Ветвь эквивалентного двигателя

Ку=1,65

Суммарный ударный ток

iу=39,4+7,6=47кА

 

 

7.5 Результаты расчетов.

 

Результаты расчетов сведены в таблицу 7-1.

Таблица 7-1

Точка КЗ	Источник токов КЗ	Iп0, кА	Iу, кА
К-1 Шины 110кВ	Система Генераторы Г1-4 Итого	2,52 5,61 8,13	5,73 15,56 21,29
К-2 Шины ГРУ 6,3кВ	Генератор Г4 Трансформатор Т2 Секционный реактор Итого	48,5 33,2 15,3 64,2	133,7 86,8 42,3 262,8
К-3 Потребители 6,3кВ	Ветвь линейного реактора	13,47	37,3
К-4 Цепи СН	Внешняя сеть Эквив. двигатель Итого	14,27 3,25 17,51	39,4 7,6

 

VIII. Выбор выключателей и разъединителей в основных цепях станции.

 

Для выбора выключателей и разъединителей рассмотрим схему на рисунке 7-1.

 

8.1 Цепи РУ ВН. Выбор В1, В2; Р1, Р2.

Расчетный ток продолжительного режима в цепях РУ ВН определим по мощности, протекающей через трансформаторы связи. Эта мощность была определена при выборе трансформаторов связи.

Начальное значение периодической составляющей и ударного тока к.з.

Iп0к-1=8,13кА iу=21,29кА

Определим расчетные токи к.з. для выключателей типа У-110-2000-40У1

Расчетное время τ=tр.з.+tсв.=0,01+0,08=0,09с

Периодическая составляющая тока от источника может быть определена по типовым кривым (рис. 3-27а,[1]). Итоговая периодическая (апериодическая) составляющая тока определится суммированием периодических (апериодических) составляющих токов по ветвям энергосистемы и генераторов при к.з. в точке К-1 для расчетного времени τ=0,09с:

Ветвь энергосистемы:

Ветвь генераторов:

, далее по кривым имеем

, тогда

Iп.t.г=0,74·5,61=4,15кА

 

Суммарные значения периодических и апериодических составляющих тока к.з. для момента времени τ=0,09

 

Iп.τ=2,52+4,15=6,67кА iа.τ=0,35+5,55=5,9кА

Для выключателя У-110-2000-У1 βном=0,2 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=40кА, Iт=40кА, tт=3с, тогда

 

i_а,ном = √2β_ном · I_{отк, ном} = √2×0,2 ·40 = 11,3 кА

Вк=I²_тер·t_тер = 40²· 3 = 4800 кА²· с

Примем время отключения релейной защиты tрз=0,1с

t_отк. = t_Р.З + t_{отк.выкл.} =0,1+0,08=0,18 с

Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,115с. Отсюда

Вк.расч=8,13²·(0,18+0,115) = 19,49 кА²· с

Для разъединителя РДЗ-110/1000

Вк=I²_тер·t_тер = 31,5²· 3 = 2977 кА²· с

 

Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-1

Таблица 8-1

Расчётные данные	Каталожные данные
Выключатель: У-110-2000-40У1	Разъединитель РДЗ-110/1000
Uуст.= 110 кВ	Uном.= 110 кВ	Uном.= 110 кВ
Imax.= 0,6 кА	Iном.= 2000 А	Iном.= 1000 А
Iпt= 6,67 кА	Iотк, ном= 40 кА	-
iаt= 5,9 кА	iа,ном=11,3 кА	-
IПО= 8,13 кА	Iдин= 50 кА	-
iу= 21,29 кА	iдин= 135 кА	iдин= 31,5 кА
ВК = 19,49 кА^2· с	I^2тер·tтер= 4800 кА^2· с	I^2тер·tтер= 2977 кА^2· с

 

8.2 Цепи генераторов Г1-Г4. Выбор В5, В7, В9, В10; Р5, Р7, Р10, Р12.

