, см.

Напряженность электрического поля около поверхности нерасщеплен­ного провода определяется по выражению

где U - линейное напряжение, кВ; D_ср — среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

При горизонтальном расположении фаз:

где D — расстояние между соседними фазами, см., определяется по таблице:

В распределительных устройствах 330 кВ и выше каждая фаза для уменьшения коронирования выполняется двумя, тремя или четырьмя прово­дами, т. е. применяются расщепленные провода. В отдельных слу­чаях расщепленные провода применяются также на линиях 220 кВ. Напря­женность электрического поля (максимальное значение) вокруг расщеплен­ных проводов, кВ/см,

Провода не будут коронировать, если наибольшая напряженность поля у поверхности любого провода не более 0,9Е₀. Таким образом, условие образования короны можно записать в виде

 

Выбор гибких шин на 220 кВ.

 

1. Определяем максимальный допустимый ток:

I_max = 1,1 * S_ном / * U_ср = 0,69 кА;

2. Поверяем шины на схлестывание:

I_по = 5,51 < 20 кА, на электрическую стойкость шины не проверяются.

3. Определяю марку и сечение гибких шин, из [Л-2, с 428, таблице 7.35].

Марка	Sмм ^2	D мм,	r0 мм.	Iдоп. А.
АС 300/48	24,9 / 4,15	6,9	1,46

 

4. Проверяем по допустимому току I_max = 0,69 кА < 142 А;

Согласно ПУЭ шины выложенные голыми проводами на открытом воздухе не проверяются на термостойкость.

5. Проверяем по условию каронирования.

а) Определяем начальную критическую напряженность.

Е_о= =30,3*0,82 * ()=31,2 кВ/см;

б) Определяем напряженность электрического поля около провода.

Е= = =23,12 кВ/см;

Д_ср=1,26* Д =1,26*400=504 см;

6. Условия проверки:

1,07 Е ≤ 0,9 Е_о ;

24,7 ≤ 28,08;

 

Выбор гибких шин на 110 кВ.

 

1. Определяем максимальный допустимый ток:

I_max = 1,1 * S_ном / * U_ср = 1,47 кА < I_доп 2,830 А;

2. Поверяем шины на схлестывание:

I_по = 6,59 < 20 кА, на электрическую стойкость шины не проверяются.

3. Определяю марку и сечение гибких шин, из [Л-2, с 428, таблице 7.35].

Марка	Sмм ^2	d мм,	r0 мм.	Iдоп. А.
АС 400/ 22х 22	394,0 / 22,0	26,6	13,3	2 * 830

 

4. Проверяем по допустимому току I_max = 1,47 кА < 142 А;

Согласно ПУЭ шины выложенные голыми проводами на открытом воздухе не проверяются на термостойкость.

5. Проверяем по условию каронирования.

а) Определяем начальную критическую напряженность.

Е_о= =30,3*0,82 * ()=29,38 кВ/см;

б) Определяем напряженность электрического поля около провода.

Е= = = 0,285 кВ/см;

 

 

6. Условия проверки:

1,07 Е ≤ 0,9 Е_о ;

0,305 ≤ 26,44;

Синхронизация.

Синхронные генераторы могут включаться на параллельную работу способом точной синхронизации и самосинхронизации. В обоих случаях в первичный двигатель остановленного агрегата пускается пар или вода, и агрегат разворачивается по частоте вращения, близкой к синхронной.

Генераторы с непосредственным охлаждением обмоток, в нормальных условиях эксплуатации включается в сеть, как правило, способом точной синхронизации, поскольку надежность их работы и работы в блочных трансформаторов с косвенным охлаждением.

При точной синхронизации, при включение генератора в сеть, должны соблюдаться следующие условия:

1. равенство действующих значений напряжений подключаемого генератора и сети;

2. равенство частот напряжений генератора и сети;

3. совпадение фаз одноименных напряжений генератора и сети.

Несоблюдение 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. Точная синхронизация может быть ручной и автоматической.

При ручной точной синхронизации все операции производятся оперативным персоналом вручную. Для исключения неправильных действий персонала в схему синхронизации вводятся спец блокировка, которая автоматически препятствует прохождению импульса на включение выключателя.

Автоматическая синхронизация выполняется с помощью спецустройств – автоматических синхронизаторов, которые имеют весьма сложную схему, позволяющую производить автоматическую регулировку напряжения и частоты синхронизируемого генератора и осуществлять его включение в сеть без участия обслуживающего персонала. При включении генератора в сеть методом точной синхронизации толчков тока не наблюдается.

