Выбор электрических аппаратов по номинальным параметрам

10.1. СШ 220 кВ

 

 А

 

Выключатель: Элегазовый ЯЭ-220Л-11(21)У4

U_ном=220 кВ

I_номвык=1250 А>I_ном=677,9

I_номотк=40 кА

I_дим=40 кА

i_у=100 кА

I_т²×t_т=50²×3=7500 кА²×сек

Разъединитель: РНД-220/1000

U_ном=220 кВ

I_ном=1000 А>I_ном=677,9

I_дим=100 кА

I_т²×t_т=40²×3=4800 кА²×сек

Трансформатор тока: ТФЗМ-220Б-I

U_ном=220 кВ

I_ном=1000 А

I_ном2=5 А

R₂=1,2 Ом

Трансформатор напряжения: НКФ-220-58У1

U_ном=220 кВ

S_ном=400 ВА

10.2. Блочная часть на стороне 110кВ

 

 А

 

Трансформатор напряжения:

Принимаю: НКФ-220-58У1

U_ном=15 кВ

S_ном=75 ВА

Трансформатор тока: ТШВ-15-8000У3

U_ном=15 кВ

I_ном=8000 А

I_ном2=5 А

R₂=1,2 Ом

ВЫБОР СХЕМЫ СИНХРОНИЗАЦИИ

Схема синхронизации для электростанций с двумя системами шин показана на рис. 11. основными элементами схемы являются шинки синхронизации ШС, к которым присоединена вторичные цепи напряжения обоих генераторов и обеих систем шин через шинки а_ш и с_ш и блок контакты БК разъединителей, а также все приборы колонки синхронизации, ключи синхронизации КС1 и КС2 генераторов, ключ синхронизации КС3 шин и ключ К включения синхроноскопа.

Оба частотомера Н_z и оба вольтметра V колонки соответственно показывают частоту и напряжение включаемого генератора и сети, к которой он присоединяется.

Процесс точной ручной синхронизации, например между включаемым генератором Г1 и I системой шин, протекает следующим образом. При нормальной частоте вращения (обычно n=3000 об/мин) генератору Г1 подаётся возбуждение и его напряжение доводится до номинального (10,5; 15,75.). В это время I система шин присоединена к сети и также находится под напряжением. Персонал включает ключ синхронизации КС1, подаёт оперативный ток к электромагниту включения ЭВ выключателя и, находясь на щите управления электростанции, может уровнять напряжения и частоту включаемого генератора с напряжением и частотой сети. Для этого он пользуется соответственно шунтовым реостатом схемы возбуждения генератора Г1 и ключом дистанционного управления двигателем механизма изменения частоты вращения турбины. Добившись равных значений напряжения и частоты у генератора и на шинах, персонал ключом К включает синхроноскоп S. Наблюдая за направлением и быстротой вращения стрелки синхроноскопа, более точно регулируют число оборотов генератора и его напряжение. При медленном подходе стрелки непосредственно к красной черте синхроноскопа, когда частота включаемого генератора несколько больше частоты сети, персонал кнопкой КУ включает выключатель В1 генератора и тем самым подсоединяет последний на параллельную работу с сетью. Затем приступают к набору нагрузки на генераторе, воздействуя короткими импульсами с интервалами 10-20 с на двигатель механизма изменения частоты вращения турбины. Аналогично осуществляется синхронизация генератора Г1 со II системой шин.

Генератор надо включать не тогда, когда стрелка синхроноскопа стала на красную черту, а с некоторым опережением (при подходе стрелки к черте), определяемым собственным временем включения выключателя. Это облегчает включение генератора в сеть, так как его частота несколько больше частоты сети, мощность которой весьма значительна.

Синхронизацию генератора Г2 с I и II системами шин выполняют с помощью ключа КС2, а синхронизацию I системы шин со II – с помощью ключа КС3. при этом одна из систем шин присоединяется через шинки синхронизации а_г, b, с_г к роторной обмотке синхроноскопа. Включение обеих систем шин на параллельную работу производят выключением ШВ.

 

 

Точная автоматическая синхронизация выполняется с помощью специальных устройств – автосинхронизаторов АСТ-4Б, АСУ-12, АСТ-44, УБАС (на полупроводниковых логических элементах), с автоматическими уравнителями частоты и напряжения, воздействующими на цепь возбуждения и двигатель механизма изменения частоты вращения турбины.

