Курсовая с практикой на тему Выбор устройств автоматики подстанции с номинальной мощностью 52 МВт

Содержание:

Исходные данные и задание. 6

Введение. 3

1 Выбор оборудования подстанции. 9

2 Расчет и выбор автоматического повторного включения (АПВ) 12

3 Расчет автоматического ввода резерва реактора собственных
нужд подстанции. 18

4 Расчет автоматической частотной разгрузки (АЧР) 26

5 Выбор синхронизатора параллельной работы генераторов. 29

Заключение. 32

Список литературы. 33

Введение:

Высокие темпы развития, усложнение условий эксплуатации
энергосистем, наличие крупных атомных электростанций с базисным режимом работы
и ухудшенными динамическими характеристиками, трудности учета многообразия
режимов электростанций и другие причины привели к тому, что управление режимами
энергосистем значительно усложнилось. В этих условиях обеспечение параллельной
работы энергосистем и одновременное выполнение заданных нормативов статической
и динамической устойчивости предъявляют повышенные требования как к принципам и
точности управления нормальными, аварийными и послеаварийными режимами
энергосистем, так и к аппаратной реализации устройств противоаварийной и
режимной автоматики, а также их эксплуатации в действующих энергосистемах.

В данном курсовом проекте будут рассмотрены следующие виды
автоматики:

1. Автоматический ввод
резерва (АВР);

2. Автоматическая частотная
разгрузка (АЧР);

3. Автоматическое повторное
включение (АПВ).

Рассмотрим их более
подробно.

Согласно ПУЭ 7 [1], устройства АВР должны
предусматриваться для восстановления питания потребителей путем автоматического
присоединения резервного источника питания при отключении рабочего источника
питания, приводящем к обесточению электроустановок потребителя. Устройства АВР
должны предусматриваться также для автоматического включения резервного
оборудования при отключении рабочего оборудования, приводящем к нарушению
нормального технологического процесса.

Устройства АВР могут устанавливаться на
трансформаторах, линиях, секционных и шиносоединительных выключателях,
электродвигателях и т. п.

В ПУЭ прописаны следующие требования: при любом возможном

дефиците мощности в энергообъединении, энергосистеме, энергоузле возможность
снижения частоты ниже уровня 45 Гц была исключена полностью, время работы с частотой
ниже 47 Гц не превышало 20 с, а с частотой ниже 48,5 Гц ‒ 60 с [1]. Для
соблюдения этих требований применяют систему автоматического
ограничения снижения частоты (АОСЧ).

В комплекс мер, входящих в систему АОСЧ входят:

‒ автоматический частотный ввод резерва;

‒ автоматическую частотную разгрузку (АЧР);

‒ дополнительную разгрузку;

‒ включение питания отключенных потребителей при
восстановлении частоты (ЧАПВ);

‒ выделение электростанций или генераторов со
сбалансированной нагрузкой, выделение генераторов на питание собственных нужд
электростанций.

‒ мере снижения частоты (АЧРI) или по мере увеличения
продолжительности существования пониженной частоты (AЧPII).

Устройства АЧР должны устанавливаться, как правило,
на подстанциях энергосистемы.

Заключение:

В
ходе курсового проекта была изучена и рассмотрена следующая автоматика:

1. Автоматическое
повторное включение;

2. Автоматический
ввод резерва;

3. Автоматическая
частотная разгрузка;

4. Синхронизатор
параллельной работы генераторов.

Она применяется в целях повышения надежности
работы систем электроснабжения промышленных.

Сущность АПВ заключается в том, что отключившийся
элемент системы электроснабжения (если нет запрета на обратное включение) под
действием устройства АПВ через определенное время включается снова под
напряжение. Если причина, вызвавшая отключение исчезла (схлестывание проводов,
не селективное действие защиты и т. д.), то данный элемент остается в работе.

Срабатывание АВР происходит при исчезновении или
значительном понижении напряжения рабочего ввода вследствие К.З., обрыва и т.
д. При этом рабочий ввод отключается и питание подается с резервного ввода.

Основное
назначение АЧР ‒ путем отключения части менее ответственных потребителей
сохранить в работе электрические станции и в той мере, в какой это возможно, ‒ наиболее
ответственных потребителей. Сохранение в работе электрических станций дает
возможность после ликвидации аварийной ситуации достаточно быстро восстановить
питание потребителей.

Синхронизацией
генераторов называется процесс их включения на параллельную работу с другими
синхронными машинами или сетью.

Также
были произведены расчеты этих видов автоматики.

В
приложении к курсовому проекту есть графический материал ‒ схема расположения устройств автоматики и принципиальная
электрическая схема щита автоматики.

Фрагмент текста работы:

1 Выбор оборудования
подстанции

По заданным в исходных данных мощности и
напряжению сети выбираем синхронные генераторы.

