Так как при установке мощных генераторов возрастает значение токов короткого замыкания, то целесообразно присоединение генераторов непосредственно к РУ ВН в виде блоков генератор-трансформатор.
При выборе генераторов руководствуемся следующими соображениями:
все генераторы принимаются одинаковой мощности;
число генераторов должно быть не менее 2 и не более 8;
единичная мощность генератора не должна превышать 10% установленной мощности системы, включая проектируемую ТЭЦ.
Исходя из этого, выбираем на ТЭЦ три одинаковых генератора типа:
ТВВ-320-2ЕУЗ с параметрами – Sном = 385 МВА; cos jн=0,85; .Число и мощность трансформаторов на электростанции зависит от их назначения, схемы включения генераторов, количества РУ и режимов энергопотребления на каждом из напряжений. Все трансформаторы выбираются трёхфазными.
Мощность двухобмоточного трансформатора, работающего в блоке с генератором, принимается равной или большей мощности генератора в МВА.
Таким образом, для каждого генератора, работающего в блоке с трансформатором, выбираем трансформатор типа:
ТДЦ – 400000 / 330 с параметрами: Sном=400 МВА, Uвн=347 кВ, Uнн=20 кВ, Рх=300 кВт, Ркз=790 кВт, Uк=11.5 %.
Мощность рабочих трансформаторов собственных нужд выбирается исходя из условия 7% потребления от мощности генератора. Рабочие трансформаторы собственных нужд блоков присоединяются к отпайкам от токопроводов генераторного напряжения. На блочной станции с тремя блоками устанавливается два пуско-резервных трансформатора собственных нужд. Мощность пуско-резервного трансформатора собственных нужд определяется исходя из условия замены одного из наибольших рабочих трансформаторов собственных нужд и одновременного обеспечения запуска блока. В общем случае мощность пуско-резервных трансформаторов собственных нужд в 1.5 раза больше мощности наибольшего рабочего трансформатора собственных нужд.
Таким образом
Sтсн=Sблока*0,07=320*0,07=22,4 МВА.
Выбираем трансформатор собственных нужд типа:
ТРДНС – 32000 / 20 с параметрами: Sном=32 МВА, Uвн=20 кВ, Uнн=6.3 кВ, Рх=29 кВт, Ркз=145 кВт, Uк=12,7 %.
Устанавливаем по одному трансформатору на блок.
Sпртсн=Sтсн*1,5=24 МВА.
Выбираем пуско-резервный трансформатор собственных нужд типа:
ТРДН – 25 000 / 35 с параметрами: Sном=25 МВА, Uвн=15.75 кВ, Uнн1-нн2=6.3- 6.3 кВ, Рх=25 кВт, Ркз=115 кВт, Uкв-н=10.5 %, Iхх=0.65 %, Uнн1-нн2=30 %.
Определение расчётных токов короткого замыкания необходимо для выбора выключателей по коммутационной способности, проверки аппаратов и проводников на электродинамическую и термическую стойкость.
При проверке аппаратов и токопроводов на электродинамическую и термическую стойкость следует ориентироваться на трёхфазное КЗ. Случай однофазного КЗ может быть исключён из рассмотрения, так как электродинамические силы при этом малы, поскольку расстояние от повреждённого проводника до проводника заземляющей системы велико.
Для выбора электрических аппаратов расчёт производят с допущениями, которые существенно упрощают вычисления, но дают на 10-15 % завышенный результат. Для расчёта трёхфазного тока КЗ составим расчётную схему (рис 8.1)
Рис 8.1 Расчётная схема с обозначением места КЗ
По данной расчётной схеме составляем эквивалентную схему замещения, в которой все источники питания вводятся своими номинальными мощностями () и сверхпереходными реактивностями ()(Рис 8.2).
Для расчёта необходимо на схеме замещения представить каждый элемент схемы численным значением.
6
3
0.288
7
5
11
4
Рис 8.2 Схема замещения
Определим сопротивления схемы замещения, задавшись базисными значениями:
МВА,
Сопротивление генератора вычисляется по формуле:
, (8.1)
Сопротивление трансформатора вычисляется по формуле:
, (8.2)
Сопротивление линии электропередачи вычисляется по формуле:
, (8.3)
где – удельное сопротивление линии электропередач,(Ом /км для ЛЭП 330 кВ), – длина линии, км.
Сопротивление трансформатора с расщеплённой обмоткой:
(8.4)
(8.5)
Сопротивление системы вычисляется по формуле:
(8.6)
Определим численные значения по формулам 8.1-8.6:
Сопротивления генераторов Г1, Г2, Г3:
Сопротивления трансформаторов Т1,Т2,Т3:
Сопротивления трансформаторов СН:
Сопротивление автотрансформаторов:
Сопротивление линии:
Сопротивление системы:
Сопротивление ПРТСН:
Делаем расчет для точки КЗ.