Включение генераторов на параллельную работу способом самосинхронизации заключается в том, что невозбуждённый генератор разворачивают примерно до синхронной частоты вращения и включают вручную полуавтоматически или автоматически в сеть. Затем в обмотку ротора генератора подают возбуждение и генератор входит в синхронизм. Этот способ имеет преимущества перед способом точной синхронизации: не требуется подгонки и уравнения частот и напряжений, благодаря чему генератор быстро включается в сеть, что очень важно при аварийном положении и низком уровне частоты и напряжения в энергосистеме.

Недостатками способа самосинхронизации является значительные толчки тока, возникающие при включении невозбуждённого генератора на напряжение сети, и понижение в этот момент напряжения у потребителей.

Полуавтоматическую схему используют обычно на турбогенераторах, где пуск и включение генераторов автоматизированы только частично.

На электростанциях очень часто применяют оба способа синхронизации – самосинхронизацию и точную автоматическую синхронизацию. Автосинхронизаторы используют в нормальных условиях, в особенности на гидроэлектростанциях для частого пуска генератора. В аварийных случаях, а также при резком снижении частоты в системе, когда требуется быстрый ввод новых мощностей, генераторы включают способом самосинхронизации (турбогенераторы до 200 МВт и гидрогенераторы до 500 МВт).

Перед включением генератора обмотка ротора должна быть замкнута на гасительное сопротивление или якорь возбудителя.

Самосинхронизацию можно применять и в нормальных условиях для всех гидрогенераторов и СК, когда генераторы работают в блоке с трансформаторами или когда толчки тока статора не превосходят допустимых величин.

РАСЧЁТ РЗ

Дифференциальная защита блока генератор-трансформатор.

Дифференциальная защита блока генератор-трансформатор является основной быстродействующей защитой трансформаторов и генераторов. Принцип действия ее основан на сравнении величины и фазы токов в начале и конце защищаемой зоны. Защита выполняется с помощью реле типа ДЗТ– 11, подключается к трансформаторам тока, установленным со стороны нулевых выводов генератора и со стороны высшего напряжения трансформатора.

Расчёт.

Первичные номинальные токи.

 

 А

 А

 

Выбор трансформаторов тока:

На стороне ВН выбираем ТТ -   ТФЗМ-220Б-I

 

ВН

 

На стороне НН выбираем ТТ - ТШ-20

 

НН

 

 Вторичные номинальные токи.

 

 А

 

 А

 

Плечо НН с большим током принимается за основное, там устанавливается тормозная обмотка реле ДЗТ-11.

Определяется первичный ток небаланса без учета третьей составляющей.

 

 

 

где I_{K max}= I_по =126,6 А (по таблице 5 «Расчетные токи к.з.»)

 

(1×1×0,1+0,1)×126,6=25,32 А

 

Ток срабатывания защиты выбирается только по условию отстройки от броска тока намагничивания:

 

 А

1,3×596,4=775,32 А

 

10.6. Определяются числа витков обмотки ДЗТ-11.

 

 А

F_ср = 100 А в - м.д.с. реле ДЗТ-11

 

Принимается w_неосн = 20 витков.

Ток срабатывания защиты на стороне НН

 

 

Расчетное число витков на основной стороне

 

 

Принимается w_осн = 18 витков.

Определяется третья составляющая тока небаланса

 

 

Ток небаланса с учетом третьей составляющей

 

 

Окончательно принятое число витков

 

w_осн = w_урI = 18 витков

w_неосн = w_{ур II} = 19 витков

Проверка:

 

Определяется число витков тормозной обмотки реле ДЗТ-11, необходимое для отстройки при внешнем к.з.

 

 

где w_p=18,05 - расчетное число витков рабочей обмотки на стороне НН.

Принимается w_T = 5 витков.

10.13. Определяется коэффициент чувствительности защиты.

 

 

Чувствительность обеспечена.

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ОРУ

Для широко распространённой схемы с двумя рабочими и обходной системами шин применяется типовая компоновка ОРУ, разработанная институтам «Энергосетьпроект».

