2. Выбор схемы собственных нужд электростанции.

Бесперебойность работы собственных нужд (далее С.Н.) электростанции в значительной степени зависит от источников питания и надежности схем электроснабжения. В настоящее время установки С.Н. питают электроэнергией, как правило, от основных генераторов станции.

В нашем случае ГРУ имеет напряжение 6,3 кВ, поэтому схема С.Н. не будет иметь две ступени понижения напряжения: с 10,5 кВ до 6,3 кВ – для питания крупных электродвигателей С.Н.; с 6,3 кВ до 0,4 кВ – для питания мелких двигателей, освещения помещений и территории электростанции и др.

Рабочие трансформаторы С.Н. подключаются к сборным шинам ГРУ. Резервный трансформатор С.Н. подключается в точке между трансформатором связи и выключателем ГРУ. Чем обеспечивает надежное питание любой секции С.Н. от энергосистемы даже при отключении всех блоков станции.

В виду отсутствия сборных шин генераторного напряжения на генераторах Г-3, Г-4 (от Г-3, Г-4 электроэнергия передается в систему через трансформаторы блока Т-2, Т-3, на сборные шины высокого напряжения) рабочие трансформаторы С.Н. подключаются к ответвлениям токопроводов генераторов Г-3,Г-4. С установкой выключателя между генератором и трансформатором блока.

Перед составлением электрической схемы ТЭЦ С.Н. рассчитаем и выберем трансформаторы С.Н. соответствующей мощности и класса напряжения.

Количество трансформаторов С.Н. не блочной части ТЭЦ выбирается по числу потребителей С.Н., т.е. числу генераторов плюс один резервный трансформатор С.Н. для резервирования рабочих трансформаторов С.Н. Мощность рабочих трансформаторов С.Н. выбираем исходя из условия:

где:

- 8% от МВА,- число генераторов.

МВА

Резервный трансформатор С.Н. выбирается той же мощности, что и рабочий трансформатор С.Н.

Трансформатор С.Н. для блочной части ТЭЦ устанавливается один рабочий, а резервирование блочных источников питания С.Н. осуществляется трансформатором, который резервирует трансформаторы подключенные к ГРУ.

Рабочий трансформатор С.Н. блока выбирается из условия:

МВА, т.к.

от МВА.

Исходя из выше изложенных условий в схеме используем четыре рабочих трансформатора С.Н. и один резервный. Устанавливаем выбранный трансформатор С.Н. типа ТМ 4000/10 с параметрами:

Номинальная мощность: 4000кВА

Напряжение обмоток: ВН 6,3 кВ

НН 0,4 кВ

Потери х.х.: 5,2 кВт

Потери к.з.: 33,5 кВт

Напряжение к.з. между обмотками ВН-НН: 7,5%

Ток х.х.: 0,9%

2. Выбор линейных реакторов.

Для ограничения токов КЗ у потребителей, питающихся со сборных шин ГРУ 6,3 кВ устанавливаются групповые сдвоенные реакторы.

Определяем максимальный ток, потребляемый местной нагрузкой на генераторном напряжении.

,А

Определяем максимальный ток каждой линии.

,А

Распределяем число кабелей по секциям.

На каждую секцию количество сдвоенных реакторов 2 штуки, так как к одному сдвоенному реактору можно подключить не более трех-четырех кабелей. В нашем случае общее количество питающих кабелей 26 штук, то есть по 13 кабелей на секцию ГРУ 6 кВ. Всего сдвоенных реакторов 4 штуки.

Определяем ток термической стойкости.

Сечение кабеля 95 мм. Допустимый длительный ток для кабелей с резиновой и поливиниловой изоляции с медными жилами определяем по табличным данным:,А

,кА

где - коэффициент термической стойкости;

- время периодической составляющей КЗ.

Результирующее сопротивление цепи до установки реактора.

,

где - начальная периодическая составляющая тока КЗ на шинах ГРУ.

Требуемое сопротивление цепи КЗ с учетом выключателя с номинальным током отключения:

(20 кА), условие соблюдается.

.

Разность полученных сопротивлений дает требуемое номинальное индуктивное сопротивление линейного реактора:

.

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ

,кА

,кА

Далее выбираем тип реактора с ближайшим большим индуктивным сопротивлением по таблице 5.15 по /4/ (реакторы сдвоенные).

Тип реактора РБС 10-2*1000-0,22УЗ:

- номинальное напряжение 10 кВ;

- длительно допустимый ток при естественном охлаждении 2*1000 А;

- индуктивное сопротивление: номинальное – 0,22 Ом, двух ветвей при последовательном соединении – 0,673 Ом, одной ветви при встречных токах – 0,103 Ом;

- номинальный коэффициент связи 0,53;

- номинальная потеря на фазу 8,4 кВ;

- ток электродинамической стойкости 49 кА;

- ток термической стойкости 21,65кА;

- допустимое время действия тока термической стойкости 8 с;

- ток электродинамической стойкости при встречных токах КЗ 18,5 кА.

Вывод: выбранный реактор удовлетворяет всем требованиям.

2. Расчет токов КЗ для выбора коммутационных аппаратов.

Токи короткого замыкания на шинах ГРУ 6кВ рассчитаны в КР №1 в 3 разделе. Из раздела 3 КР №1 принимаем сопротивления элементов схемы.

