7. Выбор схемы с.Н. И трансформаторов с.Н..
Нормальная работа электростанций возможна только при надёжной работе механизмов с.н., что возможно лишь при надежном электроснабжении их. Потребители с.н. относятся к потребителям первой категории. Основными напряжениями, применяемыми в настоящее время в системе с.н., являются 6-10 кВ. Распределительное устройство с.н. выполняется с одной секционированной системой шин.
Каждая секция присоединяется к рабочему трансформатору с.н.
Рабочие трансформаторы с.н. блочной части ТЭЦ присоединяются отпайкой от блока генератор-трансформатор. Рабочий трансформатор с.н. для неблочной части ТЭЦ присоединяется к распределительному устройству генераторного напряжения (для ТЭЦ с ГРУ). Выбор рабочих трансформаторов с.н.:
Sс.н.1 = |
Pс.н.% |
* |
Pном,г |
* Kс = |
10 |
* |
120 |
* 0,8 = 12 МВ*А |
100 |
cos φ |
100 |
0,8 |
Sс.н.2 = |
Pс.н.% |
* |
Pном,г |
* Kс = |
10 |
* |
100 |
* 0,8 = 9,4 МВ*А |
100 |
cos φ |
100 |
0,85 |
По таблице П.2.4[1] выбираем трансформаторы типа ТМНС-16000/10 и ТМНС-10000/10. Номинальные параметры трансформатора заносим в таблицу 6.
Резервное питание секций с.н. осуществляется от резервных магистралей, связанных с пускорезервным трансформатором с.н. (РТСН). Пускорезервный трансформатор с н присоединяем к шинам РУ- 110 кВ. Мощность резервного источника должна быть не меньше любого из рабочих. Принимаем трансформатор типа
ТДН-16000/110 кВ.
Таблица 6. Номинальные параметры трансформаторов с.н.
Тип трансформатора |
Напряжение обмотки, кВ |
Потери, кВт |
Uк, % |
Iх, % |
||
ВН |
НН |
Pх |
Pк |
|||
ТМНС-16000/10 |
10,5 |
6,3 |
17 |
85 |
10 |
0,7 |
ТМНС-10000/10 |
10,5 |
6,3 |
12 |
81 |
14 |
0,75 |
ТДН-16000/110 |
115 |
6,6 |
18 |
85 |
10,5 |
0,7 |
Рис. 3. Схема собственных нужд.
8. Расчет токов короткого замыкания.
Составляем упрощенную электрическую схему замещения.
Задавшись базисной мощностью Sб = 1000 МВ*А,
определяем параметры схемы замещения:
Система: X1 = XС* * Sб / Sном,с = 0,25 * 1000 /1200 = 0,2, где XC* = 0,12; Sном,с = 240 МВ*А – по условию.
Линии X2 = Xуд * L * Sб / Uср2 = 0,4 * 58 * 1000 / 1152 = 1,75, где Xуд = 0,4 для линий, присоединенных к шинам 110 кВ, L = 58 км – по условию.
X3= X2 = 1,75
Блочные трансформаторы:
X4= |
Uк% |
* |
Sб |
= |
10,5 |
* |
1000 |
= 0,84, где Uк% = 10,5 %, Sном,г = 125 МВ*А – по каталожным |
100 |
Sном,т |
100 |
125 |
данным для трансформатора ТДЦ-125000/110.
Генераторы: X13 = d” * Sб / Sном,г = 0,192 * 1000 / 125 = 1,53, где d” = 0,192, Sном,г = 125 МВ*А – по каталожным данным для генератора ТВФ-120-2.
X11 = X12 = d” * Sб / Sном,г = 0,183 * 1000 / 117,5 = 1,56, где d” = 0,183, Sном,г = 117,5 МВ*А – по каталожным данным для генератора ТВФ-100-2.
