Ту-пловдив Курсов Проект Дисциплина: Електроенергетика Изработил: Специалност: Електротехника

1.Да се проектира разпределителна уредба СрН/ ВН(средно напрежение/ високо напрежение) на водно-електрическа централа с два генератора и два електропровода ВН при зададените условия. Да се избере начина на заземяване (режим на работа) на звездния център на трансформаторите.

Изходни данни:

Мощност: Р=60MW

Изводи 20kV: 5 кабелни и 10 въздушни

СН-собствени нужди: 250kVA

Шинна система: 2А+2B ( двойна шинна система, секционирана)

Водно- електрическите централи преобразуват кинетичната енергия на падащата вода в електрическа. Това става с помощта на водни турбини.При високи падове на водата (над 350м) се използват турбини тип „Пелтон”, при падове от 35 до 350м тип„ Францис”, а при по- малки падове от 35м тип „Каплан”. Падът може да е естествен или да е създаден изкуствено.

Мощността на ВЕЦ-а е пропорционална на пада и на масата на преминаващата за единица време през турбината вода.

Предимствата на ВЕЦ са следните:

► използва се естествен, евтин и практически неизчерпаем енергиен източник

► не замърсяват околната среда

► имат прост технологичен процес и устройство ► лесно се автоматизират

► необходим е малък брой обслужващ персонал

Недостатъците на ВЕЦ са следните:

► неравномерно производство на електрическа енергия през годината

► големи първоначални инвестиции

► териториалната обвързаност с източника на енергия

Потребителите за собствени нужди на ВЕЦ се делят на агрегатни и

общостанционни.Агрегатните потребители са двигатели с малка мощност. Те са разположени в непосредствена близост до хидроагрегата и се захранват с напрежение 0,4kV. Общостанционните потребители са по- разнообразни по състав и са с различна мощност. Те са разположени по цялата територия на ВЕЦ-а, а могат да бъдат и извън нейните предели. Затова за захранване на тези потребители се предвижда напрежение 6kV на шинни СН (собствени нужди).

За да може електрическата енергия да достигне до потребителя тя трябва да се преобразува и да се пренесе на големи разстояния. За да се намалят загубите на енергия трябва да се повиши напрежението. Към всяка ВЕЦ има разпределителна уредба, която трансформира и разпределя енергията. В най- общия случай РУ се състои от шинни за различните напрежения, силови трансформатори най- често повишаващи, прекъсвачи- осигуряващи нормалната работа, предпазвайки от токове на к.с. и осигуряващи комутиране на отделните вериги в РУ, разединители осигуряващи видимо разкъсване на ел. веригата, измервателна апаратура даваща информация за промяната на параметрите във веригата, вентилни отводи-предпазващи РУ от пренапрежения и д.р.

Проектираната разпределителна уредба е с двойна шинна система. При тази уредба всяко присъединение има прекъсвач и вилка от два шинни разединителя, които осигуряват възможност за включването му към една или друга шинна система.

Наличието на две шинни системи позволява да се извършва ремонт на едната шинна система, без да се изключват присъединенията, които се прехвърлят към другата.

При ремонт на шинен разединител пък се изключва само неговото присъединение, което е съществено предимство при уредбите с двойно шинна система.

При уредбите с двойно шинна система всички присъединения са нормално

включени към едната шинна система, която е работна, а втората може да се използва само като резервна. Възможно е също нормално да работят двете шинни системи с разделени между тях присъединения. В последния случай при изменение в схемата на мрежата или в режима на работа на системата, присъединенията могат да се

превключват от едната към другата шинна система.

При повреди в шините отпадат всички присъединения свързани към повредената шинна система. Предимството на уредбата с двойна шинна система, е че след отпадането им присъединенията могат да се включват към неповредената шинна система и да си възстанови тяхната работа. За намаляване на броя на едновременно отпадналите присъединения е предвидено секциониране на шинната система.

Секционира се тази шинна система която нормално се използва за работа.