Определяем расчетные токи продолжительного режима в цепи генератора

Начальная периодическая составляющая тока к.з. и ударный ток от генератора Г-4

Iп0=48,5кА iу=133,7кА

Те же токи от энергосистемы и генераторов Г1-3

Iп0=64,2-48,5=15,7кА

iу=262,8-133,7=129,1кА

Выбираем выключатель МГГ-10-63. Расчетное время τ=tр.з.+tсв.=0,01+0,1=0,11с

Определим два значения периодической и апериодической составляющих тока к.з. в точке К-2 для момента времени τ=0,11с, поскольку через выключатель может протекать как от генератора Г4, так и от системы с генераторами Г1-3.

Составляющие тока к.з. от генератора Г4. Определим номинальный ток генератора.

, далее по кривым имеем , тогда Iптг=0,85·48,5=41,48кА

Составляющие тока к.з. от энергосистемы и генераторов Г1-3 протекают к месту к.з. по двум общим для обоих источников сопротивлениям секционного реактора и трансформатора связи. Периодическая составляющая тока от генераторов Iп0=21,9кА. Найдем токи, протекающие через реактор и трансформаторы связи по отдельности.

Составляющие тока к.з., протекающие через реактор. Из найденного выше имеем начальное значение периодической составляющей тока к.з. через реактор, равное 15,3кА. Тогда

,

Используя кривые (рис. 3-27, а, б [1]), по найденным отношениям определим значение

, тогда

Iп.τ=1·15,3=15,3кА

Составляющие тока к.з. протекающие через трансформатор связи. Начальное значение периодической составляющей тока к.з. через трансформатор связи равно 33,2кА. Тогда

, тогда

Iп.τ.=0,97·33,2=32,2кА

Суммарные значения периодических и апериодических составляющих тока к.з. от энергосистемы и генераторов

Iп.τ.=32,2+15,3=47,5кА

Iп.t.г=0,85·48,5=41,48кА

 

Из расчетов видно, что ток от энергосистемы и генераторов Г1-3 больше чем ток от генератора Г4.

Для выключателя МГГ-10-63 βном=0,25 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=63кА, Iт=64кА, tт=4с, тогда

 

i_а,ном = √2β_ном · I_{отк, ном} = √2×0,25 ·63 = 22,3 кА

По условию отключения апериодического тока выключатель не проходит, согласно ГОСТ 687-70 в этом случае допускается проверка по полному току КЗ

По отключению полного тока выключатель проходит.

Вк=I²_тер·t_тер = 64²· 4 = 16384 кА²· с

Примем время отключения релейной защиты tрз=0,1с

t_отк. = t_Р.З + t_{отк.выкл.} =0,1+0,13=0,23 с

Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,25с. Отсюда

Вк.расч=15,7²·(0,23+0,25) = 118,3 кА²· с

Для разъединителя РВР-10/4000

Вк=I²_тер·t_тер = 71²· 4 = 20164 кА²· с

 

Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-2

Таблица 8-2

Расчётные данные	Каталожные данные
Выключатель: МГГ-10-63	Разъединитель РВР-10/4000
Uуст.= 6.3 кВ	Uном.= 10 кВ	Uном.= 10 кВ
Imax.= 3,67 кА	Iном.= 5000 А	Iном.= 4000 А
Iпt= 47,5 кА	Iотк, ном= 63 кА	-
iаt= 24,1 кА	iа,ном=22,3 кА	-
√2Iп,τ+iа,τ=91,27кА	√2Iотк.ном(1+β)=111,36кА	-
IПО= 48,5 кА	Iдин= 64 кА	-
iу= 133,7 кА	iдин= 150 кА	iдин= 150 кА
ВК = 118,3 кА^2· с	I^2тер·tтер= 16384 кА^2· с	I^2тер·tтер= 20164 кА^2· с

 

 

8.3 Цепи низшего напряжения трансформаторов связи. Выбор В3,В4; Р3,Р4.

 

Расчетный ток продолжительного режима в цепях трансформаторов связи определим по мощности, протекающей через них. Мощность в нормальном режиме 56,41МВА, максимальная мощность – 81,9 МВА.

