Проектирование электрической части ГРЭС. 27.10 ГРЭС 880 (1) (1). Введение Выбор основного оборудования на станции
 Скачать 1.63 Mb.
|
|
Рисунок 6.1 – Схема собственных нужд станции 7 Расчёт токов короткого замыканияДля проверки проводников и аппаратов на динамическую и термическую стойкость, для выбора выключателей по коммутационной способности определяются расчетные токи КЗ присоединений или наибольшие токи, которые могут возникнуть в рассматриваемых присоединениях при неблагоприятных условиях замыкания.  Рисунок 7.1 – Расчётная схема станции   Рисунок 7.2- Схема замещения станции Определяются параметры схемы замещения. За базисные условия принять: Sб=1000 МВА; Uб=Uср.=115 кВ. Определяется сопротивление системы  (7.1) Определяется сопротивление линий по условию:  (7.2)где Худ.=0,4 Ом·км – для напряжения 220кВ  Для блочных трансформаторов Т1;Т2  (7.3) Для блочных трансформаторов Т3;Т4  Определяется сопротивление для генераторов G1- G4  (7.4) Определяется сопротивление для автотрансформаторов  (7.5)  (7.6) 7.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах 220кВ Преобразуется схема от источника к точке короткого замыкания  (7.7)  (7.8)  (7.9)  (7.10)  Рисунок 7.3 – Преобразование схемы замещения в точку к-1 Х20 = Х19 + Х18, (7.11) Х20 = 0,23 + 0,69 = 0,92  Рисунок 7.4 – Расчетная схема замещения для точки к-1 Определяются токи к.з. в точке К-1 в начальный момент времени от энергосистемы Определяется периодическая составляющая тока к.з.  (7.12)  (7.13)  где Е//=1 – сверхпереходная ЭДС системы, [14, с.104]  (7.14)  (7.15) где iа.о. – апериодическая составляющая тока короткого замыкания, кА; iу – ударный ток, кА; kу – ударный коэффициент, [14, с.110] От генераторов G1;2  (7.16) где Е//=1,13 – сверхпереходная ЭДС генераторов, [14, с.104].   От генераторов G3;4  (7.17)   Результаты расчетов сводим в таблицу 7.1 Определяются токи к.з. в точке К-1в момент отключения Предварительно выбирается выключатель по напряжению типа ВГТ-220. Определяется полное время отключения короткого замыкания Т = tоткл. = (tВ+ tР.З.), (7.18) где tв =0,035 – полное время отключения выключателя, с; tр.з.=0,01 – время срабатывания релейной защиты, с. Т = (0,035 + 0,01) = 0,045(с) Определяются значения токов по ветвям От системы Система является удаленным источником, при к.з. в котором, ток в генераторах (на шинах) станции изменяется настолько незначительно, что можно пренебречь изменениями ЭДС и напряжений и считать их неизменными. Поэтому при к.з. в удаленной точке периодическая составляющая не изменяется и с первого же момента времени ток к.з. принимает свое установившееся значение Iп.t = IП.О = 2,71(кА)  (7.19)где значение  определяется по кривым, [14, с. 113]  От генераторов G1;2 Определяется приведённый ток генераторов к той ступени напряжения, на которой рассматривается короткое замыкание.  (7.20)где Рном. – мощность генератора, МВт; COSφ – коэффициент мощности генератора.  Определяется отключение периодической составляющей тока короткого замыкания к приведённому току генераторов  Найти по кривым значение отношения, [14, с. 153]  Определяется периодическая составляющая короткого замыкания в момент отключения Iп.t = 0,94∙IП.О = 0,94∙4,04 = 3,8(кА) Определяется апериодическая составляющая короткого замыкания в момент отключения по формуле (7.19)  От генераторов G3;4 Определяется приведённый ток генераторов к той ступени напряжения, на которой рассматривается короткое замыкание по формуле (7.20)  Определяется отключение периодической составляющей тока короткого замыкания к приведённому току генераторов  Найти по кривым значение отношения, [14, с. 152]  Определяется периодическая составляющая короткого замыкания в момент отключения Iп.t=0,97·Iп.о.= 0,97·3,07 = 2,98(кА) Определяется апериодическая составляющая короткого замыкания в момент отключения по формуле (19)  Результаты расчетов сведем в таблицу 7.1 Таблица 7.1 – Значения токов короткого замыкания