Трансформаторы связи:
По каталожным данным для автотрансформатора ТДТН-110000/110:
Sном,т = 110 МВ*А; Uк,в-с = 11 %, Uк,в-н = 18,5 %, Uк,с-н = 7 %
Uк,в% = 0,5 * (Uк,в-с + Uк,в-н – Uк,с-н) = 0,5 * (11 + 18,5 – 7) = 11,25 %
Uк,с% = 0,5 * (Uк,в-с + Uк,с-н – Uк,в-н) = 0,5 * (11 + 7 – 18,5) = – 0,5 %
Uк,н% = 0,5 * (Uк,в-н + Uк,с-н – Uк,в-с) = 0,5 * (18,5 + 7 – 11) = 7,25 %
X5 = |
Uк,в% |
* |
Sб |
= |
11,25 |
* |
1000 |
= 1,01 |
100 |
Sном,т |
100 |
110 |
Так как Uк,с% = – 0,5 <0, то принимаем X6 = 0
X7 = |
Uк,н% |
* |
Sб |
= |
7,25 |
* |
1000 |
= 0,65 |
100 |
Sном,т |
100 |
110 |
X8 = X5 = 1,01
X9 = X6 = 0
X10 = X7 = 0,65
Так как сопротивления X6 = X7 = 0, то схема замещения примет вид:
Сложим последовательно сопротивления X7 и X12; X10 и X11:
X14 = X7 + X12 = 0,65 + 1,56 = 2,21
X15 = X10 + X11 = 0,65 + 1,56 = 2,21
Сложим параллельно сопротивления X14 и X15, X2 и X3:
X16 = |
X14 * X15 |
= |
2,21 * 2,21 |
= 1,1 |
X14 + X15 |
2,21 + 2,21 |
X17 = |
X2 * X3 |
= |
1,75 * 1,75 |
= 0,87 |
X2 + X3 |
1,75 + 1,75 |
Сложим последовательно сопротивления X17 и X1:
X18 = X17 + X1 = 0,87 + 0,2 = 1,07
Сложим параллельно сопротивления X5 и X8:
X19 = |
X5 * X8 |
= |
1,01 * 1,01 |
= 0,5 |
X5 + X8 |
1,01 + 1,01 |
Сложим последовательно сопротивления X4 и X13
X20 = X4 + X13= 0,84 + 1,53 = 2,37
После этих преобразований получим упрощенную электрическую схему:
Для точки К1:
Сложим последовательно сопротивления X16 и X19:
X21 = X16 + X19 = 1,1 + 0,5 = 1,6
Результирующая схема для расчета токов к.з. в точке К1:
Iб = |
Sб |
= |
1000 |
= 5 кА; |
√3 * Uср |
√3 * 115 |
Iпо.с = |
Е*с” |
* Iб = |
1 |
* 5 = 4,67 кА; |
X18 |
1,07 |
Iпо.г1 = |
Е*г” |
* Iб = |
1,13 |
* 5 = 2,38 кА; |
X20 |
2,37 |
Iпо.г2-3 = |
Е*г” |
* Iб = |
1,13 |
* 5 = 3,53 кА; |
X21 |
1,6 |
где Е*с” = 1, Е*г” = 1,13.