На схеме приведены разрез и план ячейки ОРУ 220 кВ рассмотренному типовому проекту. В принятой компоновке все выключатели размещаются в один ряд около второй системы шин, что облегчает их обслуживание. Такие ОРУ называется однорядными в наличие от других компоновок, где выключатели линий расположены в одном ряду, а выключатели трансформаторов – в другом. В типовых компоновках выключатель не изображается, показано лишь место его установки (узел выключателя и шинной опоры). При конкретном проектировании, когда тип выключателя выбран, разрабатывается его установочный чертёж.

Из схемы видно, что каждый полюс шинных разъединителей второй системы шин расположен под проводами соответствующей фазы сборных шин. Такое расположение (килевое) позволяет выполнить соединение шинных разъединителей (развилку) непосредственно под сборными шинами и на этом же уровне присоединить выключатель.  

Рассмотренные разъединители имеют пополюсное управление.

Ошиновка ОРУ выполняется гибким сталеалюминевым проводом. При большой нагрузке или по условиям проверки на коронирование в каждой фазе могут быть два – три провода. На схеме сборные шины и ошиновка ячеек выполнены сдвоенным проводом 2 × АС с дистанционными распорками, ошиновка в сторону шинных аппаратов – одним проводом по фазе. Линейные и шинные порталы и все порталы и все опоры под аппаратами – стандартные, железобетонные.

ОХРАНА ТРУДА

15.1 Организация безопасной эксплуатации электроустановок

 

Действующими называют электроустановки, которые находятся под напряжением, либо на которых напряжения нет, но может быть подано путём включения выключатель, разъединителя, отделителя или другой коммутационной аппаратуры. В действующих электроустановках осуществляется: оперативное обслуживание, в том числе: а) периодические осмотры электрооборудования, уборка помещений, мелкий ремонт в порядке текущей эксплуатации переключения в связи с изменением схемы и режима работы электроустановки; ремонтные работы, в том числе: а) периодические ремонты и испытания электрооборудования, требующие снятия напряжения со всей электроустановки или с её части; б) аварийные ремонты; в) монтаж и демонтаж электрооборудования.

Работа в электроустановках вследствие того, что человек может быть поражен электрическим током. Основой безопасной работы являются высокая техническая грамотность обслуживающего персонала, дисциплина и неуклонное выполнение ПТЭ и ПТБ.

По степени опасности и необходимым мерам защиты работы в электроустановках напряжением выше 1000 В делят на следующие группы:

I. Работа без снятия напряжения, выполняемая вдали от токоведущих частей. Отключения оборудования не требуется. Исключены случайные приближение и прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением, т. е. вероятность поражения током.

II. Работа без снятия напряжения, выполняемая вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением. Перед работой необходимо выполнить технические и организационные меры защиты, обеспечивающие безопасность работающих. Работа на токоведущих частях выполняется с помощью изолирующих средств.

III. Работа с частичным снятием напряжения. Напряжение снято только с того присоединения, на котором ведётся работа, либо оно снято полностью с электроустановки, но открыт доступ в соседние помещение, где токоведущие части находятся под напряжением.

IV. Работа с полным снятием напряжения. Со всех элементов электроустановки напряжением выше 1000 В снято. Доступ в соседние помещения, где имеются находящиеся под напряжением выше 1000 В части, закрыт.

При производстве работ в электроустановках выполняются технические и организационные меры предосторожности для того, чтобы исключить случайную подачу напряжения к месту работы и случайное приближение или прикосновение к токоведущим частям, оставшимся под напряжением.

Персонал, обслуживающий электроустановки, называется электротехническим. Оперативный (дежурный) персонал осуществляет оперативное обслуживание электростанции, подстанции, сетевого района или распределительных электросетей, выполняет осмотры и оперативные переключения электрооборудования, подготовку рабочих мест для монтажных и ремонтных работ и организует допуск к этим работам. При обслуживании нескольких подстанций дежурный персонал называют оперативно-выездным, так как он с места дежурства выезжает к месту работ.

Ремонтный и наладочный персонал осуществляет текущие, капитальные ремонты и наладку оборудования. Некоторым лицам ремонтного и наладочного персонала, прошедшим специальное обучение, стажирование в сменах и проверку знаний оперативной работы и схем, могут быть присвоены права оперативного персонала, о чём делается запись в удостоверении. В том случае они относятся как к ремонтному или наладочному, так и к оперативному персоналу.

