Выбор реакторов

Выбираются групповые реакторы для ограничения тока к.з. в цепях отпаек от генераторов на нагрузку 10 кВ. Максимальный ток продолжительного режима I_норм = 0,169 кА.

Суммарное значение периодической составляющей тока к.з. в начальный момент на шинах 10 кВ I_П0 = 81,356 кА, (точка К6).

Линии распределены по четыре на каждую секцию КРУ,

(3.18)

.

Ячейки КРУ комплектуются вакуумными выключателями ВВЭ-10-20/1000 с . Основная защита – МТЗ с выдержкой времени, полное время отключения к.з. .

Результирующее сопротивление цепи к.з. при отсутствии реактора , Ом

, (3.18)

.

Требуемое сопротивление цепи к.з. из условия обеспечения номинальной отключающей способности выключателя , Ом

, (3.19)

.

Требуемое сопротивление реактора для ограничения тока к.з. , Ом

, (3.20)

.

Выбираются два сдвоенных реактора типа РБСД–10-2×1600–0,25У3 с параметрами:

U_ном = 10 кВ; I_ном = 2×1600 А; Х_р = 0,25 Ом; I_тер = 19,3 кА; t_тер = 8 с; i_дин = 49 кА; k_св = 0,52.

Результирующее сопротивление цепи к.з. с учетом реактора , Ом

, (3.21)

.

Схема соединения реакторов приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема присоединения реакторов к КРУ

Фактическое значение периодической составляющей тока КЗ за реактором , кА,

, (3.22)

.

Выполняется проверка реактора на электродинамическую стойкость.

Ударный ток к.з. , кА,

, (3.23)

где k_у – ударный коэффициент, k_у = 1,956, [1].

.

Условие проверки на электродинамическую стойкость выполняется

.

Выполняется проверка реактора на термическую стойкость.

Расчётный тепловой импульс , , (Т_а = 0,23 с).

, (3.24)

Условие проверки на термическую стойкость выполняется

Остаточное напряжение на шинах КРУ при к.з. за реактором

, (3.25)

.

Потеря напряжения при протекании максимального тока,

, (3.26)

.

Реактор РБСД–10-2×1600–0,25У3 удовлетворяет требованиям выбора и проверок.

На линиях 10 кВ выбираются вакуумные выключатели типа ВВЭ-10-20/1000 с I_{отк.ном} = 20 кА, результаты условий выбора и проверки в таблице 3.6.

Таблица 3.6 – Выбор выключателей на линиях 10кВ

Расчетные данные	Выключатель ВВЭ-10-20/1000
Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ
Imax = 901,3 А	Iном = 1000 А
iу = 48,568 кА	iвкл = iдин = 52 кА
Вк = 436,280 кА 2с	Iтер2 tтер = 20 23 = 1200 кА2с

Выбор шин, токопроводов, изоляторов, кабелей Выбор жёстких шин, токопроводов и изоляторов на напряжение 10 кВ

На проектируемой ТЭЦ блоках генератор – трансформатор участки от генераторов до трансформаторов, отпайки к ТСН и к реакторам на КРУ выполняются комплектным пофазно-экранированным токопроводом (КЭТ).

По типу генератора выбирается КЭТ типа ГРТЕ–10–8550–250, [1].

Параметры КЭТ:

номинальное напряжение, кВ:

турбогенератора 10,5;

токопровода 10;

номинальный ток, А:

турбогенератора 6875;

токопровода 8550;

Электродинамическая стойкость токопровода, кА 250;

Токоведущая шина d×s, мм 280×12;

Кожух (экран) D×δ, мм 750×4;

Междуфазное расстояние А, мм 1000;

Тип опорного изолятора ОФР-20-375с;

Шаг между изоляторами, мм 2500-3000;

Тип применяемого трансформатора напряжения ЗНОМ–10;

Тип встраиваемого трансформатора тока ТШ-20-10000/5;

Предельная длина монтажного блока или секции, м 8.

КЭТ проверяется по максимальному току и динамической устойчивости по условиям

I_max < I_ном, (3.27)

7235 < 8550.

i_у < i_дин, (3.28)

165,732 < 250.

Условия проверки по максимальному току и динамической устойчивости выполняется.

Участок от реакторов до КРУ выполняется жесткими шинами, сечение которых определяется по току продолжительного режима, [п. 3.2] I_max = 169×16=2704 А.

Для рассмотрения принимаются медные двухполосные шины сечением 8010 мм² (h = 80 мм, b = 10 мм) с допустимым током I_доп = 3100 А [2]. Шины монтируются на ребро.

Поперечное сечение шин q = 28010 = 1600 мм²

Условие проверки по нагреву током продолжительного режима выполняется

I_max ≤ I_доп,

2704 < 3100 А.

Условие проверки шин на термическую стойкость

, (3.29)

, (3.30)

где – функция, Ас^1/2/мм², [2; раздел 3], для медных шин С = 167 Ас^1/2/мм²;

– значение теплового импульса за реактором, , [п. 3.4].

,

Условие проверки шин на термическую стойкость, по формуле (3.29) выполняется

.

Шины проверяются на механическую прочность. Определяется пролет l, м, при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц [2]:

(3.31)

Для выбора наиболее экономичного варианта, рассматривается два варианта расположения шин.

Если шины расположены на ребро, момент инерции двухполосных шин , см⁴,

, (3.32)

,

Если шины на изоляторах расположены плашмя, то

(3.33)

Этот вариант расположения шин на изоляторах позволяет увеличить длину пролета до 1,202 м, т.е. дает значительную экономию изоляторов. Принимается расположение пакета шин плашмя; пролет 1,2 м; расстояние между фазами a=0,8 м.

Чтобы усилие между полюсами не приводило к их соприкосновению, между полюсами устанавливают прокладки

(3.34)

Определяется пролет l_п, м, при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц [2]

, (3.35)

Масса полосы на 1 м определяется по сечению, плотности материала шин (медь 8,95·10^-3 кг/см³) и длине 100 см

Принимается меньшее значение l_п=0,785 м, тогда число прокладок в пролете

(3.36)

Принимается n = 1

При двух прокладках в пролете расчетный пролет

(3.37)

Определяется сила взаимодействия между полосами

, (3.38)

где - коэффициент формы, [2,4],

b = 10 мм = 0,01 м.

,

Напряжение в материале полос

(3.39)

где .

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз

(3.40)

где

Суммарное значение напряжения в материале равно сумме значений напряжения в материале полос и от взаимодействия фаз

что меньше Таким образом шины механически прочны.