Голям недостатък на уредба с двойна шинна система, е че значителна част от оперативните превключвания се извършват чрез шинните разединители.

Разединителите са комутационни апарати за включване и изключване на

електрическите вериги без ток или с незначителен спрямо номиналния ток.

Комутациите са при включено или изключено захранване на веригата.

Разединителят служи:

● да създаде безопасни условия за работа на веригите и всички видове включени съоръжения. След изключване на разединителите се създава сигурно и видимо прекъсване между части от веригата под напрежение. Предварително се изключва прекъсвачът, след което се изключват разединителите, които прекъсват незначителния ток в собствените капацитети на прекъсвача и останалите ел.съоръжения. За по- голяма безопасност при работа изключеният участък от веригата се заземява с допълнителни заземяващи разединители.

●да превключи захранващите източници и консуматорите от един клон в друг от разпределителното устройство.

Разединителят няма дъгогасителна система. Отварянето на контактите при

протичане на товарният ток, а още повече на тока на к.с. е абсолютно недопустимо.

Прекъсвачите в РУ са комутационни апарати за оперативно или автоматично включване или изключване на веригите на енергийната система при всички възможни експлоатационни режими: без ток, товарен ток до номиналният, ток на празен ход на силов трансформатор или електропровод, ток к.с.

За СрН- шини 20kV се използват маломаслени прекъсвачи. Изборът и

номиналните им данни са дадени в изчислителната част.

В маломаслените прекъсвачи маслото служи за гасене на ел. дъга.

Независимо от добрите си технически и екплоатационни показатели

маломаслените прекъсвачи имат и своите недостатъци на масленото гасене на дъгата: Взриво- и пожароопасност, замърсяване и овлажняване на маслото, които влошават дъгогасителните му качества, трудно гасене на дъга с малък ток,замърсяване на околнната среда и д.р.

За собствени нужди- шини- 6kV ще се използват вакуумни прекъсвачи, чиито номинални данни са посочени в изчислителната част.

Вакуумът е идеална дъгогасителна среда в следствие на на йонизиращи се частици и бързата дифузия на възникнала такива.

Основните предимства на вакуумните прекъсвачи са:

голяма надеждност в екплоатационни условия, почти пълна липса от необходимост

от ремонт и поддържане, дълъг срок на работа.

 Висока ел. и мех. Износоустойчивост, при комутация на номиналния ток и тока

на к.с.

 Пълна екологичност, взриво- и пожаробезопасност

 Допускат голям диапазон на изменение на температурата на околната среда,

могат да работят при наличие на удари и вибрации.

 Голямо бързодействие, малки габарити и тегло.

 По- висока цена

 Авария на ВДК води до пълно нарушаване на функциите на прекъсвача

 В някои конструкции на вакуумните прекъсвачи се появяват пренапрежения при комутация на малки токове, което изисква вземане на допълнителни мерки срещу тях.

За ВН-110kV се използват елегазови прекъсвачи, които имат отлични

дъгогасителни и изолационни качества и са водещи в областта на високите и СН.

 Голям експлоатационен срок (повече от 30год.)

 Пълна липса на поддържане

 Повишена мех. и ел. устойчивост

 Малки пренапрежения при комутация

 Сигурност на действието

 Независимост от условията на околната среда

 Възможност за непрекъснат контрол на налягането на елегаза

 Възможност за работа в чести режими АПВ

 Лесен монтаж

 Не замърсяват околната среда, безшумна работа

За осигуряване на безопасната работа на уредбата при к.с. звездният център на тр-тора се заземява. Заземяването зависи от режима на работа на тр- тора. В случая РУ е с кабелни и въздушни изводи. За това ще се използва смесен тип на заземяване,чрез индуктивна бобина и съпротивление, които са свързани в паралел посредством прекъсвач. При възникване на к.с. веригата ще се затвори през индуктивната бобина. Ако след определено време получената в следствие на к.с. ел. дъга не

