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(с) = 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(с) = 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)поСоставляющиеот генератораот двигателейот системысуммарнаяТочкаIпо(г), кАIпо(д), кАIпо(с), кАIпо, кАК16,69–23,7630,45К25,62–11,316,92К357,58–79,82137,4К457,58–74,49132,1К5–5,6113,2118,82К6–5,6115,4621,07Ударные 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 iудСоставляющиеот генератораот двигателейот системысуммарнаяТочкаiуд (г), кАiуд (д), кАiуд (с), кАiуд, кАК118,73–66,5385,26К215,74–31,6447,38К3161,2–223,5384,7К4161,2–208,6369,9К5–15,7136,9952,7К6–15,7143,296011. Выбор выключателей и разъединителейПолный 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 выключателейКритерий выбораПараметры выключателяПараметры сетиУсловие выбораПо номинальному напряжениюUн – номинальное напряжение Uэу – номинальное напряжение электроустановкиUн ≥ UэуПо номинальному токуIн – номинальный токIраб – рабочий ток электроустановки Iн ≥ IрабПо отключающей способностиIоткл.н – номинальный ток отключения Iпо – периодическая составляющая тока трехфазного КЗIоткл.н ≥ IпоПо электродинамической стойкостиiдин – предельный сквозной ток (наибольший пик)iуд – ударный ток КЗiдин ≥ iудВыбор разъединителей упрощенно производим по критериям, приведенным в табл.4.Таблица 4. Критерии выбора разъединителейКритерий выбораПараметры разъединителяПараметры сетиУсловие выбораПо номинальному напряжениюUн – номинальное напряжение Uэу – номинальное напряжение электроустановкиUн ≥ UэуПо номинальному токуIн – номинальный токIраб – рабочий ток электроустановки Iн ≥ IрабПо электродинамической стойкостиiдин – предельный сквозной токiуд – ударный ток КЗiдин ≥ iудДальнейший выбор коммутационной аппаратуры представлен в табличном виде.11.1. Выбор генераторных выключателейТаблица 5. Выбор генераторных выключателей ВГМ-20-90/11200У3 – [1, стр.230]Критерий выбораПараметры выключателяПараметры сетиУсловие выбораПо 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 напряженияТаблица 6. Выбор выключателей 220 кВ ВГТ-220Б-40/3150У1 – [1, стр.238]Критерий выбораПараметры выключателяПараметры сетиУсловие выбораПо 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 выбораПараметры выключателяПараметры сетиУсловие выбораПо 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 напряженияПри 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 выбораПараметры разъединителяПараметры сетиУсловие выбораПо 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 выбораПараметры разъединителяПараметры сетиУсловие выбораПо 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 выбораПараметры выключателяПараметры сетиУсловие выбораПо 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 напряженииВыбор токопроводов осуществляется по критериям, перечисленным в табл.11.Таблица 11. Критерии выбора токопроводовКритерий выбораПараметры токопроводаПараметры сетиУсловие выбораПо номинальному напряжениюUн – номинальное напряжение Uэу – номинальное напряжение электроустановкиUн ≥ UэуПо номинальному токуIн – номинальный токIраб – рабочий ток электроустановки Iн ≥ IрабПо электродинамической стойкостиiдин – ток электродинамической стойкостиiуд – ударный ток КЗiдин ≥ iудДальнейший выбор токоведущих частей представлен в табличном виде.12.1. Выбор генераторного токопроводаТаблица 12. Выбор генераторного токопровода ТЭН-Е-20-11200-400 – [1, стр.540]Критерий выбораПараметры токопроводаПараметры сетиУсловие выбораПо 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 литературы1. 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.123456789АТТ4Л4Л5Л6Л7РТСН1ОВШСВСхема 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.