К работе в электроустановках допускаются только те лица, которым присвоена соответствующая квалификационная группа по технике безопасности. Таких групп пять, пятая группа – наивысшая. Основные требования к лицам, имеющим квалификационную группу, заключается в следующем.

V группа. Необходимо знать схемы и оборудование своего участка, ПТБ как в общей, так и в специальной частях. Ясно представлять, чем вызваны требования этих правил. Уметь организовать безопасное выполнение работы. Знать правила первой помощи; уметь её оказать. Уметь обучить персонал правилам техники безопасности и первой помощи.

К этой группе относятся мастера, техники, инженеры с законченным специальным образованием и стаж работы в электроустановках не иене полу года, а также электромонтёры и электрослесари с большим стажем и опытом работы в электроустановках.

IV группа. Необходимо знать электротехнику в объёме техникума, все разделы ПТБ, знать электроустановку настолько, чтобы свободно производить переключения, полностью представлять опасность работы в электроустановках; знать правила оказания первой медицинской помощи и уметь её оказать; уметь вести надзор за работающими членами бригады, организовать безопасное проведение работы.

Эту квалификационную группу могут иметь начинающие инженеры и техники, имеющие стаж работы в III группе не менее двух месяцев, а также оперативный персонал и ремонтный персонал – электромонтеры и электрослесари со стажем работы в электроустановках не менее 1 г.

III группа. Требования к этой группе те же, что и к IV, но достаточны элементарные познания в электротехнике. Стаж работы требуется не менее 6 месяцев.

II группа. Необходимы элементарное знакомство с электроустановкой, представление об опасностях электрического тока. Следует знать основные меры предосторожности и правила подачи первой помощи. К этой группе относятся электромонтеры со стажем работы в электроустановках 1 месяц и практиканты институтов, техникумов, училищ, а также лица неэлектротехнических специальностей, работающие не менее 6 месяцев.

I группа. Лица, связанные с обслуживанием электроустановок, но не имеющие электротехнических знаний, отчетливого представления об опасностях электрического тока и мерах безопасности при работах в электроустановках. К этой группе относятся персонал, не проходивший проверку знаний ПТБ.

 

15.2 Меры безопасности при обслуживании электроустановок

 

Осмотры электроустановок. Электроустановки осматриваются без снятия с них напряжения, вдали от токоведущих частей. Дефекты появляются визуально – осмотром и на слух. Право единоличного осмотра электроустановки имеет дежурный с квалификационной группой не ниже III или административно-технический работник, имеющий V группу в установках напряжением выше 1000 В и IV группу в электроустановках напряжением ниже 1000 В.

Как правило, при осмотрах нельзя проходить за ограждения, снимать их и входить в камеры распределительных устройств, не имеющие барьеров. При необходимости разрешается работнику с квалификационной группой не ниже IV войти за ограждение, но при условии, что токоведущие части недоступны, т. е. нижние фланцы изоляторов находятся от пола на расстоянии более 2 м, а неограждённые токоведущие части – на расстоянии более 2,75 м при напряжении 35 кВ и 3,5 при напряжении 110 кВ.

Во избежание проникновения в помещение электроустановки посторонних лиц или животных помещения запирают.

У дежурного персонала для каждого помещения имеется несколько комплектов ключей, из них одним комплектом пользуется дежурный, обслуживающий данную электроустановку, другой комплект – аварийный. Остальные комплекты ключей дежурный выдаёт под расписку ответственным руководителям, производителям работ и наблюдающим. Ключи выдаются только на время работы и должны сдаваться обратно по её окончании.

Оперативные переключения. Отключения и изменения в электрических схемах могут производится только по распоряжению или с ведома того дежурного персонала, в управлении или ведении которого находится данное оборудование. При пожарах, несчастных случаях или при стихийных бедствиях можно немедленно отключать электрооборудование без согласования с вышестоящим дежурным персоналом, но обязательно с последующим уведомлением его.

Лицо, отдающее распоряжение о переключениях, обязано проверить последовательность операций по оперативной схеме. Дежурный, получивший распоряжение, обязан повторить его и записать в оперативный журнал.