изгасне се включва посредством прекъсвача и съпротивлението.
III . Изчислителна част
Изчисляване на страна 6kV
1. Избор на генератори:

Мощността на централата е 60MW. Тази енергия се произвежда от два

синхронни бавнооборотни явно полюсни генератора. Мощността се разделя равномерно между двата. Избирам генератори със следните номинални данни:

PН = 30MVA; nн =187.5min-1; Uн= 10,5kV;cosϑ_

Iн=_= _

Kтр=U2/U1= 1.5 I2=I1/Kтр=0.04kA

При избора спазваме условието: Iраз_А

Избирам разединител тип РМ-10/2000 с номинални данни:

Uн=10kV; Iн=2000A; Iдин.уст=100kA; ту=50kA

Избирам прекъсвачи тип А-10/600/20 с номинални данни:

Uн=10kV; Iн= 2000A; Tвкл= 0.16s; Tизкл= 0.085s

4.Избор на шини.

За да изберем шините трябва да определим токовете които ще протичат през тях,като допустимия ток на шината не трябва да бъде по-голям или

Равен на номиналния.

Iнш≥Iген=7.216КA Uнш≥Uген= 10.5kV

Избирам медни правоъгълни шини- 2 броя на фаза с размери 60х6mm и

Iдоп= 1745A

Шините са изработени за продължително натоварване при

ToCKcp=_ TCдоп_

Шините са разположени така, че вертикално да е по- големия размер.В пакета светлото разстояние е равно на дебелината на шината (6mm).

където плътността на тока e:

Sш_6_

където плътността на тока е:

δ_/_

5. Избор на трансформатори.

Трансформаторите се избират по пълна мощност която се изчислява по

формулата:Sн_=75MVA

Избирам два тринамотъчни трансформатори тип ТМТР-10000 с мощност

от 10000W за напрежение 110±5(12x1.25)% 20/10kv(по БДС) със следните

данни:Sн=10000kva;Io=4.3A;Po=20kw;_;Mаса-32т

Избирам токов измерителен трансформатор тип ТМО А-126 с

И напрежителен трансформатор тип HMO A-126 с

За покриване на шините собствени нужди използвам трансформатор тип ТМ-160kVA 6/0.4kV захранен директно от генераторите.За по-голяма сигурност и надеждност на съоръжението избирам по два трансформатора на страна: ТМУ6/20kV и ТМУ 20 /11

Iн=_=_=2.16кA

Kтр=U2/U1= 3.33 I2=I1/Kтр=0.49kA

При избора спазваме условието: Iраз_A

Избирам разединител тип РММЗ- 20/1250 с номинални данни:

Uн=20kV Iн=1250A

Uн=20kV Iн=495.458A

Избирам маломощни прекъсвачи тип А-10/400/6 с номинални данни:

Uн=20kV ; Iн=630A ; Tвкл=0.08s ; Tизкл=0.08s

За да изберем шините трябва да определим токовете които ще протичат през тях,като допустимия ток на шината не трябва да бъде по-голям или

Равен на номиналния.

При избора спазвам условието :избирам медни шини с правоъгълно сечение по 1 брой на фаза с размери 60x6 mm

Iдоп=1125A ; Sш=Iдоп/δ=375mm2
Изчисляване на страна 110kV
1. Избор на разеденител.
Iн=_=_=0.393KA

Kтр_ I2_



Избирам разединител тип РОГД- 110/630 с номинални данни

Iн=495.45A Uн=20kv

Избирам маломощни прекъсвачи тип TFB с номинални данни:

Uн=110kv Iн=2000A

За да изберем шините трябва да определим токовете които ще протичат през тях,като допустимия ток на шината не трябва да бъде по-голям или

равен на номиналния

При избора спазвам условието : Iраз_

Избирам медни шини с правоъгълно сечение по 1 броя на фаза с размер15/3mm2

Iдоп=210A

Kтр_ Iсн_ А