Для заданного варианта электроустановки выбрать с учетом удаленности источников питания кз (при Хс=15 Ом) электрооборудование генераторного напряжения (коммутационную аппаратуру, токоведущие части с ответвлениями на СН и измерительные трансформаторы):
Дано:
Uру=500кВ; Р=300МВт; n=3; n=5;; l=150км; Хс=15 Ом
Рисунок1 Схема РУ- 3/2
Выберем генератор мощностью 300 МВт типа Т3В-320-2У3:
Таблица 1. Параметры турбогенератора
Тип ТГ |
Р; МВт |
cosφ |
S; МВА |
UномкВ |
Х//d; о.е. |
Т3В-320-2У3 |
320 |
0,85 |
376,47 |
20 |
0,195 |
Установим что наша ЭС работает на угле. Для ТЭЦ работающей на угле мощность собственных нужд принимается равной 6-8% от установленной мощности станции. Принимаю среднее значение. Тогда мощность собственных нужд для генератора 320МВт:
Тогда от одного генератора блока будет задействован отпайкой источник собственных нужд мощностью:
Принимаем решение что собственные нужды будут работать на напряжение 10 кВ. Принимаем ТСН типа ТРДНС-32000/20.
Выберем блочный трансформатор по условию:
;
Выбираем по [1], стр. 157. ТДЦ-400000/500
Таблица 2. Параметры трансформатора
Тип Трансформатора |
Потери |
||||||||||
ВН |
СН |
НН |
|||||||||
ВН-СН |
ВН-НН |
СН-НН |
ВН-СН |
ВН-НН |
СН-НН |
||||||
ТДЦ-400000/500 |
400 |
525 |
- |
20 |
350 |
- |
800 |
- |
- |
12,6 |
- |
ТРДНС-32000/20 |
32 |
20 |
|
10 |
30 |
|
145 |
|
|
11,5 |
|
Определение составляющих тока КЗ
Составим схему замещения:
Рисунок 2 Схема замещения
Посчитаем базисные
.
.
.
Определим базисные величины для остальных ступеней напряжения:
;
Сопротивления генераторов Т3В-320-2У3:
Сопротивление трансформаторов блочных ТДЦ-400000/500:
.
Сопротивление трансформаторов собственных нужд ТРДНС-32000/20:
.
Если точный состав двигателей собственных нужд неизвестен, то принимается что
.
Тогда
Сопротивление линии:
Сопротивление системы:
Найдем ЭДС источников
Эквивалентируем схему:
;
Рисунок 3 Эквивалентная схема замещения
Необходимо разделить связные цепи для определия подпитки от Г2,Г3,Г4,Г5 и от С. Для этого находим коэффициенты токораспределения.
Следовательно сопротивление ветвей:
Получили схему:
Рисунок 4 Результирующая схема замещения
Периодическая составляющая тока к.з. от генератора Т3В-320-2У3 для :
.
Периодическая составляющая тока к.з. от системы для :
.
Периодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-220-2У3 для :
.
Периодическая составляющая тока к.з. от трансформатора собственных нужд для :
.
Ударный ток от генератора Т3В-320-2У3:
Ударный ток от системы:
.
Ударный ток от группы генераторов Т3В-320-2У3:
Ударный ток от от трансформатора собственных нужд:
Для установки на напряжение 20кВ могут быть рассмотрены ЗАНЗ собственное время отключения которых . Минимальное время действия релейной защиты принимается равным (по [4], стр. 112).
Тогда расчетное время отключения к.з.:
.
Тогда апериодическая составляющая тока к.з. от генератора Т3В-320-2У3 для
.
Апериодическая составляющая тока к.з. от системы для :
.
Тогда апериодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-220-2У3 для
.
Апериодическая составляющая тока к.з. от трансформатора собственных нужд для :
.
Определим удалённость КЗ для каждого из генераторов:
Для системы бесконечной мощности =1, то и для группы генераторов=0.99, , для ТСН =0,6 .Тогда для генератора 320 Мвт по крывым =0,96
Периодическая составляющая тока к.з. от генератора Т3В-320-2У3 для :
.