7.2 Расчет токов короткого замыкания в цепи генератора Преобразовать схему от источников к точке короткого замыкания К-2 П  рименяются расчеты, выполненные для точки к-1. 5/0,44   15,75 12/0,95 13/0,95   G2 Рисунок 7.5 – Преобразование схемы замещения в точку к-2 Х21 = Х5 + Х13 (7.21) Х21 = 0,44+0,95 = 1,39  Расчет производится через коэффициент распределения токовРисунок 7.6 – Преобразование схемы замещения в точку к-2 Определяется результирующее сопротивление схемы относительно точки к.з.  (7.22)  Хрез. = Хэкв. + Х4, (7.23) Хрез. = 0,346 + 0,44 = 0,786 Коэффициенты распределения по ветвям определяются:  (7.24)  (7.25)  (7.26) Правильность вычисления коэффициентов можно проверить по выполнению условия: С1+С2+С3 =1 (7.27) 0,376+0,376+0,248 =1 Определяются сопротивления каждой ветви схемы  (7.28)  (7.29)  (7.30)  Рисунок 7.7 – Расчетная схема для определения токов к.з. в точке к-2 Определяется начальное значение периодической составляющей тока к.з. от энергосистемы Определяется периодическая составляющая тока к.з.  (7.31)где Е//=1 – сверхпереходная ЭДС источников для системы, [14, с.151]; Х22 – результирующее сопротивление ветви, о.е; IБ – базисный ток, определяется по формуле (7.13).   Определяется начальное значение апериодической составляющей тока к.з. по формуле (7.14)  Определяется ударный ток к.з. по формуле (7.15)  От генератора G2  (7.32) Определяется начальное значение апериодической составляющей тока к.з. по формуле (7.14)  Определяется ударный ток к.з. по формуле (7.15)  От генераторов G3;4  (7.33) Определяется начальное значение апериодической составляющей тока к.з. по формуле (7.14)  Определяется ударный ток к.з. по формуле (7.21)  От генератора G1  (7.34) Определяется начальное значение апериодической составляющей тока к.з. по формуле (7.14)  Определяется ударный ток к.з. по формуле (7.15)  Полученные значения токов сносим в таблицу 7.2 Определяются токи к.з. в точке К–2 в момент отключения Предварительно выбирается выключатель по напряжению типа ВВГ-20/160, [9, с. 230] Определяется полное время отключения короткого замыкания по формуле (7.18) Т = tоткл. = (0,12 + 0,01) = 0,13(с) Определяется значение токов по ветвям От системы Система является удаленным источником, при к.з. в котором, ток в генераторах (на шинах) станции изменяется настолько незначительно, что можно пренебречь изменениями ЭДС и напряжений и считать их неизменными. Поэтому при к.з. в удаленной точке периодическая составляющая не изменяется и с первого же момента времени ток к.з. принимает свое установившееся значение Iп.t = IП.О = 17,5(кА) Определяется апериодическая составляющая короткого замыкания в момент отключения по формуле (7.19)  От генератора G2 Определяется приведённый ток генераторов к той ступени напряжения, на которой рассматривается короткое замыкание по формуле (7.20)  Определяется отключение периодической составляющей тока короткого замыкания к приведённому току генераторов  Найти по кривым значение отношения, [14, с. 113] Определяется периодическая составляющая короткого замыкания в момент отключения Iп.t = 0,97∙IП.О = 0,97∙13,34 = 12,9(кА) Определяется апериодическая составляющая короткого замыкания в момент отключения по формуле (7.19)  От генераторов G3;4 Определяется приведённый ток генераторов к той ступени напряжения, на которой рассматривается короткое замыкание по формуле (7.20)  Определяется отключение периодической составляющей тока короткого замыкания к приведённому току генераторов  Найти по кривым значение отношения, [13, с. 113]  Определяется периодическая составляющая короткого замыкания в момент отключения Iп.t = 0,98∙IП.