Для двух трансформаторов 80МВА

При мощности двух трансформаторов 160 МВА они получаются недогруженными на всем участке, поэтому проверка не требуется.

В аварийном режиме делаем проверку (рассматриваем отключение трансформатора так как он наиболее тяжелый в данном случае).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

, значит принимаем

часов

По аварийным перегрузкам определяем допустимое время перегрузки трансформатора при температуре h=4 часа.

Такой перегруз не допускается на такое длительное время, следовательно трансформатор не подходит.

Рассмотрим другой вариант:

В аварийном режиме делаем проверку.

, значит принимаем

часов

По аварийным перегрузкам определяем допустимое время перегрузки трансформатора при температуре h=24 часа.

Данный трансформатор подходит.

Из рассмотренных трансформаторов выбираем 2х100МВА. Так как использование 2х83 в аварийном режиме из-за долгой по времени перегрузки невозможно.

Устанавливаем 2хТДЦТН–100000.

Паспортные данные трансформатора ТДЦТН–100000 указаны в таблице 2.

Таблица 2. Паспортные данные трансформатора.

Тип трансформаторов	Sн.т	Uн	Схема и группа соединения обмоток
ВН	СН	НН
МВА	кВ	кВ	кВ
ТДЦТН–100000/220/35/6,3			38,5	6,6	Yн/Yн/ Д–О–11

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

2. ПРОЕКТРИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ СОБСТВЕННЫХ НУЖД

2.1 ВЫБОР СХЕМЫ ПИТАНИЯ СОБСТВЕННЫХ НУЖД

Рисунок 5. Схема питания С.Н.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С.Н.

Принимаем необходимую мощность потребителей СН равной 10 % от суммарной мощности станции.

Так как число трансформаторов собственных нужд определяется количеством котлов на станции то примем, что количество котлов равно числу генераторов.

Тогда мощность реактора собственных нужд выбираем из условия:

где: n– количество генераторов на ТЭЦ.

Согласно статистическим данных о примерном составе оборудования собственных нужд можем принять, что 85% нагрузки С.Н. составляют двигатели с номинальным напряжением 6.3 кВ (здесь S_Д = 0.85× S_C.H. = 0.85×15.8 = 13.4 МВА). Тогда оставшиеся 15% мощности С.Н. составляет остальная нагрузка на напряжении 0.4 кВ(0.15×15.8 = 2.35 МВА).

Трансформаторы 6/0.4 кВ устанавливаются по возможности в центрах нагрузки (в котельном отделении, турбинном отделении и т.д.).

Трансформаторы мощности более 1000 кВА не применяются, так как их применение приводит к значительному увеличению тока К.З. в сети 0.4 кВ.

Сборные шины 0.4 кВ секционируются для повышения надежности питания. Каждая секция обеспечивается рабочим и резервным питанием, включаемым автоматически. Рабочее питание секций 0.4 кВ осуществляется от секций 0.4 кВ от других источников.

2.3 ВЫБОР РАБОЧИХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ СОБСТВЕННЫХ НУЖД

Число секций СН 6 кВ выбирается равным числу котлов. Так как генераторное напряжение 6,3 кВ, то вместо трансформаторов применяем токоограничивающие реакторы.

В качестве реактора можно использовать простой (одинарный или групповой) или сдвоенный реактор. Номинальный ток реактора (ветви сдвоенного реактора) должен быть меньше максимального длительного тока нагрузки цепи, в которую он включён.

Индуктивное сопротивление линейного реактора определяют исходя из условий ограничения тока КЗ до заданного уровня. В большинстве случаев

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

уровень ограничения тока КЗ определяется по коммутационной способности выключателей, намечаемых к установке в данной точке сети.

Ток через реактор в нормальном режиме:

кА

Выбираем реактор РБ 10–1000–0.14 с номинальным индуктивным сопротивлением равным 14 Ом.

2.4 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ СОБСТВЕННЫХ НУЖД

Мощность СН на напряжении 0,4 кВ можно принять 15% от общей:

МВА

Мощность трансформаторов собственных нужд на напряжение 6 кВ:

кВА

Выберем трансформатор ТС3–500/10 на напряжение 6,3/0,4 кВ.

Таблица 3

Тип	Sн, МВ×А	Uвн, кВ	Uнн, кВ	Pкз, кВт	Uк, %
ТС3	0,5	6,3	0,4	5,9

2.5 РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ В СИСТЕМЕ СОБСТВЕННЫХ НУЖД

При К.З. в системе собственных нужд 6–10 кВ крупных станций существенное влияние на ток К.З. оказывают группы электродвигателей, включенных вблизи места повреждения. Это объясняется тем, что при близком К.З напряжение на выводах двигателей оказывается меньше их сверхпереходной ЭДС, двигатели переходят в режим генератора и подпитывают место К.З.

