3.4 Схема с двумя рабочими и обходной системами шин.

В распределительных устройствах 110кВ с большим количеством присоединений широко применяется схема с двумя рабочими и обходной системами шин с одним выключателем на цепь (рис. 3-4).

В схеме применен отдельный шиносоединительный выключатель ШСВ, отказ от него допустим при числе присоединений не более семи и мощности агрегатов меньше 160 МВт. Установка отдельного ШСВ обеспечивает большую оперативную гибкость, хотя и увеличивает капитальные затраты.

Особенности схемы с двумя системами шин и схемы с обходной системой шин были рассмотрены ранее в §§ 3.2-3.3. Здесь следует отметить, что для РУ 110 кВ существенными становятся недостатки этих схем:

отказ одного выключателя при аварии приводит к отключению всех источников питания и линий, присоединенных к данной СШ, а если в работе находится одна СШ отключаются все присоединения. Ликвидация аварии затягивается, так как все операции по переходу с одной системы шин на другую производятся разъединителями. Если источниками питания являются мощные блоки генератор-трансформатор, то пуск их после сброса нагрузки на время более 30 минут может занять несколько часов;

повреждение шиносоединительного выключателя равноценно кз на обеих системах шин, т.е. приводит к отключению всех присоединений;

большое количество операций разъединителями при выводе в ревизию и ремонт выключателей усложняет эксплуатацию РУ;

необходимость установки шиносоединительного, обходного выключателей и большого количества разъединителей увеличивает затраты на сооружение РУ.

Некоторого увеличения гибкости и надежности схемы можно достичь секционированием одной или обеих систем шин. Дополнительные капитальные затраты могут оправдать себя только при большом количестве присоединений (более 12-16).

Сравнивая рассмотренные варианты, выбираем схему с двумя рабочими и обходной не секционированными системами шин.

Рисунок 3-4 Схема с двумя рабочими и обходной системой шин

IV. Определить необходимость установки секционного реактора. Выбрать секционный реактор.

Схема замещения для расчета к.з. представлена на рис. 3-1, а. Для выяснения необходимости установки секционного реактора рассчитаем ток кз на шинах ГРУ при условии Хр=0 (т.е. без секционного реактора), и если этот ток окажется более максимального тока отключения маломасляных выключателей (90 кА), необходимо будет выбрать секционный реактор, ограничивающий ток кз.

Нагрузку расположенную вблизи генераторов учитываем уменьшением ЭДС генераторов до . Влиянием относительно малой нагрузки собственных нужд и удаленных от места кз нагрузок пренебрегаем.

Рисунок 4-1 Схемы замещения

Определим сопротивления схемы при базовой мощности Sб=1000МВА.

Сопротивление Г1-Г4:

Сопротивление трансформаторов Т1, Т2:

Принимаем удельное сопротивление линий 0,4 Ом/км

Сопротивление системы при заданной мощности короткого замыкания Sкз=1600МВА:

Преобразуем схему в удобную для расчетов (рис. 4-1,б).

Хрез1=Хс+Хл=0,63+1,36=1,99

Поскольку сначала делаем расчет без секционного реактора (Хр=0), то по рис. 4-1,в:

Начальное значение периодической составляющей тока к.з. определяем из выражения:

, где - результирующее сопротивление ветви схемы;Iб- базовый ток; -ЭДС генератора.

Тогда ток трехфазного к.з. от генератора Г-4

Ток трехфазного к.з от системы и генераторов Г1-3

Суммарное значение периодической составляющей в точке к.з.

Iп0=Iп0г+Iп0с=25,6+111,7=137,3кА

Так как ток трехфазного к.з. больше 90кА, то необходимо установить секционный реактор. Реактор выбираем, исходя из номинального напряжения и номинального тока генератора.

Uгном=6,3кВ Номинальный ток реактора можно выбрать по току, приближенно равному 0,6-0,7Iг,ном. Выбираем 0,6Iг,ном=2,2кА.

Предполагаем к установке реактор РБГ-10-2500-0,2.

Uном=10кВ, Iном=2500А, Хр=0,2Ом, ток электродинамической стойкости iу=60кА, ток термической стойкости iт=23,6кА, допустимое время действия тока термической стойкости tт-8с, кроме этого по таблице 3.8 [1] находим Ку=1,956; Та=0,23с.

Приведем сопротивление реактора к базовым условиям.

Преобразуем схему рис.4-1б к виду как на рисунке 4-2а,б. Здесь треугольник Хт1, Хт2, Хр преобразован в звезду Х1,Х2,Х3.

Рисунок 4-2 Схемы замещения после преобразования треугольника в звезду

Суммарное значение периодической составляющей при к.з. на шинах ГРУ с установленным реактором:

Iп0=Iп0г+Iп0с=48,5+15,7=64,2кА

Найдем токи в оставшихся ветвях звезды, а потом токи в исходной схеме:

Iп0р=Iп03-Iп0т2=48,5-33,2=15,3кА

Теперь выполним проверку стойкости реактора в режиме к.з.:

Электродинамическая стойкость

Термическая стойкость

, где tоткл – время отключения к.з. релейной защитой. Его максимальное значение , т.е. при времени отключения защитой менее 18,8с реактор термически устойчив к к.з. Реально время отключения РЗА значительно меньше.

Выбранный реактор удовлетворяет всем предъявленным требованиям. С его применением значительно понизились токи к.з. (со 137,3кА до 64,2кА). Это позволит установить относительно дешевые маломасляные выключатели.