Начальная периодическая составляющая тока к.з. и ударный ток

Iп0=33,2кА

iу=86,8кА

Те же токи от генераторов

Iп0=64,2-33,2=31кА

iу=262,8-86,6=176кА

Выключатели 10кВ не проходят. Выбираем выключатель МГУ-20-90/9500УЗ. Расчетное время τ=tр.з.+tсв.=0,01+0,15=0,16с

Составляющие тока КЗ от энергосистемы были найдены ранее

Iп.τ.=32,2кА

Составляющие тока КЗ от генераторов были найдены ранее поэтому суммарные токи будут

Iп.τ.=15,3+41,48=56,78кА

 

Для выключателя МГУ-20-90/9500УЗ βном=0,25 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=90кА, Iт=87кА, tт=4с, тогда

 

i_а,ном = √2β_ном · I_{отк, ном} = √2×0,25 ·90 = 31,8 кА

По условию отключения апериодического тока выключатель не проходит, согласно ГОСТ 687-70 в этом случае допускается проверка по полному току КЗ

По отключению полного тока выключатель проходит.

Вк=I²_тер·t_тер = 87²· 4 = 30276 кА²· с

Примем время отключения релейной защиты tрз=0,1с

t_отк. = t_Р.З + t_{отк.выкл.} =0,1+0,2=0,3 с

Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,22с. Отсюда

Вк.расч=31²·(0,3+0,22) = 499,72 кА²· с

Для разъединителя РВР-20/6300

Вк=I²_тер·t_тер = 100²· 4 = 40000 кА²· с

 

Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-3

Таблица 8-3

Расчётные данные	Каталожные данные
Выключатель: МГУ-20-90/9500	Разъединитель РВР-20/6300
Uуст.= 6.3 кВ	Uном.= 20 кВ	Uном.= 20 кВ
Imax.= 5,16 кА	Iном.= 9500 А	Iном.= 6300 А
Iпt= 56,78 кА	Iотк, ном= 90 кА	-
iаt= 49 кА	iа,ном=31,8 кА	-
√2Iп,τ+iа,τ=129,3кА	√2Iотк.ном(1+β)=159,1кА	-
IПО= 31 кА	Iдин= 105 кА	-
iу= 176 кА	iдин= 300 кА	iдин= 260 кА
ВК = 499,72 кА^2· с	I^2тер·tтер= 30276 кА^2· с	I^2тер·tтер= 40000 кА^2· с

 

8.4 Цепь секционного реактора. Выбор В8, Р9, Р10.

Расчетный ток продолжительного режима в цепи секционного реактора определим аналогично определению номинального тока секционного реактора, поэтому

Начальная периодическая составляющая тока к.з. и ударный ток от секционного реактора

Iп0р=15,3кА

iу=42,3кА

Те же токи от генератора Г4 и трансформатора связи Т2

Iп0=64,2-15,3=48,9кА

iу=262,8-42,3=220,5кА

Выключатели 10кВ не подходят поэтому выбираем выключатель МГУ-20-90/6300УЗ. Расчетное время τ=tр.з.+tсв.=0,01+0,15=0,16с

Определяем два значения периодической и апериодической составляющих тока к.з. в точке К-2 для момента времени t=τ=0,16с, по скольку через выключатель может протекать ток к.з. тот же как через секционный реактор, так и от генератора Г4 и энергосистемы через трансформатор связи Т2.

Составляющие тока к.з. от генератора и системы также были найдены ранее, поэтому суммарные значения будут

Iп.τ.=38,8+15,3=54,1кА

Для выключателя МГУ-20-90/6300УЗ βном=0,25 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=90кА, Iт=100кА, tт=4с, тогда

 

i_а,ном = √2β_ном · I_{отк, ном} = √2×0,25 ·90 = 31,8 кА

По условию отключения апериодического тока выключатель не проходит, согласно ГОСТ 687-70 в этом случае допускается проверка по полному току КЗ

По отключению полного тока выключатель проходит.

