Главная схема электрических соединений и схема собственных нужд (по материалам типовых проектов)

Введение

 

В процессе производственного прогресса электрическая энергия находит всё более широкое применение во всех областях народного хозяйства и в быту. Этому способствуют такие ее свойства, как универсальность и простота использования, возможность производства в больших количествах промышленным способом и передачи на большие расстояния.

При проектировании и эксплуатации любой электроэнергетической системы приходится считаться с возможностью возникновения в ней повреждений и ненормальных режимов работы.

Повреждения и ненормальные режимы работы могут приводить к возникновению в системе аварий, под которыми обычно понимаются вынужденные нарушения нормальной работы всей системы или ее части, сопровождающиеся определенным недоотпуском энергии потребителям, недопустимым ухудшением ее качества или разрушением основного оборудования.

Предотвращение возникновения аварий или их развития при повреждениях в электрической части энергосистемы часто может быть обеспечено путем быстрого отключения поврежденного элемента.

Необходимо также иметь в виду, что КЗ в любом месте системы ввиду взаимосвязанности всех ее элементов в той или иной мере немедленно отражаются на работе значительной ее части.

Основным, назначением, релейной защиты является автоматическое отключение поврежденного элемента (как правило, при КЗ) от остальной, неповрежденной части системы при помощи выключателей.

Важнейшие задачи, которые в настоящее время решают энергетики, состоят в непрерывном увеличении объемов производства, в сокращении сроков строительства новых энергетических объектов, уменьшении удельных капиталовложений, в сокращении удельных расходов топлива, повышении производительности труда, в улучшении структуры производства электроэнергии и т.д.

Целью настоящего дипломного проекта является проектирование релейной защиты и автоматики электрического оборудования городской отопительной ТЭЦ, мощностью 600 МВт.

Основное внимание в данном дипломном проекте уделяется разделу релейной защиты и автоматики электрооборудования электростанции.

Главная схема электрических соединений и схема собственных нужд (по материалам типовых проектов)

 

Главной схемой называют порядок соединения основного оборудования станции (генераторов, трансформаторов) между собою и с отходящими линиями.

Главная схема должна обеспечивать безотказную выдачу мощности электрической станции, другими словами, быть надежной. Требование надежности является одним из самых основных предъявляемых к схемам электрических соединений станции. Т.е. свойство системы, аппарата, схемы выполнять свои функции в разнообразных условиях эксплуатации при сохранении заданных параметров процесса.

Вторым важным требованием, предъявляемым к главным схемам, является их экономичность, т.е. требование минимальных затрат материальных ресурсов и времени при сооружении РУ, а так же минимальных ежегодных расходов на его эксплуатацию.

Весьма существенным является требование маневренности главной схемы, под которым понимают возможность легкого приспособления схемы к изменяющимся условиям работы, как в эксплуатации, так и при расширении станции, а так же возможность ремонта оборудования РУ без нарушения нормальной работы присоединений (ремонтопригодность).

Отдельно стоит важное требование безопасности в обслуживания РУ; в числе прочих факторов, от которых она зависит, - простота и наглядность главной схемы. Наглядность схемы и ее хорошая обзорность в натуре значительно повышают оперативную надежность, уменьшая вероятность ошибочных действий персонала [4].

Главная схема электрических соединений электростанций является техническим документом при проектировании, монтаже и эксплуатации.

Главная схема электрических соединений разработана по структурной схеме выдачи мощности станции. Для дальнейших расчетов принимаем максимальную нагрузку на 10 кВ - 100 МВт. Минимальную нагрузку - 80% от максимальной. Расход на собственные нужды принимаем - 8%.

Согласно материалам типовых проектов, строим ТЭЦ по блочному типу. Структурная схема представлена на рис. 1.1. Питание потребителей генераторного напряжения осуществляется от комплектных распределительных устройств (КРУ), которые подключаются к отпаечным реакторам, а связь с энергосистемой - по линиям высокого напряжения 330 кВ.