При аварийных ситуациях в энергосистеме, когда возможны качания, изменение значения и частоты напряжения сети требуется быстрый ввод дополнительной

мощности включения генераторов в сеть, способом точной синхронизации при соблюдении упомянутых выше условий весьма затруднительно и может сильно затянуть ввод мощности, а также вызвать включение с большим углом рассогласования фаз напряжений генератора и сети.

В этих условиях следует применять способ самосинхронизации, обеспечивающий быстрое включение машин и взятии ими нагрузки. При самосинхронизации генератор включают в сеть без возбуждения, при частоте вращения примерно равно синхронной (скольжение 2-3%). Сразу после включения подается возбуждение, и генератор за 1-2 секунды втягивается в синхронизм. При этом наблюдается толчки сверх переходного тока в сети. При ликвидации аварий генераторы мощностью включаются способом самосинхронизации при условии, что кратность сверх переходного тока номинальному не превышает 3.

Для своей станции я выбрал метод точной синхронизации, поэтому что она оказалась наиболее удобной и выгодной.

 

 

Описание ОРУ.

Распределительное устройство расположенное на открытом воздухе называется открытым распределительным устройством. Так же как и ЗРУ, ОРУ должны обеспечивать:

Безопасностью для людей, обслуживающих распределительное устройство;

Надёжностью: высокое качество аппаратов, соответствие с коммутационными способностями выключателей; электродинамической и термической стойкостью токами короткого замыкания; эффективностью защиты от перенапряжения.

Экономичность ОРУ – применяется при напряжение 35 – 110 кВ и выше, стоимость его дешевле из – за меньшего объема строительных работ. Упрощается распределение и реконструкция распределительного устройства.

Недостатки ОРУ:

К недостаткам можно отнести, относительно большая площадь строительства и подверженность изоляторов к запылению.

Распределительное устройство 220 кВ, с двумя системами сборных шин и одной обходной системой шин.

Выключатели расположены в один ряд вдоль дорог, поэтому необходимо для транспорта оборудования.

Выход линий предусмотрено как влево, так и в право; силовые трансформаторы расположены справа. Проводники расположены с трёх ярусов на высоте около 5,0; 11,0; 16,5 метров от уровня земли. Опорные конструкции с оттяжками. Расстояние между точками подвеса проводников равно 4 м, шаг ячеек 16,0 м.

Полюсы разъединителей первой системы шин установлены перпендикулярно по направлению сборных шин. Плюсы разъединителей второй системы шин установлены ступенчато по направлению параллельных сборных шин. Провода, соединяющих разъединителей первой и второй системы, укреплены на соответствующих полюсах разъединителей и дополнительных опорных изоляторов.

Такое конструктивное решение исключает возможность перекрытия обеих систем сборных шин при обрыве поперечных проводов.

 

 

Выбор заземления.

Все металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции, должно надежно соединяться с землей. Такое заземление называется защитным, так как его целью является защита обслуживающего персонала от опасных напряжений прикосновения. В электрических установках заземляются: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, каркасы распределительных щитов, пультов, шкафов, металлические конструкции распределительных устройств, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и броня кабелей, проводов металлические конструкции зданий и сооружений, и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования. Заземление, предназначенное для создания нормальных условий работы аппарата или электроустановки, называется рабочим заземлением. К рабочему заземлению относится заземление нейтралей трансформаторов, генераторов, дугогасительных катушек. Без рабочего заземления аппарат не может выполнить своих функций или нарушается режим работы электрической установки. При пробои изоляции в каком-либо аппарате его корпус и заземляющих контур окажутся под некоторым потенциалом U3 = I3 x r3. Растекание тока I3 с электродов заземления приводит к постепенному уменьшению потенциала почвы вокруг них. Внутри контура заземления потенциалы выравниваются, поэтому прикасаясь, к поврежденному оборудованию, человек попадает под небольшую разность потенциалов Uпр. (напряжение прикосновения), которое составляет некоторую долю потенциала на заземлителе

Uпр = Кп*U3, где Кп – коэффициент напряжения прикосновения. Шаговое напряжение, то есть разность потенциалов между двумя точками поверхности, расположенными на расстоянии 0,8м, внутри контура невелико. Задачей защитного заземления является снижение до безопасной величины напряжения U3, Uпр, Uшаг.