Вк=I²_тер·t_тер = 100²· 4 = 40000 кА²· с

Примем время отключения релейной защиты tрз=0,1с

t_отк. = t_Р.З + t_{отк.выкл.} =0,1+0,2=0,3 с

Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,22с. Отсюда

Вк.расч=48,9²·(0,3+0,22) = 1243,42 кА²· с

Для разъединителя РВР-20/6300

Вк=I²_тер·t_тер = 100²· 4 = 40000 кА²· с

 

Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-4

Таблица 8-4

Расчётные данные	Каталожные данные
Выключатель: МГУ-20-90/6300	Разъединитель РВР-20/6300
Uуст.= 6.3 кВ	Uном.= 20 кВ	Uном.= 20 кВ
Imax.= 2,2 кА	Iном.= 6300 А	Iном.= 6300 А
Iпt= 54,1 кА	Iотк, ном= 90 кА	-
iаt= 49 кА	iа,ном=31,8 кА	-
√2Iп,τ+iа,τ=125,5кА	√2Iотк.ном(1+β)=159,1кА	-
IПО= 48,9 кА	Iдин= 105 кА	-
iу= 220,5 кА	iдин= 300 кА	iдин= 260 кА
ВК = 1243,42 кА^2· с	I^2тер·tтер= 40000 кА^2· с	I^2тер·tтер= 40000 кА^2· с

 

8.5 Цепи собственных нужд со стороны ГРУ. Выбор В6, В10; Р6, Р11.

 

Расчетный ток продолжительного режима в цепях собственных нужд определим по току реактора =1,17кА.

Начальная периодическая составляющая тока к.з. и ударный ток

Iп0=64,2кА

iу=262,8кА

 

Опять выбираем выключатель МГУ-20-90/6300УЗ. Расчетное время τ=tр.з.+tсв.=0,01+0,15=0,16с

Составляющие тока к.з. от всех источников были найдены ранее, поэтому суммарные значения будут

Iп.τ.=38,8+14,7+15,3=68,8кА

По условию отключения апериодического тока выключатель не проходит, поэтому проверяем по полному току к.з.

По отключению тока к.з. выключатель проходит.

Вк.расч=64,2²·(0,3+0,22) = 2143,25 кА²· с

Для разъединителя РВР-20/6300УЗ

Вк=I²_тер·t_тер = 125²· 4 = 62500 кА²· с

 

Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-5

Таблица 8-5

Расчётные данные	Каталожные данные
Выключатель: МГУ-20-90/6300	Разъединитель РВР-20/6300
Uуст.= 6.3 кВ	Uном.= 20 кВ	Uном.= 20 кВ
Iнорм.= 1,17 кА	Iном.= 6300 А	Iном.= 6300 А
Iпt= 68,8 кА	Iотк, ном= 90 кА	-
iаt= 58,4 кА	iа,ном=31,8 кА	-
√2Iп,τ+iа,τ=155,7кА	√2Iотк.ном(1+β)=159,1кА	-
IПО= 64,2 кА	Iдин= 105 кА	-
iу= 262,8 кА	iдин= 300 кА	iдин= 320 кА
ВК = 2143,25 кА^2· с	I^2тер·tтер=40000кА²· с	I^2тер·tтер=32400 кА^2· с

 

8.6 Цепи линейного реактора.

Расчетный ток продолжительного режима в цепи линейного реактора будет

 

Ударный ток при к.з. до реактора будет таким же, что при к.з. в цепях трансформаторов собственных нужд со стороны ГРУ, т.е.

 

iу=262,8кА

 

Поскольку реакторы подключены непосредственно к шинам ГРУ, то время отключения к.з. примем равным tотк.=4с (генераторы 32МВт). Тогда тепловой импульс тока

 

Вк.расч=64,2²·(4+0,22) = 17393,32 кА²· с

Вк= 40000 кА²· с

 

Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-6

Таблица 8-6

Расчетные данные	Каталожные данные
РВР-20/6300
Uуст.= 6.3 кВ	Uном.= 20 кВ
Iмах.= 0,92 кА	Iном.= 6300 А
Iу=262,8кА	iдин= 260 кА
ВК= 17393,32 кА^2· с	I^2тер·tтер= 40000 кА^2· с

8.7 Цепи линейного реактора. Выбор В12.