 

Рис. 1.1. Структурная схема

 

Для выбора схемы распределительного устройства (РУ), определяется число присоединений в каждом из них, которое рассчитывается как сумма числа отходящих к потребителям линий (nлэп), числа линий связи с системой (nсв) и числа трансформаторов связи (nт.св) или питающих трансформаторов (nт), подключенных к данному РУ [3].

 

. (1.1)

Количество отходящих линий определяем исходя из дальности передачи и экономически целесообразных величин передаваемых мощностей [3]:

 

 (1.2)

 

Протяженность ЛЭП напряжения 6 - 10 кВ и наибольшая передаваемая мощность приведены в таблице 1.1 [3].

 

Таблица 1.1

Напряжение линии в кВ	Наибольшая длина передачи, км	Наибольшая передаваемая мощность на одну цепь, МВт
6-10	10-15	3-5

 

Тогда в соответствии с (1.1) количество присоединений к РУ 330 кВ равно: n_п = 0 + 2 + 2 + 4 = 8. Таким образом, схему РУ 330 кВ принимаем 3/2 выключателя на присоединение (рис. 1.2) [2].

Количество присоединений к РУ 10 кВ определяем аналогично. Напряжение собственных нужд ТЭЦ принимаем 6 кВ при напряжении генераторов 10 кВ. Питание СН осуществляется от трансформаторов.

Рабочие трансформаторы собственных нужд ТЭЦ присоединяются отпайкой от блока между генераторным выключателем и трансформатором. Мощность рабочих трансформаторов СН выбираем исходя из процента расхода на СН от мощности генераторов (8%).       

Количество секций 6 кВ для блочной ТЭЦ принимаем две на каждый блок. Каждая секция присоединяется к рабочему трансформатору СН. Трансформаторы ТСН 1, ТСН 2, ТСН 3 и ТСН 4 питают секции 6кВ соответственно первого блока 1А, 1Б, второго блока - 2А, 2Б, третьего блока - 3А, 3Б и четвёртого блока - 4А, 4Б. К этим секциям присоединяются электродвигатели 6 кВ турбинного и котельного отделения, общестанционная нагрузка и трансформаторы 6 / 0.4 кВ.

Резервное питание секций СН осуществляется от резервной магистрали, связанной с резервными трансформаторами СН (ПРТСН).

Резервную магистраль для увеличения гибкости и надежности секционируем выключателями через два блока.

На ТЭЦ с числом рабочих трансформаторов СН 4 принимаем два пускорезервных трансформатора СН [2]. Мощность резервного трансформатора СН должна обеспечить замену рабочего трансформатора одного блока и одновременный пуск или аварийный останов второго блока. Мощность резервного трансформатора СН принимаем примерно в 1.5 раза больше мощности наибольшего рабочего трансформатора СН [1,2,3]. Резервный трансформатор СН присоединяем к сборным шинам повышенного напряжения (330 кВ), которые имеют связь с энергосистемой по линиям ВН (на случай аварийного отключения всех генераторов станции).

Многочисленные потребители СН напряжением 0.4 кВ и часть общестанционной нагрузки питаются от секций 0,4 кВ, получающих питание от трансформаторов 6/0.4 кВ. Наиболее ответственные потребители присоединены на полусекции 0,4 кВ, отделяемые автоматами от остальной части этих же секций. Расход на собственные нужды 0.4 кВ приблизительно можно принять равным 15% общего расхода [1,2,3]. Трансформаторы 6/0.4 кВ устанавливаем по возможности в центрах нагрузки: в котельном и турбинном отделении, в объединенном вспомогательном корпусе, на ОРУ, в компрессорной и т.д.

Резервирование РУ СН 0.4 кВ на ТЭЦ осуществляется от трансформаторов 6/0.4 кВ, число и мощность которых осуществляется по такому же принципу, как и резервирование РУ СН 6 кВ. При этом рабочий и резервирующий его трансформатор присоединяются к разным секциям СН 6 кВ [1,2,3].

Для поддержания необходимого уровня напряжения на шинах собственных нужд ТСН и ПРТСН имеют РПН.

Для ограничения токов короткого замыкания применяется раздельная работа секций 6 кВ. Для ограничения токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ на вводах к сборкам устанавливаем реакторы [1,2,3].