КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине
«Электрическая часть систем электроснабжения электростанций»
на тему:
«Электрическая часть системы собственных нужд
газомазутной КЭС мощностью 6*300 МВт»
Выполнил: студент гр. з53211/10 Боев А.В.
Руководитель: к.т.н., доц. Лапидус А.А.
Санкт-Петербург
2016 г.
Кафедра "Электрические станции и автоматизация энергетических систем"
З А Д А Н И Е
На курсовой проeкт по дисциплине «Электрическая часть электростанций и подстанций»
Студент: (группа з53211/)
Тип энергетической установки: п/у КЭС
Число и номинальная мощность турбогенераторов, МВт: 6х300
Напряжения связи с энергосистемой, кВ: 110/330
Данные об эквивалентных параметрах сети со стороны высшего напряжения
рабочих (ТСН) и резервных (РТСН) трансформаторов собственных нужд:
| – ток КЗ на ответвлении к ТСН |  =
| кА | |
| – эквивалентное сопротивление системы со стороны высшего напряжения ТСН |  =
| - | Ом |
| при напряжении генератора | Uгн = | кВ | |
| – ток к.з. на шинах ОРУ в точке включения РТСН | =
| кА | |
| – эквивалентное сопротивление системы в точке включения РТСН |  =
| - | Ом |
| при среднеэксплуатационном напряжении ОРУ |  =
| кВ |
Содержание пояснительной записки
1. Выбор состава механизмов СН.
2. Выбор структурной схемы станции. Выбор схемы рабочего и резервного электроснабжения СН.
3. Выбор мощности рабочих и резервных трансформаторов СН первой и второй ступеней трансформации.
4. Расчет токов КЗ и тепловых импульсов в схеме СН.
5. Выбор выключателей в системе СН.
6. Выбор кабелей в системе СН.
7. Расчет самозапуска электродвигателей СН.
8. Расчет пуска электродвигателей СН.
Чертежи
1. Схема электрических соединений электростанции.
2. Размещение электротехнических устройств на территории электростанции.
Литература
Основная литература:
1. Черновец А.К., Лапидус А.А. Электрическая часть систем электроснабжения станций и подстанций: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. – 256 с.
2. Черновец А.К., Лапидус А.А. Режимы работы электрооборудования станций и подстанций: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. – 256 с.
3. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.
4. Электрическая часть атомных и гидравлических станций: учеб. пособие / О. Н. Алексеева, А. К. Черновец, Ю. М. Шаргин. – СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998. – 108 с.
Дополнительная литература:
1. Материалы по параметрам электродвигателей собственных нужд для ТЭС и АЭС (фонд кафедры).
Руководитель проекта: к.т.н., доцент Лапидус А. А.
Выбор мощности ТСН, РТСН
I ступени
• где ΣРрасч.д – суммарная расчетная активная мощность электродвигателей 6,3 кВ рабочих и резервных механизмов СН, кВт;
Таблица 1. Энергоблок 300 МВт пылеугольной КЭС. Состав и характеристики механизмов собственных нужд и их электроприводов напряжением 6 кВ
| Обозначение | Наименование механизма | Марка | Рном кВт | Кзгр, о.е. | cosφ, о.е. | А | Б |
| ПЭН | Питательный электронасос | 4АЗМ-8000/6000 | 0,78 | 0,9 | 1рез | - | |
| БЭН | Бустерный электронасос | 2АЗМ-500/6000 | 0,54 | 0,92 | 1+ 1рез | ||
| КН1 | Конденсатный насос 1 ступени | АО-114-6М | 0,8 | 0,86 | 1+ 1рез | ||
| КН2 | Конденсатный насос 2 ступени | ДАЗО-12-41-4 | 0,95 | 0,85 | 1+ 1рез | ||
| ЦН | Циркуляционный насос | АВ-16-41-12 | 0,98 | 0,85 | |||
| НЗК | Насос запаса конденсата | А-114-6М | 0,8 | 0,89 | |||
| НПЭ | Насос пускового эжектора | А-114-4 | 0,9 | 0,89 | - | ||
| ННЦМ | Насос намыва целлюлозной массы | А-113-4М | 0,8 | 0,91 | - | ||
| НПТ | Насос пожаротушения трансф-ров | А-114-6М | 0,8 | 0,89 | - | ||
| Д | Дымосос | ДАЗО2-18-59-6/8 | 685 | 0,8 | 0,78 0,85 | ||
| ДВ | Дутьевой вентилятор | ДАЗО2-18-76-8/10 | 725 | 0,9 | 0,82 0,88 | ||
| ВГД | Вентилятор горячего дутья | ДАЗО4-400ХК-6 | 0,3 | 0,83 | |||
| Тр. 6/0,4 | Трансформатор 6/0,4 кВ | – | 0,6 | – |
Таблица 1 в более расширенном виде выдаётся студенту руководителем. Файл «Таблица двигателей и механизмов (исходные данные).doc». Студент выбирает наиболее близкую к своему заданию станцию. Например, если заданы энергоблоки 800 МВт газомазутной КЭС, следует взять из табл.1 файла блок 800 МВт пылеугольной КЭС и исключить из неё мельницы-вентиляторы.