О = 0,98∙18,98 = 18,6(кА) Определяется апериодическая составляющая короткого замыкания в момент отключения по формуле (19)  От генератора G1 Определяется приведённый ток генераторов к той ступени напряжения, на которой рассматривается короткое замыкание по формуле (20) Определяется отключение периодической составляющей тока короткого замыкания к приведённому току генераторов  Найти по кривым значение отношения, [14, с. 113]  Определяется периодическая составляющая короткого замыкания в момент отключения Iп.t = 0,77∙IП.О = 0,77∙43,5 = 33,5(кА) Определяется апериодическая составляющая короткого замыкания в момент отключения по формуле (7.19)  Результаты расчетов сведем в таблицу 7.2 Таблица 7.2 – Значения токов короткого замыкания
8 Выбор аппаратов и токоведущих частей для заданных цепей 8.1 Выбор аппаратов на стороне 220 кВ Выполняется предварительный выбор выключателя и разъединителя по известным параметрам, результаты проверки и технические характеристики аппаратов снесем в таблицу 8.1 Таблица 8.1 – Технические характеристики выключателя и разъединителя
 Рис.8.1. Выключатель ВГТ -220  Рис.8.2. Разъединитель РПД-220 Максимальный ток в цепи трансформатора  (8.1)где Sн.т. – номинальная мощность трансформатора, МВА.  Тепловой импульс от действия тока короткого замыкания  (8.2)где tоткл = 0,1- 0,2– время отключения к.з в I расчетной зоне, с, на блочных электростанциях, [14, с.210]. При выборе электрооборудования следует исходить из наиболее тяжелых условий. Принимается время действия к.з. – 0,2(с) Вк расч. = 9,822 ∙ (0,2 + 0,03) = 22,18(кА2∙с) Выбор токоведущих частей на станции Согласно ПУЭ сборные шины и ошиновка в РУ–220 кВ выбираются из условия нагрева  (8.3)где Iдоп – допустимый ток на шины выбранного провода, А. Выбирается марка провода учитывая, что токоведущие части в РУ–35кВ и выше выполняются сталеалюминевыми проводами. Принимается провод: АС-300/39 656(А) < 680(A) Проверяется выбранный провод по условию коронирования 1,07∙Е ≤ 0,9∙Е0, (8.4) Определяется начальная критическая напряжённость  (8.5)где r0 – радиус провода, см; m – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов m=0,82)  Определяется напряжённость электрического поля вокруг расщеплённых проводов  , (8.6)где U = 242 – линейное напряжение, кВ; Дср. – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см. Дср = 1,26 ∙ Д, (8.7) где Д – расстояние между соседними фазами, см; для ОРУ-220кВ=4,0(м) Дср = 1,26 ∙ 400 = 504(см)  1,07∙11,6 = 12,4 < 0,9∙31,6 = 28,44(кВ/см) Проверку на термическое действие короткого замыкания тока не производится, так как шины выполнены голыми на открытом воздухе. Выбор ошиновки в цепи трансформатора Ошиновка выполняется таким же проводом, что и сборные шины ОРУ, то есть проводом АС-300/39 Выбор трансформаторов тока и напряжения Выбирается предварительно трансформатор тока типа ТРГ-220-У1 - по роду установки: для наружной - по напряжению установки: Uуст.≤ Uном., (8.8) 220(кВ) = 220(кВ) - по току: Imax.≤ Iном., (8.9) 656(А) < 1000(А) - по электродинамической стойкости: iу ≤ iдин., (8.10) где iу – ударный ток короткого замыкания по расчету, кА; iдин. – ток электродинамической стойкости, кА. 25,87(кА) < 102(кА) - по термической стойкости:  (8.11)где  - тепловой импульс по расчёту, кА2·с;tтер. – время термической стойкости по расчёту, с; Iтер. – ток термической стойкости, кА.   Расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 8.2 Таблица 8.2 – Расчётные и каталожные данные трансформатора тока
