Релейная защита и автоматика

Ветвь резервного ТСН также не учитывается, т.к. выключатель резервного ввода на секцию 6 кВ нормально отключен. Рис.20Токи для точки короткого замыкания К5 составят: IК5(д) = 5,61 кА — от двигателейIК5© = 13,21 кА — от системыIК5 = 18,82 кААналогично рассчитываются токи короткого замыкания при питании секции 6 кВ от резервного ТСН — точка К6. В этом случае не учитывается ветвь рабочего ТСН, т.к. выключатель рабочего ввода на секцию 6 кВ отключен. Ток короткого замыкания поступает на секцию 6 кВ через РТСН.Рис.21IК6(д) = 5,61 кА — от двигателейIК6© = 15,46 кА — от системыIК6 = 21,07 кАРезультаты расчета периодических составляющих токов трехфазного КЗ приведены в табл.

1 и будут использованы для выбора выключателей по отключающей способности. Таблица 1. Результаты расчета периодических составляющих токов трехфазного КЗ в начальный момент времени I (3)по.

Составляющиеот генератораот двигателейот системысуммарная.

ТочкаIпо (г), кАIпо (д), кАIпо©, кАIпо, кАК16,69−23,7630,45К25,62−11,316,92К357,58−79,82 137,4К457,58−74,49 132,1К5−5,6113,2118,82К6−5,6115,4621,07Ударные токи КЗ допустимо рассчитать через токи Iпо по упрощенной формуле: iуд = 2,8∙Iпо.Результаты расчета ударных токов КЗ приведены в табл.

2 и будут использованы для проверки электрооборудования по электродинамической стойкости. Таблица 2. Результаты расчета ударных токов КЗ iуд.

Составляющиеот генератораот двигателейот системысуммарная.

Точкаiуд (г), кАiуд (д), кАiуд ©, кАiуд, кАК118,73−66,5385,26К215,74−31,6447,38К3161,2−223,5384,7К4161,2−208,6369,9К5−15,7136,9952,7К6−15,7143,296 011.

Выбор выключателей и разъединителей.

Полный выбор выключателей, разъединителей, ячеек КРУ включает в себя проверки по многочисленным критериям, для использования которых необходимо рассчитать не только периодическую составляющую тока КЗ в начальный момент времени Iпо и ударный ток КЗ iуд, но и следующие величины: — Iпt — периодическая составляющая тока КЗ в момент времени t;

— iat — апериодическая составляющая тока КЗ в момент времени t;

— β - процентное содержание апериодической составляющей тока КЗ, %;

— В — тепловой импульс, кА2∙с.Поскольку изложение методики расчета данных величин не входит в курс лекций, выбор выключателей производим упрощенно по критериям, приведенным в табл.

3.Таблица 3. Критерии выбора выключателей.

Критерий выбора.

Параметры выключателя.

Параметры сети.

Условие выбора.

По номинальному напряжениюUн — номинальное напряжение Uэу — номинальное напряжение электроустановкиUн ≥ Uэу.

По номинальному токуIн — номинальный токIраб — рабочий ток электроустановки Iн ≥ Iраб.

По отключающей способностиIоткл.

н — номинальный ток отключения Iпо — периодическая составляющая тока трехфазного КЗIоткл.

н ≥ Iпо.

По электродинамической стойкостиiдин — предельный сквозной ток (наибольший пик) iуд — ударный ток КЗiдин ≥ iуд.

Выбор разъединителей упрощенно производим по критериям, приведенным в табл.

4.Таблица 4. Критерии выбора разъединителей.

Критерий выбора.

Параметры разъединителя.

Параметры сети.

Условие выбора.

По номинальному напряжениюUн — номинальное напряжение Uэу — номинальное напряжение электроустановкиUн ≥ Uэу.

По номинальному токуIн — номинальный токIраб — рабочий ток электроустановки Iн ≥ Iраб.