Составляющую тока К.З. от двигателей необходимо учитывать при выборе и проверке аппаратов и проводников, а также при расчете уставок релейной защиты оборудования в распределительных устройствах С.Н. электростанций. Для этих целей обычно достаточно знать начальное значение периодической составляющей тока К.З. от двигателя , ударный ток i_уд, значения периодической и апериодической составляющих тока К.З. от двигателя в произвольный момент времени τ.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

В общем случае к секциям СН подключен ряд различных по типу и мощности двигателей. При оценке результирующего влияния всех двигателей на ток К.З целесообразно все двигатели заменить одним эквивалентным.

В случае КЗ в точке К2 расчеты проверены программой Toko.

Получим значение периодической составляющей:

I_K= 22,227 кА

Ударные токи короткого замыкания.

кА

Получим значение периодической составляющей:

I_K= 77,134 кА

Ударные токи короткого замыкания.

кА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

2.6 ВЫБОР МЕЖСЕКЦИОННОГО РЕАКТОРА

При расчёте токов КЗ учитывался секционный реактор в ГРУ, который выбирается по перетокам мощности, определяемым следующим образом.

S_с=7,78 39,4 S_с=7,78

S_г=78,8 S_н=39,5 S_н=39,5

S_сн=7,88

Наибольшие перетоки мощности через реактор будут наблюдаться в минимальном режиме нагрузок при выходе из строя одного из источников.

Максимальный ток через реактор:

кА.

Принимаем реактор РТCТ–10–4000–0,18У1.

2.7 ОГРАНИЧЕНИЕ ТОКОВ КЗ В СИСТЕМЕ СОБСТВЕННЫХ НУЖД

Были применены меры для снижения токов к.з. в системе С.Н.

Ток КЗ в первую очередь снижался за счет снижения тока к.з. на ГРУ, для этого выше был введен межсекционый реактор РБДГ–10–4000–0,118У1.

Далее, система СН, была отделена от шин ГРУ также токоограничивающими реакторами РБ–10–1000–0,14.

3. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ В СИСТЕМЕ СОЬСТВЕННЫХ НУЖД

3.1 ВЫБОР ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ В ЦЕПЯХ РЕАКТОРОВ

Согласно расчетам максимальный ток К.З. в этих цепях составляет 22,2 кА а ударный ток 61,5 кА.

В результате, во всех цепях напряжением 6,3 кВ устанавливаем элегазовые выключатели VF12,0.81,3 с временем отключения t_отк=0,06 c.

Характеристики выключателя:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

Таблица 4

VF12,0.8,31	Параметры цепи
Номинальное напряжение 12 кВ	Рабочее напряжение – 6,3 кВ
Номинальный ток отключения 20 кА	Ток К.З. – 22,2 кА
Предельный сквозной ток 40 кА	Ударный ток – 61,5 кА
Тепловой импульс тока КЗ 31,5^2×3=2976 кА^2с	кА^2с

Как видно из сравнительной таблицы выключатель VF12,0.8,31 подходит для применения в данных цепях.

3.2 ВЫБОР ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА НАПРЯЖЕНИЕ 6,3 кВ.

Для выбора выключателей необходимо рассчитать рабочие токи, протекающие в цепях, где будут устанавливаться выключатели.

В цепи генератора протекает мощность S_Г = 78,8 МВА. Поэтому ток, протекающий через выключатель в цепи генератора будет равен:

кА.

Согласно расчетам пункта 1.5, максимальный ток К.З. в этих цепях составляет 77,134 кА а ударный ток 149 кА.

В результате в цепи генератора устанавливаем маломасляные выключатели элегазовые выключатели типа HEC–3. Собственное временем отключения t_с,в = 0,04с.

Каталожные данные сведены в таблицу 5:

Таблица 5

Расчётные данные	Каталожные данные
	HEC–3	Разъединитель встроенный
Uуст = 6,3 кВ Imax = 7596 А In,t =77,134 кА In,o =77,134 кА Iу = 149 кА Bk = 3774 кА^2×с	Uном = 25,3 кВ Iном = 12000 А Iотк,ном = 100 кА Iдин = 300 кА Iтер^2· tтер = 100^2· 3 = 30000 кА^2·с	Uном = 25,3 кВ Iном = 12000 А iдин =300 кА Iтер^2· tтер = 100^2· 3 = 30000 кА^2·с

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

3.3 ВЫБОР ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА НАПРЯЖЕНИИ 220 кВ

Согласно расчетам программы TOKO ток к.з. на стороне ВН, равен 7,755 кА.

Выберем выключатель на напряжении 220 кВ с учетом переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН).