 

Расчетный ток продолжительного режима в цепи линейного реактора через выключатель В12 был определен при выборе линейного реактора и равен

 

Iнорм=0,22кА

Imax=0,44кА

 

Начальная периодическая составляющая тока к.з. и ударный ток

Iп0=13,47кА

iу=37,3кА

 

Выбираем выключатель типа ВПМ-10-20. Время отключения кз на кабеле по условию t=0,2с

 

Iп.τ.=Iп0=13,47кА

 

Для выключателя ВПМ-10-20 βном=0,25 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=20кА, Iт=20кА, tт=4с, тогда

 

i_а,ном = √2β_ном · I_{отк, ном} = √2×0,25 ·20 = 7,07 кА

 

По условию отключения апериодического тока выключатель не проходит, согласно ГОСТ 687-70 в этом случае допускается проверка по полному току КЗ

 

По отключению полного тока выключатель проходит.

Вк=I²_тер·t_тер = 20²· 4 =1600 кА²· с

 

Примем время отключения релейной защиты tрз=0,1с

t_отк. = t_Р.З + t_{отк.выкл.} =0,1+0,1=0,2 с

 

Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,23с. Отсюда

Вк.расч=13,47²·(0,2+0,23) = 78 кА²· с

 

Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-7

Таблица 8-7

Расчётные данные	Каталожные данные
Выключатель: ВПМ-10-20
Uуст.= 6.3 кВ	Uном.= 10 кВ
Iнорм.= 0,44 кА	Iном.= 630 А
Iпt= 13,47 кА	Iотк, ном= 20 кА
iаt= 8,57 кА	iа,ном=7,07 кА
√2Iп,τ+iа,τ=27,62кА	√2Iотк.ном(1+β)=35,4кА
IПО= 13,47 кА	Iдин= 20 кА
iу= 37,3 кА	iдин= 52 кА
ВК = 78 кА^2· с	I^2тер·tтер=1600 кА^2· с

 

8.8 Цепи собственных нужд. Выбор В13.

 

Расчетный ток продолжительного режима

Начальная периодическая составляющая и ударный ток от внешней сети

;

Те же токи от эквивалентного двигателя

;

Выбираем выключатель типа ВМПЭ-10-1500-20УЗ. τ=0,2с

Надо определить два значения периодической и апериодической составляющих тока КЗ в точке К-4 для времени τ=0,2с, поскольку через выключатель может протекать ток КЗ как от внешней сети, так и от эквивалентного двигателя.

Составляющие тока КЗ от внешней сети

Iп.τ.=Iп0=14,26кА

Составляющие тока КЗ от эквивалентного двигателя

Для выключателя ВМПЭ-10-1500-20УЗ βном=0,2 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=20кА, Iт=20кА, tт=8с, тогда

i_а,ном = √2β_ном · I_{отк, ном} = √2×0,2 ·20 = 5,66 кА

Вк=I²_тер·t_тер = 20²· 8 = 3200 кА²· с

Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,05с. Отсюда

Вк.расч=(14,26+3,25)²·(0,2+0,05) = 76,6 кА²· с

Таблица 8-8

Расчётные данные	Каталожные данные
Выключатель: ВМПЭ-10-1500-20УЗ
Uуст.= 6.3 кВ	Uном.= 10 кВ
Iнорм.= 1,17 кА	Iном.= 1500 А
Iпt= 14,26 кА	Iотк, ном= 20 кА
iаt= 1 кА	iа,ном=5,66 кА
IПО= 14,26 кА	Iдин= 20 кА
iу= 39,4 кА	iдин= 52 кА
ВК = 76,6 кА^2· с	I^2тер·tтер=3200 кА^2· с

 

IX. Выбор измерительных трансформаторов, измерительных приборов, разрядников, предохранителей.

 

9.1 Выбор измерительных трансформаторов, разрядников, предохранителей.