По электродинамической стойкостиiдин — предельный сквозной токiуд — ударный ток КЗiдин ≥ iуд.

Дальнейший выбор коммутационной аппаратуры представлен в табличном виде.

11.1. Выбор генераторных выключателей.

Таблица 5. Выбор генераторных выключателей ВГМ-20−90/11 200У3 — [1, стр.

230]Критерий выбора.

Параметры выключателя.

Параметры сети.

Условие выбора.

По номинальному напряжениюUн = 20 кВ Uэу = 20 кВUн ≥ Uэу20 ≥ 20По номинальному токуIн = 11,2 кАIраб = 10,2 кАIн ≥ Iраб11,2 ≥ 10,2По отключающей способностиIоткл.

н = 90 кА Iпо = 79,8 кАIоткл.

н ≥ Iпо90 ≥ 79,8По электродинамической стойкостиiдин = 320 кАiуд = 223,5 кАiдин ≥ iуд320 ≥ 223,5Рабочий ток, протекающий через выключатель в нормальном режиме, вычислим через полную мощность генератора: Sг = Рг/сosφ = 300/0,85 = 353 МВА — полная мощность генератора. Iраб === 10,2 кА, При коротком замыкании через генераторный выключатель течет либо ток КЗ от системы, либо ток КЗ от генератора. Ток КЗ от системы больше, чем от генератора. Поэтому при выборе генераторного выключателя в качестве параметра сети принимается не суммарный ток КЗ, а составляющая тока КЗ от системы.

11.2. Выбор выключателей РУ высокого напряжения.

Таблица 6. Выбор выключателей 220 кВ ВГТ-220Б-40/3150У1 — [1, стр.

238]Критерий выбора.

Параметры выключателя.

Параметры сети.

Условие выбора.

По номинальному напряжениюUн = 220 кВ Uэу = 220 кВUн ≥ Uэу220 ≥ 220По номинальному токуIн = 2 кАIраб = 0,93 кАIн ≥ Iраб2 ≥ 0,93По отключающей способностиIоткл.

н = 40 кА Iпо = 30,5 кАIоткл.

н ≥ Iпо31,5 ≥ 30,5По электродинамической стойкостиiдин = 102 кАiуд = 85,3 кАiдин ≥ iуд102 ≥ 85,3Рабочий ток Iраб, протекающий через выключатель 220 кВ в максимальном режиме, может быть вычислен по полной мощности генератора: Iраб === 0,93 кАВ отличие от генераторного выключателя, через выключатели РУ-ВН при коротком замыкании течет суммарный ток от системы и генераторов. Поэтому при выборе данных выключателей в качестве параметра сети принимается суммарный ток КЗ. Таблица 7. Выбор выключателей 500 кВ ВГК-500А-40/3150У1 — [1, стр.

238]Критерий выбора.

Параметры выключателя.

Параметры сети.

Условие выбора.

По номинальному напряжениюUн = 500 кВ Uэу = 500 кВUн ≥ Uэу500 ≥ 500По номинальному токуIн = 3,15 кАIраб = 0,41 кАIн ≥ Iраб3,15 ≥ 0,41По отключающей способностиIоткл.

н = 40 кА Iпо = 16,9 кАIоткл.

н ≥ Iпо40 ≥ 16,9По электродинамической стойкостиiдин = 102 кАiуд = 47,4 кАiдин ≥ iуд102 ≥ 47,4Рабочий ток Iраб, протекающий через выключатель 500 кВ в максимальном режиме, вычисляется по полной мощности генератора: Iраб === 0,41 кА11.

3. Выбор разъединителей РУ высокого напряжения.

При выборе разъединителей используются те же, токи, что и при выборе выключателей соответствующего напряжения. Таблица 8. Выбор разъединителей 220 кВ РНД-220/1000 У1 — [1, стр.

274]Критерий выбора.

Параметры разъединителя.

Параметры сети.

Условие выбора.