Рассчитаем ток КЗ для первой точки на шинах РУ ВН 110кВ

Принимаем величину базисной мощности:

МВА

Напряжение на шинах в точке К.З. принимаем за базовое:

Первой ступени

кВ

Второй ступени

кВ

Базовый ток:

Первой ступени

кА

Второй ступени

кА

Определяем сопротивление и ЭДС элементов схемы. Расчет ведется в относительных единицах:

Энергосистема:

Система бесконечной мощности, поэтому:

Линии электропередачи ВЛ-1, ВЛ-2:

Сопротивления трансформаторов Т-1, Т-2, Т-3:

;

;

ЭДС генераторов Г-1, Г-2, Г-3, Г-4:

Сопротивление генераторов:

Сопротивление реактора

Расчет токов короткого замыкания для точки КЗ.1

Упрощение схемы замещения:

Линии электропередачи ВЛ-1, ВЛ-2:

Сопротивления Н.Н. трансформаторов Т-2, Т-3 включены параллельно:

Сопротивления генераторов Г-3, Г-4 и трансформаторов Т-2, Т-3 включены последовательно:

Суммируем сопротивления последовательно:

Преобразуем треугольник сопротивлений ,,в эквивалентную звезду сопротивлений,,

Поскольку , то

Суммируем сопротивления последовательно:

Дальнейшее преобразование схемы выполним путем приведенных ветвей генераторов Г-1 Г-2. Воспользуемся коэффициентами распределения

Коэффициенты распределения по ветвям

; ;

Результирующие сопротивления по ветвям схемы замещения

Ветвь генератора Г-1

Ветвь генератора Г-2

Токи по ветвям схемы при КЗ.1 в данной точке

Ветвь генератора Г-1

,кА

Ветвь генератора Г-2

,кА

Ветвь генератора Г-3

,кА

Ветвь генератора Г-4

,кА

Ветвь системы С

,кА

,кА

Величина ударного тока в т КЗ.1

,кА

Расчет токов короткого замыкания для точки КЗ.2

Токи короткого замыкания в точке КЗ.2 рассчитаны ранее в КР №1 пункт 3

Значение тока через выключатель ТС в ГРУ 6кВ будет равно:

,кА

Величина ударного тока в т КЗ.2

,кА

Расчет токов короткого замыкания для точки КЗ.3

Токи короткого замыкания в точке КЗ.3 рассчитаны ранее в КР №1 пункт 3

Значение тока через выключатель Г-2 в ГРУ 6кВ со стороны шин РУ будет равно:

,кА

Величина ударного тока в т КЗ.3

,кА

Значение тока через выключатель Г-2 в ГРУ 6кВ со стороны шинопровода будет равно:

,кА

Величина ударного тока в т КЗ.3

Определив расчетные токи в точке КЗ.3 выбираем наихудший вариант:

,кА, ,кА

Расчет токов короткого замыкания для точки КЗ.4

Токи короткого замыкания в точке КЗ.2 рассчитаны ранее в КР №1 пункт 3

Значение тока через выключатель ТС в ГРУ 6кВ будет равно:

,кА

Величина ударного тока в т КЗ.2

,кА

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ от эквивалентного двигателя

,кА

Периодическая составляющая в точке КЗ.4

,кА

Величина ударного тока в т КЗ.4

,кА

Расчет токов короткого замыкания для точки КЗ.5

Начальная периодическая составляющая была найдена при расчете линейного реактора

,кА; ,кА

Расчет токов короткого замыкания для точки КЗ.6

Линии электропередачи ВЛ-1, ВЛ-2:

Сопротивления Н.Н. трансформаторов Т-2, Т-3 включены параллельно:

Сопротивления генератора Г-3 и трансформатора Т-2 включены последовательно:

Суммируем сопротивления последовательно:

Преобразуем треугольник сопротивлений ,,в эквивалентную звезду сопротивлений,,

Поскольку , то

Преобразуем сопротивления ,,,

Генераторы Г-1 и Г-2 имеют одинаковые характеристики, совместим ветви схемы:

Суммируем сопротивления последовательно:

Дальнейшее преобразование схемы выполним путем приведенных ветвей генераторов Г-1,2 Г-3 и системы. Воспользуемся коэффициентами распределения

Коэффициенты распределения по ветвям

; ;

.

Результирующие сопротивления по ветвям схемы замещения

Ветвь генератора Г-1,2

Ветвь генератора Г-3

Ветвь системы С

Ветвь генератора Г-4 и местной нагрузки не нуждаются в преобразовании

Токи по ветвям схемы при КЗ в данной точке

Ветвь генератора Г-1,2

,кА

Ветвь генератора Г-2

,кА

Ветвь генератора Г-3

,кА

Ветвь системы С

,кА

,кА

Величина ударного тока в т КЗ.6

Результаты расчетов сводим в таблицу:

Точка КЗ	Источник токов КЗ	(кА)	(кА)
КЗ.1 Шины 110 кВ	Система, Г-1, Г-2, Г-3, Г-4	9,3	22,79
КЗ.2 Шины 6кВ	Система, Г-1, Г-3, Г-4	46,99	129,27
КЗ.3 Цепь генератора Г-2	Система, Г-1, Г-3, Г-4	87,73	242,57
КЗ.4 Шины С.Н. 6 кВ	Система, Г-1, Г-2, Г-3, Г-4, Эквивалентный двигатель	55,37	148,63
КЗ.5 Потребители 6 кВ	Ветвь линейного реактора	20,0	54,77
КЗ.6 Цепь генератора Г-4	Система, Г-1, Г-2, Г-3	43,69	120,8

Выбор выключателей и разъединителей в основных цепях станции.

Выбор выключателей и разъединителей РУ 110кВ

Расчетный ток продолжительного режима

Тепловой импульс тока К.З.

, где

-время работы релейной защиты

-полное время отключения выключателя