Ррасч.д = КзгрРном.д
где Кзгр – коэффициент загрузки двигателя;
Рном.д – номинальная активная мощность двигателя.
Sрасч.т2 = КзгрSном.т2
где Кзгр – коэффициент загрузки трансформатора 6/0,4 кВ;
Sном.т2 – номинальная мощность трансформатора 6/0,4 кВ
| Обозначение | Рном кВт | Кзгр, о.е. | Кол-во | Суммарная мощность |
| ПЭН | 0,78 | |||
| БЭН | 0,54 | |||
| КН1 | 0,8 | |||
| КН2 | 0,95 | |||
| ЦН | 0,98 | |||
| НЗК | 0,8 | |||
| НПЭ | 0,9 | |||
| ННЦМ | 0,8 | |||
| НПТ | 0,8 | |||
| Д | 0,8 | |||
| ДВ | 0,9 | |||
| ВГД | 0,3 | |||
| Тр. 6/0,4 | 0,6 |
Sрасч.m1 = 0,9(∑Ррасч.д1 + ∑Sрасч. m2)
Sрасч.m1=0,9×18958=17062,2 кВА
Принимаем ТРДНС-25000/20 – ТСН; РТСН-1
РТСН подключается к РУ-110 кВ и из соображений надежности должен иметь расщепленную обмотку. Для данного напряжения выпускаются РТСН с минимальной мощностью 25 МВА.
Выбор ТСН, РТСН
II ступени трансформации
Расчетная нагрузка ТСН второй ступени трансформации определяется аналогично, как и для первой ступени, но суммируют мощности потребителей напряжением 0,4 кВ.
Из-за неоднородности состава электроприемников их разбивают на 4 группы:
Рн1 – постоянно работающие двигатели единичной мощностью 70…200 кВт;
Рн2 – периодически работающие двигатели мощностью менее 100 кВт;
Рн3 – эпизодически работающие двигатели задвижек, колонок дистанционного управления и т.д.
Рн4 – освещение и электрообогрев.
Таблица 2. Состав потребителей 0,4 кВ газомазутной ТЭС с блоками 300 МВт.
| Режим | Рном, кВт | Кол-во | Суммарная мощность, кВт |
| Э | |||
| Э | |||
| О | |||
| Э | |||
| Пер. | |||
| Э | |||
| Пер. | |||
| Пер. | |||
| Э | |||
| О | |||
| Пер. | |||
| Пост. | |||
| Пер. | |||
| Пост. | |||
| О | |||
| Пост. | |||
| Пост. | |||
| Пост. | |||
| О | |||
| О |
Таблица 2 выдаётся студенту руководителем. См. файл «Потребители 0,4 кВ.doc».
Sрасч.т2 = 0,7 ΣРн1 + 0,35 ΣРн2 + 0,15 ΣРн3 + 0,85 ΣРн4
ΣРн1=210+400+700+900+600=2810 кВт;
ΣРн2=40+160+120+90=410 кВт;
ΣРн3=110+60+300=470 кВт;
ΣРн4=40+200+200+400+1200=2040 кВт.
Sрасч.т2 = 0,7 ∙ 2810 + 0,35 ∙ 410 + 0,15 ∙ 470 + 0,85 ∙ 2040 = 3915 кВт.
Обычно единичная мощность ТСН второй ступени трансформации принимается Sном = 1000 кВА, а соответствия расчетной мощности добиваются выбором нескольких ТСН на секцию. Принимаем 4 трансформатора ТС – 1000.
Резервирование СН на напряжении 0,4 кВ
• В отличие от напряжения 6,3 кВ, где применяется явное резервирование, в системе СН напряжением 0,4 кВ используют неявное резервирование.