По номинальному напряжениюUн = 220 кВ Uэу = 220 кВUн ≥ Uэу220 ≥ 220По номинальному токуIн = 1 кАIраб = 0,93 кАIн ≥ Iраб1 ≥ 0,93По электродинамической стойкостиiдин = 100 кАiуд = 85,3 кАiдин ≥ iуд100 ≥ 85,3Таблица 9. Выбор разъединителей 500 кВ РНД-500/3200 У1 — [1, стр.

276]Критерий выбора.

Параметры разъединителя.

Параметры сети.

Условие выбора.

По номинальному напряжениюUн = 500 кВ Uэу = 500 кВUн ≥ Uэу500 ≥ 500По номинальному токуIн = 3,2 кАIраб = 0,41 кАIн ≥ Iраб3,2 ≥ 0,41По электродинамической стойкостиiдин = 160 кАiуд = 47,4 кАiдин ≥ iуд160 ≥ 47,411.

4. Выбор выключателей и ячеек КРУ 6 кВТаблица 10. Выбор выключателей 6,3 кВ ВМПЭ-11−1250−31,5 и ячеек КРУ К-ХХVI — [1, стр.

229, 517]Критерий выбора.

Параметры выключателя.

Параметры сети.

Условие выбора.

По номинальному напряжениюUн = 11 кВ Uэу = 6,3 кВUн ≥ Uэу11 ≥ 11По номинальному токуIн = 1,25 кАIраб = 1,03 кАIн ≥ Iраб1,25 ≥ 1,03По отключающей способностиIоткл.

н = 31,5 кА Iпо = 15,5 кАIоткл.

н ≥ Iпо31,5 ≥ 15,5По электродинамической стойкостиiдин = 80 кАiуд = 43,3 кАiдин ≥ iуд80 ≥ 43,3Рабочий ток, протекающий через выключатель ввода на секцию в нормальном режиме, вычислим через мощность двигателей СН одной секции 6 кВ: Sд = КзгрSТСН/2 = 0,7∙32/2 = 11,2 МВА: Iраб === 1,03 кАПри коротком замыкании через выключатель ввода на секцию 6 кВ течет либо ток КЗ от системы, либо ток КЗ от двигателей. Ток КЗ от системы больше, чем от двигателей. Поэтому в качестве параметра сети принимается не суммарный ток КЗ, а составляющая тока КЗ от системы. При этом следует ориентироваться на максимальное значение тока КЗ из двух значений: при питании от ТСН и при питании от РТСН. В нашем случае ток КЗ при питании от РТСН оказался выше. Поэтому выключатель резервного ввода на секцию 6 кВ находится в более тяжелых условиях, чем выключатель рабочего ввода. Несмотря на это, в целях унификации, оба этих выключателя выбираем однотипными.

12. Выбор токопроводов на генераторном напряжении.

Выбор токопроводов осуществляется по критериям, перечисленным в табл.

11.Таблица 11. Критерии выбора токопроводов.

Критерий выбора.

Параметры токопровода.

Параметры сети.

Условие выбора.

По номинальному напряжениюUн — номинальное напряжение Uэу — номинальное напряжение электроустановкиUн ≥ Uэу.

По номинальному токуIн — номинальный токIраб — рабочий ток электроустановки Iн ≥ Iраб.

По электродинамической стойкостиiдин — ток электродинамической стойкостиiуд — ударный ток КЗiдин ≥ iуд.

Дальнейший выбор токоведущих частей представлен в табличном виде.

12.1. Выбор генераторного токопровода.

Таблица 12. Выбор генераторного токопровода ТЭН-Е-20−11 200−400 — [1, стр.

540]Критерий выбора.

Параметры токопровода.

Параметры сети.

Условие выбора.

По номинальному напряжениюUн = 20 кВ Uэу = 20 кВUн ≥ Uэу20 ≥ 20По номинальному токуIн = 11,2 кАIраб = 10,2 кАIн ≥ Iраб11,2 ≥ 10,2По электродинамической стойкостиiдин = 400 кАiуд = 223,5 кАiдин ≥ iуд400 ≥ 223,5Параметры генераторных токопроводов приведены в [1, стр.