Суммарный ток к.з. в точке К1:
Iпо,к1 = Iпо,с + Iпо,г1+ Iпо,г2-3 = 4,67 + 2,38 + 3,53 = 10,58 кА
Из таблицы 3.8[1] устанавливаем значения ударных коэффициентов по ветвям схемы и рассчитываем ударные токи:
Kу,с = 1,608; Kу,г1 = 1,975; Kу,г2-3 = 1,976
iу,с = √2 * Iпо,с * Kу,с = √2 * 4,67 * 1,608 = 10,6 кА
iу,г1 = √2 * Iпо,г1 * Kу,г1 = √2 * 2,38 * 1,975 = 6,65 кА
iу,г2+3 = √2 * Iпо,г2-3 * Kу,г2-3 = √2 * 3,53 * 1,976 = 9,86 кА
Суммарный ударный ток для точки К1:
iу,к1 = iу,с + iу,г1 + iу,г2-3 = 10,6 + 6,65 + 9,86 = 27,11 кА
Для точки К2:
Упрощенная схема замещения для расчета токов к.з. в точке К2:
Чтобы определить эквивалентные сопротивления воспользуемся методом связных цепей:
Xэкв = |
X20 * X18 |
= |
2,37 * 1,07 |
= 0,74 |
X20 + X18 |
2,37 + 1,07 |
Xрез = Xэкв + X19 = 0,74 +1,1 = 1,84
С1 = Xэкв / X20 = 0,74 / 2,37 = 0,31
C2 = Xэкв / X18 = 0,74 / 1,07 = 0,69
Проверка: C1 + C2 = 0,31 + 0,69 = 1, значит вычисления верны.
X20’ = Xрез / C1 = 1,84 / 0,31 = 5,93
X18’ = Xрез / C2 = 1,84 / 0,69 = 2,67
Результирующая схема для расчета токов к.з. в точке К2:
Iб = |
Sб |
= |
1000 |
= 15,6 кА; |
√3 * Uср |
√3 * 37 |
Iпо.с = |
Е*с” |
* Iб = |
1 |
* 15,6 = 5,84 кА; |
X18’ |
2,67 |
Iпо.г1 = |
Е*г” |
* Iб = |
1,13 |
* 15,6 = 2,97 кА; |
X20’ |
5,93 |
Iпо.г2-3 = |
Е*г” |
* Iб = |
1,13 |
* 15,6 = 10,02 кА; |
X16 |
1,1 |
где Е*с” = 1, Е*г” = 1,13.
Суммарный ток к.з. в точке К2:
Iпо,к2 = Iпо,с + Iпо,г1 + Iпо,г2-3 = 5,84 + 2,97 + 10,02 = 18,83 кА
Из таблицы 3.8[1] устанавливаем значения ударных коэффициентов по ветвям схемы и рассчитываем ударные токи:
Kу,с = 1,608: Kу,г1 = 1,975; Kу,г2-3 = 1,976
iу,с = √2 * Iпо,с * Kу,с = √2 * 5,84 * 1,608 = 13,28 кА
iу,г1 = √2 * Iпо,г1 * Kу,г1 = √2 * 2,97 * 1,975 = 8,3 кА
iу,г2-3 = √2 * Iпо,г2-3 * Kу,г2-3 = √2 * 10,02 * 1,976 = 28 кА
Суммарный ударный ток для точки К2:
iу,к1 = iу,с + iу,г1 + iу,г2-3 = 13,28 + 8,3 + 28 = 49,58 кА
Результаты токов к.з. заносим в таблицу 6:
Таблица 6: Результаты расчета токов к.з
Место повреждения |
Мощность ветви, МВ*А |
Xрез |
Iб, кА |
Iпо, кА |
Kу |
iу, кА |
Tа, с |
Шины 110 кВ (точка К1) |
Sс = 320 |
1,07 |
5 |
4,67 |
1,608 |
10,6 |
0,02 |
Sг1 = 120 |
2,37 |
2,38 |
1,975 |
6,65 |
0,4 |
||
Sг2 + Sг3 = 200 |
1,6 |
3,53 |
1,976 |
9,86 |
0,417 |
||
Итого в точке К1: |
|
|
10,58 |
|
27,11 |
|
|
Шины 35 кВ (точка К2) |
Sс = 320 |
2,67 |
15,6 |
5,84 |
1,608 |
13,28 |
0,02 |
Sг1 = 120 |
5,93 |
2,97 |
1,975 |
8,3 |
0,4 |
||
Sг2 + Sг3 = 200 |
1,1 |
10,02 |
1,976 |
28 |
0,417 |
||
Итого в точке К2: |
|
|
18,83 |
|
49,58 |
|
|