Поскольку измерительные трансформаторы выбираются упрощенно, без учета вторичной нагрузки, без проверки трансформаторов тока по условиям к.з., сведем данные к таблице 9-1. Там же отобразим выбор разрядников и предохранителей.

Таблица 9-1

Место установки	Расчетные данные	Электрооборудование: ТТ-тр-ры тока, ТН- тр-ры напряжения, Р-разрядники, П-предохранители	Каталожные данные
РУ ВН	Imax=0,6кА Uуст=110кВ	ТТ	ТФЗМ-110У1	Iном=600А
Uном=110кВ
ТН	НКФ-110-58
Р	РВМГ-110МУ1
Цепи нейтралей трансформаторов связи		ТТ	ТВТ-110-200/1	Iном=200А
Uном=110кВ
Р	РВС-110МУ1
Цепи НН тр-ров связи	Imax=5,16кА Uуст=6,3кВ	ТТ	ТШВ-15-6000	Iном=6000А Uном=15кВ
Цепи генераторов	Imax=3,85кА Uуст =6,3кВ	ТТ	ТШВ-15-6000	Iном=6000А Uном=15кВ
ТНПШ-3У	Iном=7200А Uном=10,5кВ
ТПШЛО-10-1500/5	Iном=1500А Uном=10кВ
ТН	НТМИ-6-66	Uном=6кВ
Шины ГРУ	Uуст =6,3кВ	ТН	НТМИ-10-66УЗ	Uном=10кВ
Р	РВО-10-У1
П	ПКТ-101-10
Цепь СР	Imax=2,2кА Uуст =6,3кВ	ТТ	ТЛШ-10/3000	Iном=3000А Uном=10кВ
Цепь ЛР	Imax=1,76кА Uуст =6,3кВ	ТТ	ТЛШ-10/2000	Iном=2000А Uном=10кВ
Цепи СН со стороны ГРУ	Imax=920А Uуст =6,3кВ	ТТ	ТЛШ-10/1000	Iном=1000А Uном=10кВ

 

 

9.2 Выбор измерительных приборов.

Таблица 9-2

Цепь	Место установки приборов	Перечень приборов
Турбогенератор	Статор-БЩУ	Амперметр в каждой фазе, вольтметр, ваттметр, варметр, счетчик активной энергии, датчики активной и реактивной мощности. Регистрирующие ваттметр, амперметр и вольтметр
Ротор – сборка возбуждения	Амперметр, вольтметр. Вольтметр в цепи основного и резервного возбудителя. Регистрирующий амперметр.
ЦЩУ	Суммирующие ваттметр и варметр
Трансформатор связи с энергосистемой	ВН	-
НН	Амперметр, ваттметр и варметр с двусторонней шкалой
Сборные шины	На каждой секции и системе шин	Вольтметр для измерения междуфазного напряжения, вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений, приборы синхронизации: два частотомера, два вольтметра и синхроноскоп
Общие приборы с переключением на любую систему шин	Два регистрирующих вольтметра для измерений междуфазных напряжений и два частотомера
Шины 6кВ собственных нужд		Вольтметр для измерения междуфазного напряжения, вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений
Электро-двигатели	Статор	Амперметр
Линии 6 кВ к потребителям		Амперметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии для линий, принадлежащих потребителю
Линии 110 кВ		Амперметр, ваттметр, варметр, фиксирующий прибор, используемый для определения места к.з., расчетные счетчики активной и реактивной энергии на тупиковых потребительских линиях.
Сборные шины ВН электростанции	На каждой системе шин	Вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений, регистрирующие приборы: частотомер, вольтметр и суммирующий ваттметр, приборы синхронизации: два частотомера, два вольтметра, синхроноскоп, два осциллографа

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.