- •Проект электрической части тэц 250 мВт
- •4. Расчёт токов короткого замыкания 49
- •5. Выбор электрических аппаратов и проводников 64
- •6. Выбор схемы собственных нужд тэц 93
- •1. Введение
- •2. Обоснование выбора площадки для тэц и её компоновки
- •3. Выбор структурной схемы электрических соединений тэц
- •3.1. Постановка задачи
- •3.2. Характеристика схемы присоединения электростанции к электроэнергетической системе
- •3.3. Формирование вариантов структурной схемы тэц
- •3.4. Выбор количества, типа и мощности трансформаторов и автотрансформаторов структурных схем
- •3.4.1. Первый вариант
- •3.4.1.1. Осенне-зимний период
- •3.4.1.2. Весенне-летний период
- •3.4.1.3. Выбор трансформаторов и автотрансформаторов
- •3.4.2. Второй вариант
- •3.4.3. Третий вариант
- •3.4.5. Выбор источников питания собственных нужд
- •3.5. Технико-экономическое сравнение вариантов структурной схемы тэц
- •3.5.1. Расчёт капиталовложений
- •3.5.2. Расчёт ежегодных расходов
- •3.5.3. Расчёт составляющей ущерба из-за отказа основного оборудования
- •3.5.4. Определение оптимального варианта структурной схемы тэц
- •3.6. Выбор схем распределительных устройств тэц с учётом ущерба от перерыва в электроснабжении и потери генерирующей мощности
- •3.6.1. Выбор схемы ру 110 кВ
- •Расчёт ущерба
- •Расчёт капиталовложений
- •Расчет издержек
- •Расчёт приведённых затрат
- •3.6.2. Выбор схемы ру 220 кВ
- •3.6.3. Выбор схемы гру 10 кВ
- •4. Расчёт токов короткого замыкания
- •4.1. Постановка задачи (цель и объём расчёта, вид кз)
- •4.2. Составление расчётной схемы сети
- •4.3. Составление схемы замещения
- •Расчёт эдс
- •Расчёт сопротивлений
- •4.4. Расчёт параметров токов короткого замыкания (Iп0, Iпτ, iу, iаτ) для точки k-1
- •4.5. Расчёт параметров токов короткого замыкания для последующих точек кз
- •4.6. Составление сводной таблицы результатов расчёта токов короткого замыкания
- •5. Выбор электрических аппаратов и проводников
- •5.1. Выбор выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения, расчёт конструкции сборных шин и связей между элементами ру и оборудованием на напряжении 220 кВ
- •5.1.1. Выбор выключателей и разъединителей
- •5.1.2. Выбор трансформаторов напряжения и тока
- •5.1.3. Выбор токоведущих частей
- •5.2. Выбор выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения, расчёт конструкции сборных шин и связей между элементами ру и оборудованием на напряжении 110 кВ
- •5.2.1. Выбор выключателей и разъединителей
- •5.2.2. Выбор трансформаторов напряжения и тока
- •5.2.3. Выбор токоведущих частей
- •5.3. Выбор выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения, расчёт конструкции сборных шин и связей между элементами ру и оборудованием на напряжении 6-10 кВ
- •5.3.1. Выбор токоограничивающих реакторов
- •5.3.2. Выбор выключателей и разъединителей
- •5.3.3. Выбор трансформаторов напряжения и тока
- •5.3.4. Выбор токоведущих частей
- •6. Выбор схемы собственных нужд тэц
- •6.1. Характеристика систем потребителей собственных нужд тэц
- •6.2. Выбор схемы рабочего и резервного питания собственных нужд
- •6.3. Выбор количества и мощности источников рабочего и резервного питания собственных нужд
- •7. Выбор средств ограничения тока короткого замыкания до заданного уровня в схеме проектируемой тэц
- •8. Источники оперативного тока
- •I – цепи управления и сигнализации; II – аварийное освещение и электродвигатели;
- •III – электромагниты включения.
- •9. Высокочастотные заградители
- •10. Современные средства защиты от перенапряжений
- •11. Заключение
- •Библиографический список
4.5. Расчёт параметров токов короткого замыкания для последующих точек кз
Расчет токов КЗ для остальных точек выполним на ЭВМ с помощью программы GTCURR[20, 26].
Результаты расчётов сверхпереходного и ударного токов для каждой точки представим в виде снимков окна программы.
