Материал: Разработка электрической части теплоэлектроцентрали

Для РУ 220 кВ α = 0,98, для РУ 10 кВ α = 0,98, для блочного генератора α = 0,98.

IпτС=0,3 кА;

Iпτ10=8,134 кА;

Iпτ220=12,02 кА;

IпτБГ=12,02 кА.

Суммарная периодическая составляющая тока в месте к.з IпτΣ=26,48 кА.

Апериодическая составляющая тока к.з.:

iaτС=0,003 кА;

iaτ10=0,079 кА;

iaτ220=0,117 кА;

iaτБГ=0,117 кА.

Суммарная апериодическая составляющая тока к.з. равна iaτΣ=0,316 кА.

2.6 Расчет токов короткого замыкания на шинах 10 кВ

Составим схему замещения, где все элементы заменим на соответствующие индуктивные сопротивления, приведенные к ступени базисного напряжения Uб=10 кВ. Весь расчет проводится по принципу, аналогичному изложенному в п. 2.4.

Пересчитываем сопротивления и сверхпереходные ЭДС всех источников в соответствии с базисным напряжением 10 кВ:

;

;

;

;

;

;

;

;

Ес=-5,77 кВ;

;

;

;

.

Преобразуем схему замещения:

Определим параметры верхней части схемы:

;

;

;

;

Рисунок 15 - Упрощенная схема замещения

Схема замещения примет вид, изображенный на рисунке 16:

Рисунок 16 - Преобразованная схема замещения.

Определим начальное значение периодической составляющей тока к.з. для каждой ветви, изображенной на рисунке 16:

IпоС=0,3 кА;

Iпо10=8,3 кА;

Iпо220=6,13 кА;

Начальное значение суммарного периодического тока к.з. от всех источников: IпоΣ=14,73 кА.

Ударный ток для каждой ветви:

iУС=0,73 кА;

iУ10=22,7 кА;

iУ220=17,05 кА;

Ударный ток от всех источников в месте к.з.: iУΣ=40,5кА.

Периодическая составляющая тока в месте к.з. равна:

Для РУ 220 кВ α = 0,98, для РУ 10 кВ α = 0,98.

IпτС=0,3 кА;

Iпτ10=8,134 кА;

Iпτ220=12,02 кА;

Суммарная периодическая составляющая тока в месте к.з равна: IпτΣ=20,454 кА.

Апериодическая составляющая тока к.з.:

iaτС=0,003 кА;

iaτ10=0,079 кА;

iaτ220=0,117 кА;

Суммарная апериодическая составляющая тока к.з.: iaτΣ=0,199 кА;

Результаты расчетов токов к.з. сведем в таблицу 7.

Таблица 7 - Итоговые данные расчета токов короткого замыкания

3. Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей электрической станции

3.1 Выбор высоковольтных выключателей

Выбор выключателей происходит по номинальному напряжению U длительному номинальному току Iдл, отключающей способности. Соответственно, осуществляется их проверка на термическую и динамическую стойкость.

Для выбора выключателей должны быть известны следующие исходные и расчетные данные:

Uуст - напряжение электроустановки, кВ;

Iраб.форс - рабочий ток форсированного режима электроустановки, кА;

Inо, Iдл, Inτ, Iaτ,- параметры тока КЗ отключаемого выключателем, кА;

Вк - тепловой импульс кА2/с.

Для выбора выключателей необходимо рассчитать рабочий форсировочный ток и тепловой импульс тока по формулам:

где Рпред - предельная нагрузка на выключатель.

где Inо - начальное значение суммарного периодического тока от всех источников, А;

Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з., с.

Для удобства расчетов все данные заносятся в таблицы.

.1.1 Выбор выключателей для ОРУ 220кВ

Для ОРУ 220кВ выбран выключатель элегазовый баковый ВЭБ-220. Он имеет пружинный привод ППВ и встроенные трансформаторы тока высокого класса точности. Выключатель изготовлен в климатическом исполнении УХЛ1 и предназначен для эксплуатации в ОРУ и ЗРУ в районах с умеренным и холодным климатом. Производитель гарантирует высокий коммутационный и механический ресурс, что обеспечивает, при нормальных условиях эксплуатации, не менее чем 25-летний срок службы до первого ремонта. ВЭБ-220 имеет высокие пожаро- и взрывобезопасность.

Таблица 8 - Выбор выключателей для ОРУ 220кВ

Здесь βн - номинальное содержание апериодической составляющей тока отключения, отн. ед. (при отсутствии данных принимается равным 0,2);

Iτ и tт - предельный ток термической стойкости (кА) и допустимое время его действия (с).

Проверим выполнение условий 2, 6, 7:

Так как все условия выбора выполняются, принимаем выключатель ВЭБ-220.

3.2 Выбор разъединителей

Выбор разъединителей аналогичен выбору выключателей. По формулам (33), (34) рассчитываем рабочий форсировочный ток Iрф и тепловой импульс тока Вк.

.2.1 Выбор разъединителей для ОРУ 220 кВ

Для ОРУ 220 кВ выбран разъединитель РГН-220/1000УХЛ1.

Таблица 11 - Выбор разъединителей для ОРУ 220кВ

Произведем проверку условий 2 и 5:

Разъединитель РГН-220/1000УХЛ1 удовлетворяет всем условиям.

.2.3 Выбор разъединителей для ГРУ 10 кВ

Для ГРУ 10 кВ выбран разъединитель РГН-10/2000УХЛ1. Его расчет проведен в таблице 12.

Таблица 12 - Выбор разъединителей для ГРУ 10 кВ

Проверим условия 2 и 5:

Разъединитель РГН-10/2000УХЛ1удовлетворяет всем условиям.

Характеристики выбранных разъединителей занесены в таблицу 13.

Таблица 13 Характеристики разъединителей

3.3 Выбор сборных шин и токоведущих частей

.3.1 Выбор проводов сборных шин ГРУ 10 кВ.

Сборные шины выбираются по допустимому току из условий нагрева в длительном режиме и проверяются на термическую и динамическую стойкость при к.з. В целях выявления наиболее нагруженного участка, проводим расчет перетоков мощности на участках сборных шин в нормальном и аварийном режимах.

Будем считать, что одна линия нагружена максимально во всех режимах мощностью Р=150 МВт. Остальные нагружены равномерно:

Находим реактивные мощности по формуле:

при tgφ = 0,62

Составим распределение мощностей в нормально-максимальном режиме и изобразим её графически на рисунке 14.

Рисунок 17 - Распределение мощности в нормально-максимальном режиме для ГРУ-10 кВ

Из рисунка 17 видно, что в составленной схеме максимально нагружен участок 3-4: Р=72,4 МВт и Q=44,888 МВАр. Переток полной мощности находим по формуле:

.

Примем к рассмотрению аварийно-максимальный режим. Допустим, что из строя вышел один генератор.

Рисунок 18- Распределение мощности в аварийно-максимальном режиме для ГРУ-10 кВ