Расчет токов короткого замыкания для выбора

И проверки аппаратов и токоведущих частей

 

Для выбранной в контрольной работе № 1 схемы электрических соединений составить расчетную схему и наметить расчетные точки КЗ. Произвести расчет токов трех–, двух– и однофазного КЗ, необходимых для выбора проводников и аппаратов в наиболее характерных присоединениях: линиях, блоках, автотрансформаторах связи.

 

Методические указания

 

Расчетная схема электростанции включает: генераторы, блочные трансформаторы и автотрансформаторы связи, системы и линии связи с ними.

Для расчета токов трехфазного КЗ составляют схему замещения прямой последовательности (СЗПП). Расчет токов трехфазного КЗ выполняют в точках, расположенных на шинах РУ высших напряжений и на выводах генераторов разной мощности. Схемы преобразуют, пользуясь известными формулами [2, с.132-135], к виду, когда каждый источник подключен к точке КЗ через одно сопротивление. Расчет ведут в относительных базисных единицах с приближенным учетом коэффициентов трансформации и использованием расчетных кривых (рис.2.4).

Для расчета токов однофазного КЗ составляют схему замещения нулевой последовательности (СЗНП). В СЗНП учитывают блочные трансформаторы и автотрансформаторы связи, для них х₁ = х₀, где х₁ – сопротивление прямой последовательности, х₀ – сопротивление нулевой последовательности, х_С0 = (1,5 ¸ 3)х_С1 – для системы, х_0Л = 3 х_1Л – для одноцепных линий связи с системами, х_0Л = 4,7х_1Л – для двухцепных линий. СЗНП преобразуют с целью определения х_0S относительно точки КЗ, затем составляют комплексную схему замещения и определяют ток прямой последовательности однофазного КЗ. Приближенно можно принять ток однофазного КЗ в каждой ветви равным утроенному значению тока прямой последовательности, определенному по комплексной схеме замещения.

Для вычисления постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ необходимо составить схему замещения для активных сопротивлений, преобразовать ее так же, как и схему замещения для индуктивных сопротивлений.

Результаты расчетов по всем видам КЗ сводят в таблицы, приведенные в примере. Для контроля правильности вычислений в обязательном порядке выполняется расчет токов КЗ на ЭВМ.

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3

Выбор аппаратов и проводников проектируемой станции

 

Для присоединения генераторов, трансформаторов и линий выбрать выключатели, разъединители и проверить их по условиям КЗ. Выбрать измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН) и проверить по классу точности. Произвести выбор и проверку сечения сборных шин и токопроводов (жесткого – на генераторном напряжении, гибкого – на стороне высшего напряжения).

 

Методические указания

 

Выключатели в РУ высшего напряжения могут быть воздушными, элегазовами, масляными. Если на электростанции есть РУ 110 кВ и 220 кВ, то желательно применять масляные малообъмные и многообъемные выключатели. В РУ 330 кВ и выше предпочтительно применение воздушных выключателей. Для внутренних РУ допускается применение выключателей не более двух типов, а для наружных – одного типа. Не рекомендуется установка баковых масляных выключателей для внутренних РУ.

Выключатели проверяют на стойкость при КЗ. Расчетным видом КЗ для проверки на отключающую способность является больший из токов одно– или трехфазного КЗ. При проверке на термическую стойкость необходимо учитывать наибольший тепловой импульс от трех– или двухфазного КЗ для цепей генераторного напряжения, для других цепей – от трехфазного КЗ. Электродинамическая стойкость проверяется по току трехфазного КЗ. Для проверки выключателей по токам КЗ необходимо принимать расчетную точку в таком месте, которое давало бы наибольшее значение тока КЗ через этот аппарат.

В открытых распределительных устройствах (ОРУ) 110 кВ и выше применяются к установке разъединители опорного типа, а в ОРУ 330 кВ и выше, кроме того, и подвесные разъединители. Они могут быть с одним или двумя заземляющими ножами.

Условия выбора и проверки разъединителей такие же, как и для выключателей, за исключением проверки но отключающую способность, которая для разъединителей не выполняется.

При проверке ТТ и ТН по классу точности необходимо привести перечень подключенных приборов и схему их подключения к ТТ и ТН.

Сборные шины РУ, ошиновки напряжением 110 кВ и выше выполняются тем же проводом типа АС АСО, что и линии электропередач. Токопроводы от генераторов до блочных трансформаторов, если это возможно, применяют комплектные, изготовляемые на заводах [1, с.539]. При их отсутствии в цепи генераторов устанавливают жесткие шины коробчатого сечения или пакет шин прямоугольного сечения [1, с.39].

Выбор сечения сборных шин производят по току наиболее нагруженного участка системы шин. Для определения этого тока необходимо распределить по длине шин все присоединения таким образом, чтобы их расположение давало наименьшие перетоки мощности по системе шин. При выборе сечения шин для РУ с двойной системой шин необходимо условно оставлять в расчете только одну систему шин. При расчете перетоков мощности в схеме “двойная система шин с обходной” каждое присоединение на основной линии системы шин имеет свою точку, а в схеме “3/2” – каждая пара присоединений подключена на одну точку системы шин.

Выбор сечения ошиновки выполняется по экономической плотности тока и току наиболее мощного присоединения.

Пример выполнения контрольных работ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Сведения о проектируемой ГРЭС

1. Суммарная мощность тыс.кВт с предполагаемой установкой агрегатов 6´500 МВт.

2. Максимальная нагрузка собственных нужд (в % от установленной мощности) .

3. Коэффициент мощности максимальной нагрузки СН .

Сведения о потребителях приведены в табл. 3

Таблица 3

№ п/п	Наименование	На напряжении
среднем	высшем
	Номинальное напряжение сети, кВ
	Максимальная суммарная нагрузка, тыс. кВт		Избыток
	Минимальная суммарная нагрузка, тыс. кВт		Избыток
	Коэффициент мощности нагрузки	0,9	–
	Число всех отходящих линий цепей ЛЭП на данном напряжении, включая связи с системой (плюс резервных ячеек на развитие ЭС)
	Мощность нагрузки наиболее нагруженной ЛЭП, тыс. кВт: а) в нормальный максимум б) при использовании резервной способ- ности ЛЭП в предельном аварийном длительном режиме
	Число часов использования максимальной нагрузки в год , ч

Сведения о связи с энергосистемами приведены в табл. 4.

Таблица 4

№ п/п	Наименование	Система I	Система II
	Синхронная мощность системы, тыс. кВ × А
	Реактивное сопротивление системы в базе синхронной мощности, отн.ед.	0,5	1,0
	Напряжение линий связи с системой, кВ
	Число линий связи с системой, цепь
	Длина каждой цепи линий связи с системой, км

 

1. ВЫБОР ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