Выбираем два генератора ТВФ-60-2 –
турбогенератор с водяным охлаждением форсированный. Справочные данные приведены
в таблице 1 [2].

Таблица 1 – Параметры синхронных генераторов Тип
генератора Параметры
генераторов (СВ) Номинальная
мощность, МВт UН.Г.,
кВ Iном, кА cos φ Относительное
сопротивление, о.е PН1 PН2 x′′d, x′d ТВФ-60-2 60 60 6,3 6,97 0,8 19,5 28 По заданным в исходных данных мощности и
напряжению сети и параметрам, заданным в таблице 2а, выбираем электродвигатели [3-5].

Таблица 2а (задание) – Параметры электродвигателей Серия
электро-двигателя М1 М2 М3 Расход
на собственные нужды Кол-во,
шт Рэд,
кВт Кол-во,
шт Рэд,
кВт Кол-во,
шт Рэд,
кВт — 3 500 5 400 6 200 14 *К секции подключены три группы
электродвигателей типа:

‒ первая группа, электродвигатели М1,
серии ДАЗО4 – двигатель асинхронные закрытый обдуваемый;

‒ вторая группа электродвигатели М2
серии АТД4 – асинхронные турбодвигатели;

‒ третья группа электродвигатели М3
серии ВАО2 – взрывозащищенный асинхронный обдуваемый.

Параметры выбранных двигателей приведены в таблице 2. Таблица
2 –Технические характеристики
электродвигателей Тип Мощность, Р, кВт Частота вращения, n
об/мин КПД, η, % Коэффициент мощности, cosφ Кратность пускового тока, kп=Iп/Iн ДАЗО4-500-4 500 1500 94,8 0,87 7,0 4АТД-400/6000
УХЛ4 400 2970 94,8 0,9 7,0 BA02-280L2 200 3000 94 0,91 7,0 По
заданным напряжениям ВН и НН выбираем трансформатор [2].

Таблица 3– Параметры трансформатора Тип Sт.ном,
кВА Напря-жение, кВ Потери, кВт Напряжение короткого
замыкания, uк,% Ток
холос-того хода Iх,% Сопро-тивление фазы, мОм ВН НН ΔРх,
кВт ΔРк,кВт х r ТМ-100 100 6 0,4 0,27 1,9 4,5 1,6 65 31,5 Далее
выбираем реактор [7] в соответствии с таблицей 4а.

Таблица 4 а– Условия выбора
токоограничивающего реактора Тип оборудования Условия выбора Данные реактора Данные сети реактор Uном.р ≤ Uсети Uуст=6 кВ Uс=10(6) кВ Iном.р ≥ Iсети Iуст=4000 А Iс=3589 А Таблица 4 – Параметры реактора Тип реактора Номинальное напряжение
Uном, кВ Номинальная
частота,
f,Гц Индуктивное сопротивление
Х, Ом Номинальный ток
линейного ректора, Iном.LR,А РТСТ-10(6)-4000-0,1 6 50 0,1 4000 В соответствии с таблицей 5а выбираем высоковольтные
выключатели [8].

Таблица 5а ‒ Условия выбора
выключателей на ВН Тип
оборудования Условия
выбора Данные
аппарата Данные
сети ВН Выключатель двигателя ДАЗО4-400-4 Uном.в≥Uсети Uном.в = 6 кВ Uсети = 6 кВ Iном.в ≥ Iрас.с Iном.в = 630 А Iрас.с = 58,3 А Выключатель двигателя 4АТД-400/6000
УХЛ4 Uном.в≥Uсети Uном.в = 6 кВ Uсети = 6 кВ Iном.в ≥ Iрас.с Iном.в = 630 А Iрас.с = 45 А Выключатель двигателя BA02-280L2 Uном.в≥Uсети Uном.в = 6 кВ Uсети = 6 кВ Iном.в ≥ Iрас.с Iном.в = 630 А Iрас.с = 25 А Выключатель трансформатора ТМ-100 Uном.в≥Uсети Uном.в = 6 кВ Uсети = 6 кВ Iном.в ≥ Iрас.с Iном.в = 630 А Iрас.с = 9,6 А Выключатель на вводе Uном.в≥Uсети Uном.в = 6 кВ Uсети = 6 кВ Iном.в ≥ Iрас.с Iном.в = 630 А Iрас.с = 543,6А Таблица 5 –
Параметры выключателей ВН Тип выключателя Номинальное напряжение
Uном,кВ Номинальный ток
отключе-ния при КЗ, кА Номина-льный
рабочий ток, Iном,А Собствен-ное
время отключе-ния,с Полное время
отключе-ния,с BB/TEL-6-12/0,63-У2 6 12 630 0,015 0,09