Намечаем к установке выключатель элегазовый типа ВГТ–220–40/2500У1 с собственным временем отключения t_{с, в} = 0,035 с.

t = 0,01 + 0,035 = 0,045 с

кА

b = 0,4.

кА

кА^{2 .}с

Все расчётные и каталожные данные сводим таблицу 6.

Выбираем двухколонковые горизонтально-поворотные разъединители типа SGF – 245n, выпускаемые заводом АББ УЭТМ с электродвигательным приводом МТ-100.

Таблица 6

Расчётные данные	Каталожные данные
	ВГТ–220–40/2500У1	SGF – 245n
Uуст = 220 кВ Imax =79,3 А Iп,τ = 7,755 кА ia,τ = 2,47 кА Iп,0 = 7,755 кА iy = 19,5 кА Вк = 11,1 кА^2·с	Uном = 220 кВ Iном = 2500 А Iотк,ном = 40 кА ia,ном = 22,6 кА Iдин = 40 кА Iтер^2· tтер = 40^2· 3 = 4800 кА^2·с	Uном =220 кВ Iном = 1600 А ¾ ¾ iдин =100 кА Iтер^2· tтер = 40^2· 3 = 4800 кА^2·с

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

3.4 РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНОГО ВОССТАНАВЛИВАЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Рассчитаем ПВН для данного выключателя. Рассмотрим случай отключения трехфазного короткого замыкания.

Для проверки выключателя по переходно–восстанавливающемуся напряжению (ПВН) необходимо рассчитать параметры схемы замещения представленной на рисунке 6.

U₀

U_B

L_ЭК

Z_ЭК

C_ЭК

Рисунок 6. Схема замещения для расчёта ПВН в электрической сети

Рассчитаем параметры ПВН:

– частота ПВН;

– коэффициент амплитуды;

– максимальное значение напряжения на выключателе;

– средняя скорость нарастания ПВН;

– критическое время увеличения ПВН;

– амплитуда напряжения источника.

Величины сопротивлений:

;

;

.

Сопротивление ЛЭП – это волновое сопротивление

Волновое сопротивление для U_н=110–330 кВ равно

Ом (сопротивление прямой последовательности)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

Сопротивление обратной последовательности:

Емкость

где I – действующее значение тока трехфазного КЗ;

U – линейное напряжение сети.

Эквивалентная емкость нулевой последовательности:

;

Ток короткого замыкания рассчитаем в программе Toko

I=7,755 кА;

U=230 кВ;

мкФ

мкФ

Ом

Ом

Параметры генераторов и трансформаторов:

Ом

Ом

Ом

Ка

Составим схему замещения прямой последовательности трехфазного к.з. на землю.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

Рисунок 7. Схема замещения прямой последовательности

Здесь: Z¹_B – волновое сопротивление ВЛ прямой последовательности;

L¹_T1,2,­ – индуктивное сопротивление трансформаторов Т1, Т2 токам прямой последовательности;

С¹ – общая емкость оборудования на шинах РУВН для прямой последовательности.

Составим схему замещения нулевой последовательности, при этом учтем, что нейтраль трансформатора заземлена, а обмотки низкого напряжения соединены в треугольник.

Рисунок 8. Схема замещения нулевой последовательности

Здесь: Z⁰_B – волновое сопротивление ВЛ нулевой последовательности;

L⁰_T1,2,­ – индуктивное сопротивление трансформаторов Т1, Т2 токам нулевой последовательности;

С⁰ – общая емкость оборудования на шинах РУВН для нулевой последовательности.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

Сопротивление местной сети:

Индуктивность:

Гн

Гн

Получаем:

Гн

Ом

мкФ

Процесс восстановления напряжения на разрыве выключателя имеет апериодический характер и определяется по формуле:

Частота колебания ПВН:

Гц

Коэффициент амплитуды восстанавливающегося напряжения:

Напряжение отключения:

кВ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

Средняя скорость нарастания восстанавливающегося напряжения:

кВ/с

Время восстановления:

с

Амплитуда восстанавливающегося напряжения:

кВ

Построим график ПВН и сравним его с номинальной характеристикой, параметры которой берутся из таблицы 10.1 электротехнического справочника под редакцией М.Г. Чиликина:

u_C = 400 кВ;

u₁ = 267 кВ;

I_{отк,ном} = 40 кА;

I_n,o = 7,755 кА;

(I_{отк,ном}/ I_n,o)*100% 20%;

t₁ = 38 мкс;

t₂ = 114 мкс;

Рисунок 9. Нормированная характеристика ПВН U_н(t) и предельная характеристика ПВН U_B(t)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Э – 441.14.00.2011 ПЗ  

Из рисунка 9 видно, что предельная характеристика ПВН лежит ниже нормированной характеристики, следовательно, выбранный выключатель подходит.

3.5 ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

Дата добавления: 2014-12-23