Произведем эквивалентную замену схемы.
Е1
4 / 0,46
3 / 0,288
Ес
9 / 0,17
Преобразуем некоторые элементы схемы:
X31=Х32=Х33=Х4+Х3=0,46+0,288=0,748
Х34=Х2*Х9/(Х2+Х9)+Х1=0,172/2*0,17+0,1=0,185
Х35=Х11+Х10+Х13=0,589+1,31+1,31=3,209
31 /0,748
Е2
Е3
34 /0,185
Х36=1/(1/Х31+1/Х32+1/Х33)=1/(3/0,748)=0,25
Х37=Х14*Х35/(Х14+Х35)+Х15=0,589*3,209/(0,589+3,209)+0,06=0,558
Хрез=Хэкв+Х37=0,106+0,558=0,664
Коэффициенты токораспределения:
С1=Хэкв/Х34=0,106/0,185=0,573
С2=Хэкв/Х36=0,106/0,25=0,424
Сопротивление ветвей с учетом разделения Х37:
Х38=Хрез/С1=0,664/0,573=1,159
Х39=Хрез/С2=0,664/0,424=1,566
Базисный ток:
Периодическая составляющая тока КЗ:
Iпо4=Е4/Х39*Iб=1/1,566*15,19=9,7кА
Iпо с=Ес/Х38*Iб=1/1,159*15,19=13,1кА
Iпо сум=Iпо4+Iпо с=9,7+13,1=22,8кА
Амплитуда ударного тока КЗ:
iу4=kу√2*Iпо4=1,977*√2*9,7=27,12кА
iус=kу√2*Iпос=1,977√2*13,1=31,81кА
iу сум=iу4+iус=27,12+31,81=5893кА
где 7 - ударный коэффициент.
Полное время отключения:
Постоянная времени затухания:
Апериодическая составляющая тока КЗ в момент времени :
Электрические аппараты выбираются по расчетным условиям нормального режима с последующей проверкой их работоспособности в аварийных режимах. При этом расчётные величины должны быть меньшими или равными номинальным (каталожным параметрам).
Выключатели выбираются по:
1. По напряжению установки (Uуст £ Uном).
2. По длительному току (Iнорм £ Iном; Imax £ Iном).
3. По отключающей способности.
Проверяются:
1. На симметричный ток отключения (Iп,t £ Iотк.ном)
2. На возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ (ia.t £ ia.ном=Ö2 ×Iотк.ном × (1+bном), нормированное относительное значение апериодической составляющей bном определяем по [16]).
3. На электродинамическую стойкость (Iп.о £ Iпр.с; iу £ iпр.с, где Iпр.с и iпр.с - действующее и амплитудное значение предельного сквозного тока КЗ по каталогу соответственно).
4. На термическую стойкость (Вк £ I2T × tT, где IT – предельный ток термической стойкости по каталогу, tT – длительность протекания тока термической стойкости, с).
Разъединители в отличие от выключателей выбираются по первому и второму пункту и проверяются только по электродинамической и термической стойкости.
Приведем пример выбора электрических аппаратов в распредустройстве 330 кВ. Остальные аппараты выбираются аналогично. Результаты их выбора занесём в таблицы 8.1 – 8.5. Весь расчет выполнен в соответствии с [ ]. Каталожные данные принимаем из [ ].
Первоначально определяем ток в распредустройстве 110 кВ:
, (8.7)
где Pном – номинальная мощность генератора (МВт),
Тогда по формуле (4.1):
Максимальное значение тока в ячейке распредустройства:
(8.8)
Тогда кA
Таблица 8.1 Выключатель и разъединитель в распредустройстве 330 кВ.
Расчетные данные
Каталожные данные
Выключатель
ВНВ-330А-40/3150У1
Разъединитель
РНДЗ-1-330/3200У1
Uуст=330 кВ
Uном=330 кВ
Imax=0,692 кА
Iном=3,15 кА
Iном=3,2 кА
Iп,t=14,9 кА
Iотк.ном=40 кА
-
Ö2 Iп,t +ia.t=40,13 кА
Ö2 ×Iотк.ном × (1+bном)=62,3 кА
Iп.о=15,66 кА
Iпр.с=50 кА
iу=43,63 кА
Iпр.с=128 кА
iпр.с=160 кА
Вк=83,38 кА2×с
I2T × tT=6400 кА2×с
I2T × tT=7938 кА2×с
На РУ 110 кВ выбираем выключатели типа ВВБК-110Б-50/3150У1 и разъединители типа
РНДЗ.1-110/3200У1.
Трансформаторы тока выбирают:
- по напряжению установки:
, (8.9)
- по току:
, (8.10)
Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей;
- по конструкции и классу точности:
- по электродинамической стойкости:
(8.11)
где iу - ударный ток КЗ по расчету;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