540]. При КЗ в любой точке генераторного токопровода по нему протекают раздельно токи КЗ от генератора и системы. Поэтому генераторный токопровод выбирается по максимальному из этих токов — в данном случае, по току КЗ от системы.

12.2. Выбор отпайки от генераторного токопровода к ТСНРабочий ток ответвления генераторного токопровода к ТСН рассчитывается через мощность потребителей собственных нужд SСН = КзгрSТСН = 0,7∙32 = 22,4 МВА: Iраб === 0,65 кА. При КЗ по ответвлению протекает суммарный ток КЗ от генератора и системы. Ответвление генераторного токопровода к ТСН выбирается по суммарному току КЗ от генератора и системы iуд = 367,9 кА. В комплекте с генераторным токопроводом поставляются монтажные блоки отпаек к ТСН, имеющие параметры, скоординированные с параметрами генераторного токопровода. В [1, стр.

541] на рис.

9.16 показана конструкция пофазно экранированной отпайки от генераторного токопровода без указания ее характеристик. Для корректного выбора по условиям нормального режима и электродинамической стойкости, отпайка от генераторного токопровода должна иметь следующие параметры: Uном ≥ 20 кА; Iном ≥ 0,65 кА;iдин ≥ 384,7 кА.

Список литературы

1. Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 648 с.

2. Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Б. Н.

Неклепаев, И. П. Крбчков. — М.: Энергоатомиздат, 1989.

— 608 с.

3. Петрова С. С. Проектирование электрической части станций и подстанций, ЛПИ, 1989.

4. Алексеева О. Н., Черновец А. К., Шаргин Ю. М. Электрическая часть атомных и гидравлических электростанций, СПбГТУ, 1998.

5. Черновец А. К. Электрическая часть атомных электростанций. Компоновка открытых распределительных устройств, ЛПИ, 1989.

Чертежи:

1. Упрощенная схема технологического цикла производства электроэнергии. К — котел; ПП — пароперегреватели; СК — стопорный клапан; РК — регулирующий клапан; ЦВД, ЦНД — цилиндры высокого и низкого давлений турбины; ЭГ — электрогенератор трехфазный синхронный; КН1, КН2 — конденсатные насосы первой и второй ступеней; БОУ — блочная обессоливающая установка; ЦН — циркуляционный насос турбины; РПНД, РПВД — регенеративные подогреватели низкого и высокого давлений; ТП — турбопривод; КНТП — конденсатный насос турбопривода; Д — деаэратор; ПН — питательный насос; БН — бустерный насос; ВСП, НСП — верхний и нижний сетевые подогреватели; ОД — охладитель дренажей; СН — сетевой насос.

2. Компоновка зданий, сооружений и оборудования на территории электростанции.

3. Главная схема электрических соединений.

4. Схема собственных нужд.

5. Схема заполнения ОРУ.123 456 789АТТ4Л4Л5Л6Л7РТСН1ОВШСВСхема заполнения ОРУ 220 кВ, выполненного по схеме «Двойная несекционированная система сборных шин с обходной сборной шиной с одним выключателем на присоединение"6. План ОРУ. Компоновка ОРУ 220 кВ по схеме с двумя рабочими и обходной системами шин. План ячейки линии.

7. Разрез по ячейке одного из ОРУ. Компоновка ОРУ 220 кВ по схеме с двумя рабочими и обходной системами шин. Разрез ячейки линии.

1 — разъединитель ОСШ;2 — конденсатор связи;

3 — заградитель;

4 — линейный разъединитель;

5 — выключатель;

6 — шинные разъединители;

7 — опорные изоляторы;

8 — разъединитель шинных аппаратов;

9 — трансформатор напряжения;

10 — разрядник.