 Рис.8.3.Трансформатор тока ТРГ-220 Выбирается перечень приборов. Согласно ПУЭ в цепи трансформатора на стороне ВН устанавливается амперметр (0,5 ВА) и устройство РЗ (5 ВА). Определяется наибольшая нагрузка и сводим в таблицу 8.3 Таблица 8.3 – Вторичная нагрузка трансформатора тока
Проверяется трансформатор тока по вторичной нагрузке  (8.12)где Z2 – вторичная нагрузка трансформатора тока; Z2ном. – номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности. Определяется вторичная нагрузка трансформатора тока Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому z2≈r2  (8.13)Определяется сопротивление приборов  (8.14)где Sпр. – мощность потребляемая приборами, ВА I2 – вторичный номинальный ток приборов, А.  Определяется сопротивление соединительных проводов  (8.15) r2 = 0,7 + 0,2 + 0,1 = 1,0(Ом) Определяется сечение соединительных проводов  (8.16) где  - для меди, удельное сопротивление материала провода; Lрасч. – расчётная длина, зависящая от схемы соединения трансформатора тока и приборов, м; qmin – минимальное сечение медного провода, мм2 Принимается контрольный кабель КВВГЭНГ-2,5 с жилами сечением 2,5 (мм2) Выбор трансформаторов напряжения Выбираются трансформаторы напряжения типа: НДЕ–220-72У1, [9, с.338] - по напряжению: 220(кВ) = 220(кВ) - по классу точности: класс точности - 0,5 - по вторичной нагрузке:  (8.17)где Sном. – номинальная мощность в выбранном классе точности, В·А; S2 – нагрузка всех измерительных приборов, присоединённых к трансформаторам напряжения, В·А.  Рис.8.4. Трансформатор НДЕ-220 Определяется потребляемая мощность приборами и сводим в таблицу 8.4 Таблица 8.4 – Вторичная нагрузка трансформатора напряжения
 , (8.18)где Р – активная мощность, потребляемая счетчиком электрической энергии, Вт; Q – реактивная мощность, потребляемая счетчиком электрической энергии, Вар.  Суммарная мощность составит S2 = 22,8 + 112 = 134,8(В∙А) 134,8(В·А) < 300(В·А). Трансформатор напряжения будет работать в выбранном классе точности 0,5. Для соединения трансформаторов тока и напряжения с контрольно-измерительными приборами принимается контрольный кабель КВВГЭнг-2,5 с сечением жил 2,5 мм2 по условию механической прочности. Выбор ограничителей перенапряжений Для ограничения атмосферных и коммутационных перенапряжений на стороне 220кВ выбираются ограничители перенапряжения типа ОПН–220У1, [9, с.366] технические характеристики сводим в таблицу 8.5 Таблица 8.5 – Технические характеристики ограничителей перенапряжения
Выбор изоляторов Согласно ПУЭ для изоляции от «земли» токоведущих частей сборных шин и ошиновки 220кВ выбираются полимерные изоляторы типа ЛК 70/220-АVII технические характеристики сводим в таблицу 8.6 Таблица 8.6 – Технические характеристики изоляторов
 Рис.8.5. Изолятор ЛК-70/220-АVII \8.2 Выбор аппаратов и токоведущих частей в цепи генератора Выбор электрооборудования в цепи генератора 220МВт Принимаем к установке генераторное распределительное устройство (ЭГРУ) типа НЕС 4. ЭГРУ разработано в виде системы, пригодной для применения на электростанциях всех типов. ЭГРУ состоит из: - выключателя и разъединителя; - заземляющих ножей; - измерительных трансформаторов тока, содержащих три сердечника; - трансформаторов напряжения; - пускового разъединителя (с ограничением напряжения) для пуска турбины от статического преобразователя частоты; - защитных конденсаторов. Внутри дугогасительной камеры элегаз используется в качестве дугогасительной среды, а также для внутренней изоляции. Наружной изоляцией является воздух. Проверка ЭГРУ выполнена в таблице 8.7 Максимальный ток в цепи генератора  (8.21)где Sн.г. – номинальная мощность генератора, МВА  Определим тепловой импульс от действия тока короткого замыкания  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
= 21,37(кА2·с)
= 1600(кА2·с)