По оперативной схеме или макету этот дежурный начинает порядок операций. Если переключения выполняют два лица, то первое лицо, являющиеся старшим, разъясняет второму (исполнителю) задание и последовательность его выполнения.

В электроустановках напряжением выше 1000 В, не оборудованных полностью блокировкой от неправильных операций с разъединителями, сложные переключения производятся по бланкам.

В бланке переключений производится запись всех операций о включении и отключении электрооборудования точно в той последовательности, в которой эти операции должны выполнятся.  

Простые переключения на одном электрическом присоединении и переключения в установках, полностью оборудованных блокировкой разъединителей от неправильных операций, могут выполнятся без бланков.

Бланки переключений заполняет и подписывает дежурный, который является непосредственным исполнителем. Старший дежурный, контролирующий выполнение операций, проверяет бланк и также его подписывает. На месте работы старший дежурный зачитывает содержание операции, исполнитель повторяет прочитанное и приступает к выполнению. Старший контролирует действия исполнителя и сразу отмечает в бланке выполнение операции. При сомнении в правильности операций работа прекращается до выяснения правильного порядка переключений. Если дежурный делает переключения единолично, то он зачитывает последовательность операций, указанных в бланке, по телефону старшему дежурному, отдавшему распоряжение. Этот дежурный является контролирующим лицом.

Разрешение на переключения исполнитель обязан получить по телефону непосредственно перед их выполнением.

Присоединение включают или отключают с помощью выключателей. Если выключатель имеет ручной привод, то операции с ним выполняются в диэлектрических перчатках, с изолирующего основания. Включать выключатель следует быстро и решительно до упора.

Отключение и включение разъединителей выполняется, как правило, без нагрузки.

Разъединители следует включать рывком. Если при этом возникает дуга, то ножи следует довести до конца. В противном случае обратный ход ножа вызывает развитие дуги и несчастный случай. Отключать разъединители следует наоборот, медленно, особенно в начальный момент. Если появится дуга при отходе ножей от гудок, то разъединитель следует включить обратно.

Разъединители отключают (включают) в диэлектрических перчатках. Разъединители с пофазным управлением и с вертикальным расположением – в диэлектрических перчатках, с использованием изолирующих штанг и стоя на изолирующем основании. Старшим может быть дежурный, имеющий не менее чем IV квалификационную группу. Простые переключения на одном электрическом присоединении разрешается выполнять оперативному персоналу, имеющему не ниже чем IV квалификационную группу, единолично.

Проверять отсутствие напряжение, накладывать и снимать переносные заземления разрешается не менее чем двум исполнителям.

В установках напряжением до 1000 В аппаратуру переключает один работник, имеющий III квалификационную группу, если он дежурный, или IV квалификационную группу, если он не является дежурным.

Персонал, выполняющий переключения, должен твердо знать, что в случае исчезновения напряжения оно может быть подано вновь без предупреждения как в условиях нормальной эксплуатации, так и при авариях.

 

5.3 Работа по распоряжениям

 

По распоряжению выполняются работы, которые производят вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением: а) уборка территории и помещений, в том числе за панелями щитов; б) ремонт аппаратуры, освещения и связи, замена ламп вне камер; в) возобновление надписей на ограждениях и кожухах; г) ремонт строительной части зданий, фундаментов оборудования, перекрытий кабельных каналов; ж) надзор за сушкой отключённого оборудования.

Так же по распоряжению выполняется монтаж, проверка, снятие, установка измерительных приборов устройств автоматики и связи, работы во вторичных цепях. Эти работы производятся при условии, что в помещении либо нет токоведущих частей напряжением выше 1000 В, либо они полностью закрыты, либо находятся на не доступной высоте. Работы выполняет ремонтный персонал, обслуживающий данную установку бригадой, состоящей не менее чем из двух лиц. Некоторые работы могут выполнятся оперативным персоналом или под его наблюдением.

По распоряжению разрешается выполнять небольшие кратковременные работы (до 1 ч.) с полным или частичным снятием напряжения и наложением заземления: отсоединения и присоединения питающего кабеля к электродвигателю, доливка и устранения течи масла, переключение ответвлений на трансформаторе.