• Поэтому РТСН как таковые отсутствуют. Их роль играют рабочие ТСН.
Расчет токов К.З. и тепловых импульсов напряжением 6,3 кВ.
Рассчитаем токи к.з. при питании от рабочего ТСН.
Так как номинальные мощности рабочего и резервного ТСН одинаковы, то заранее известно, что токи к.з. от РТСН будут меньше, чем от ТСН, т.к. в случае РТСН добавляется сопротивление магистрали резервного питания, снижающее ток к.з. Поэтому наиболее тяжёлый расчётный режим – при питании от ТСН.
Если мощность РТСН больше, чем мощность ТСН, то расчёт токов к.з. следует вести при питании от РТСН. При этом необходимо прокомментировать такое решение следующей фразой: «Так как номинальная мощность резервного ТСН больше, чем рабочего ТСН, то заранее известно, что токи к.з. от рабочего ТСН будут меньше, чем от РТСН. Поэтому наиболее тяжёлый расчётный режим – при питании от РТСН».
=135 кА (см. задание)
Если расчёт токов к.з. выполняется при питании от РТСН, то из задания берётся эквивалентный параметр сети со стороны РТСН.
Sб = Sтсн = 25 МВА – базисная мощность
Базисную мощность задают произвольно. Наиболее удобно принять базисную мощность, равную номинальной мощности того ТСН(РТСН), при питании от которого считаются токи к.з.
Iб = 
= 2,3 кА – базисный ток
хс= 
= 
= 0,005 – сопротивление системы,
где Uср = Uгн – номинальное генераторное напряжение.
Если расчёт токов к.з. выполняется при питании от РТСН, то из задания берётся другое напряжение.
хв = 
= 0,105 – 0,15/2 = 0,03 – сопротивление обмотки высшего напряжения ТСН
Если расчёт токов к.з. ведётся при питании от РТСН, то Хв – сопротивление обмотки высшего напряжения РТСН
хн = 
∙ 
= 0,15 – сопротивление обмотки низшего напряжения ТСН
Если расчёт токов к.з. ведётся при питании от РТСН, то Хн – сопротивление обмотки низшего напряжения РТСН
| Обозначение | Наименование механизма | Рном кВт | Кзгр, о.е. | cosφ, о.е. | А | Суммарная мощность |
| ПЭН | Питательный электронасос | 0,78 | 0,9 | 6933,333 | ||
| БЭН | Бустерный электронасос | 0,54 | 0,92 | 293,4783 | ||
| КН1 | Конденсатный насос 1 ступени | 0,8 | 0,86 | 372,093 | ||
| КН2 | Конденсатный насос 2 ступени | 0,95 | 0,85 | 447,0588 | ||
| ЦН | Циркуляционный насос | 0,98 | 0,85 | 1152,941 | ||
| НЗК | Насос запаса конденсата | 0,8 | 0,89 | 179,7753 | ||
| НПЭ | Насос пускового эжектора | 0,9 | 0,89 | 323,5955 | ||
| ННЦМ | Насос намыва целлюлозной массы | 0,8 | 0,91 | - | ||
| НПТ | Насос пожаротушения трансф-ров | 0,8 | 0,89 | - | ||
| Д | Дымосос | 0,8 | 0,85 | 1505,882 | ||
| ДВ | Дутьевой вентилятор | 0,9 | 0,88 | 1278,409 | ||
| ВГД | Вентилятор горячего дутья | 0,3 | 0,83 | 90,36145 | ||
| Тр. 6/0,4 | Трансформатор 6/0,4 кВ | 0,6 | – |
13776,93
В этой таблице суммируются мощности двигателей наиболее загруженной секции. В данной работе – это секция А.
Sдв = 13,777 МВА – суммарная мощность двигателей на данной секции
хд = хд.н. ∙ 
= 0,17 ∙ (25/13,8) = 0,3 – сопротивление эквивалентного двигателя
хэкв = 0,005 + 0,03 + 0,15 = 0,185 – суммарное сопротивление от ТСН до секции с.н.
Если расчёт токов к.з. ведётся при питании от РТСН, то Хэкв – суммарное сопротивление от РТСН до секции с.н. В этом случае следует рассчитать сопротивление МРП и добавить в Хэкв в качестве четвёртого слагаемого. Длина МРП lмрп = 50 м = 0,05 км – это расстояние от РТСН до ближайшей секции с.н. Удельное сопротивление МРП Худ = 0,2 Ом/км.