Периодическая составляющая тока к.з. от системы для :
.
Периодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-320-2У3 для :
.
Периодическая составляющая тока к.з. от ТСН для :
.
«Аппаратура и токопроводы, применяемые в цепях генераторов мощностью 60 МВт и более, а также в цепях блоков генератор — трансформатор такой же мощности, должны проверяться по термической стойкости, исходя из времени прохождения тока КЗ 4 с.» [ПУЭ, 1.4.8.].
Тогда:
.
Выбор выключателя и разъединителя для блоков 200 мВт
Так как наибольшая подпитка точки кз со стороны ТБ, в дальнейшем для выбора оборудования принимаем сумму полученных значений со стороны ТБ.
Максимальный ток от генераторов при снижении напряжения на 5% в зимний период (то есть когда нагрузка максимальна) и выходе из строя ТСН:
.
Выбираем выключатель ЗАНЗ
Таблица 3
UНОМ, кВ |
IНОМ, А |
Номинальный ток включения/отключения, кА |
Содержание апериодической составляющей Н, % |
Ток электродинамической стойкости |
Ток термической стойкости IТЕР, кА/ допустимое время его действия tТЕР, с |
Полное время отключения tОТК.В, с |
|||
IОТК.НОМ |
Iвкл.НОМ |
iДИН, кА |
IДИН, кА |
||||||
24 |
12000 |
160 |
160 |
40 |
160 |
350 |
180/4 |
0,1 |
Выбираем разъединитель РВПЗ-1-20/12500 У3
Р – разъединитель;
В – внутренней установки;
П – с поступательным движением главных ножей разъединителя
1 – число заземляющих ножей
20/12500 – номинальное напряжение (кВ) и номинальный ток (А) соответственно
У3 – для условий умеренного климата и установке в закрытых помещениях (3)
Таблица 4
UНОМ, кВ |
IНОМ, А |
Амплитуда предельного сквозного тока КЗ, iдин, кА (главных ножей) |
Предельный ток термической стойкости/допустимое время, кА/с |
Тип привода |
|
главных ножей |
заземляющих ножей |
||||
20 |
12500 |
490 |
180/4 |
100/1 |
ПД-12У3 |
Таблица 5
Условия проверки |
Расчетные данные |
Данные по выключателю ЗАНЗ |
Данные по разъединителю РВПЗ-2-20/12500 У3 |
|
|||
|
|||
|
- |
||
|
|
- |
|
|
|
|
|
Проверим выбранный выключатель по току включения:
, то есть номинальный ток включения генератора должен быть больше тока несинхронного включения генератора, если он окажется под наибольшим напряжением (включение в противофазе – самый опасный случай).
, где - сверхпереходное сопротивление генератора
- для генератора 200 МВт
Тогда .
, то есть .
Таким образом выключатель ЗАН3 (модернизированный) фирмы SIEMENS и разъединитель РВПЗ-2-20/12500 У3 проходят по всем параметрам и принимаются к установке.
Выбор комплектного токопровода для блока 200мВт
Примем ТЭКН-Е-20-10000-300 на номинальное напряжение 20 кВ, номинальный ток 10000 А, электродинамическую стойкость цепи 300 кА.
Комплектный токопровод проверяется по номинальному напряжению, длительно допустимому току и на электродинамическую стойкость при протекании тока к.з.
Таблица 6.
Условие проверки |
Численные значения для проверки |
По всем параметрам ТЭКН-Е-20-10000-300 проходит, принимаем его к установке.
Остальное оборудование к нему по [1, стр.540].
Токоведущая шина: 28015 мм
Экран: 6704 мм
Междуфазное расстояние: 1000 мм
Тип опорного изолятора: ОФР-20-500
Шаг между изоляторами: 3000 мм
Тип применяемого ТU: ЗНОМ-15
Тип применяемого ТА: ТШ-20-10000/5.