Рис. 27. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-1
Как видим из таблицы и из рисунка выше, результаты ручного и компьютерного расчетов токов КЗ для точки K-1 получаются достаточно близкими. Полного совпадения результатов нет в силу особенностей работы программы (учёт активного сопротивления элементов и т. д.).
Для выбора электрооборудования необходимо знать токи короткого замыкания не только в начальный момент времени и через 0,01 с после возникновения КЗ (ударный ток), но и по прошествии некоторого времени (к моменту отключения 0,045 с). Также необходимо определить интеграл Джоуля.
Несмотря на то, что токи КЗ для точки K-1 были рассчитаны вручную, воспользуемся данными, полученными при помощи программыGTCURR.
По кривым из [23] стр. 113 для трансформаторов с тиристорной системой самовозбуждения для момента времени 0,045 с при найденной удалённости КЗ находим значение . Тогда ток от автотрансформатора Т1 (или Т2) к моменту отключения:
.
Рассчитаем эквивалентную постоянную времени для удалённых источников, зная величины сверхпереходного и ударного токов:
,
тогда:
.
Апериодическая составляющая тока КЗ от автотрансформатора Т1 (или Т2) к моменту отключения:
.
Для системы согласно [2] обычно принимается . Поэтому.
Постоянная времени затухания апериодической составляющей для системы по [23], стр. 110 равна 0,04 с. Тогда:
.
Теперь определим интеграл Джоуля от каждой ветви, примыкающей к точке КЗ.
Для зоны РУ 110-220 кВ согласно [23], стр. 153 время отключения примем равным .
Тогда интеграл Джоуля от системы:
.
Для автотрансформаторов Т1 и Т2, согласно проведённым ранее расчётам, короткое замыкание является близким, поэтому интеграл Джоуля определяется по формуле:
Для остальных источников КЗ является удалённым, поэтому:
.
Рис. 28. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-2
Для точки K-2 все расчёты аналогичны приведённым ранее, поэтому комментарии давать не будем. Короткое замыкание будем считать удалённым относительно всех генераторов. Таким образом, токи к моменту отключения будут найдены приближённо с некоторым запасом. Время отключения с учётом предполагаемых к установке выключателей будет также составлять 0,045 с (подробнее о выборе выключателей см. далее).
;
;
;
.
;
;
;
.
Рис. 29. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-3
При расчёте тока от генератора G2 при КЗ в точкеK-3 рассчитаем базисный ток и приведём сверхпереходной ток от генератора к базисному:
.
Оцениваем электрическую удаленность генератора от точки КЗ:
.
Собственное время отключения предполагаемых к установке генераторных выключателей составляет 0,04 с, поэтому .
По кривым из [23], стр. 113 для генераторов с тиристорной системой самовозбуждения для момента времени 0,05 с при найденной удалённости КЗ находим значение . Тогда ток от генератораG2 к моменту отключения:
.
Апериодическая составляющая тока КЗ от генератора G2 к моменту отключения:
.
Интеграл Джоуля от генератора даже при КЗ на выводах генератора можно определять по той же формуле, что была приведена ранее. Согласно [5], стр. 137 и [23], стр. 140 значение интеграла Джоуля при этом будет несколько завышено, но проводники и аппараты, выбираемые в данном присоединении по условиям длительного режима и электродинамической стойкости, имеют значительные запасы по термической стойкости. Кроме того, методика определения интеграла Джоуля для периодической и апериодической составляющих тока КЗ даёт значение теплового импульса только в месте короткого замыкания, которое может быть использовано только для выбора токопроводов. При выборе генераторного выключателя и разъединителя необходимо знать тепловой импульс от генератора и суммарный тепловой импульс от всех остальных источников и производить проверку аппаратов по наибольшему из этих значений.
Для генераторов мощностью более 60 МВт время отключения согласно [23], стр. 153 принимается равным 4 с, по времени действия резервной защиты. Относительный импульс квадратичного тока от генератора по [29], стр. 40 равен . Тогда:
.
Остальные источники, питающие точку КЗ, можно считать источниками бесконечной мощности, поэтому:
;
;
;
.
Рис. 30. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-4
Расчёты тока от генератора G4 полностью аналогичны расчётам для генератораG2 в точкеK-3:
;
;
.
Расчеты тока от трансформатора блока Т3:
;
;
;
.
.