7 Выбор проводников ру

1) Распределительное устройство высокого напряжения (РУ ВН)

Ток в неизолированном проводе составит

Принимаем неизолированный алюминиевый провод. Эконо­мическая плотность тока при указанных условиях составит j_эк=1 А/мм².

Экономическое сечение проводника

Примем для СШ и ОСШ 3 неизолированных провода марки АС - 1500.

2) Распределительное устройство генераторного напряжения

Максимально возможный ток в шине ГРУ 10,5 кВ будет протекать при условии, что один из трансформаторов связи выведен из работы, тогда через второй будет передаваться максимально возможная мощность, то есть 173,875 МВ∙А. Тогда:

Выбираем алюминиевые окрашенные шины коробчатого сечения с параметрами, приве­денными в таблице 15, и геометрическими размерами поперечного сечения, приведенными на рисунке 4.

Таблица 15. Параметры шин ГРУ 10,5 кВ

Размеры				Площадь сечения	Допустимый ток
a	b	c	r
мм				мм2	А
225	105	12,5	16	4890	10300

Рисунок 4. Геометрические размеры поперечного сечения шин ГРУ 10,5 кВ

3) Распределительное устройство собственных нужд 6,3 кВ:

Максимально возможный ток в шине РУСН 6,3 кВ:

Выбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения с параметрами, приведенными в таблице 16.

Таблица 16. Параметры шин РУСН 6,3 кВ

Размеры	Площадь сечения	Допустимый ток
мм	мм2	А
	1200	2070

4) Распределительное устройство собственных нужд 6,3 кВ:

Максимально возможный ток в шине РУНН 0,4 кВ:

Выбираем алюминиевые шины коробчатого сечения с параметрами, приведенными в таблице 17.

Таблица 17. Параметры шин РУНН 0,4 кВ

Размеры				Площадь сечения	Допустимый ток на две шины
a	b	c	r
мм				мм2	А
250	115	12,5	16	5450	10800

8 Расчет токов короткого замыкания.

В качестве расчетных точек коротких замыканий примем точки, короткое замыкание в которых наиболее опасно. Короткое замыкание (КЗ) на шине РУВН приведет к полному отключению всех потребителей, среди которых могут быть потребители первой и второй категории, на генераторе – отключению и возможному выходу из строя генератора, что так же скажется на потребителях, т.к. генерируемая мощность оставшихся генераторов будет недостаточна. Короткое замыкание на шине СН является недопустимым, т.к. СН – потребители первой категории и их отключение недопустимо.

Схема замещения приведена на рис. 5. Результаты расчета токов короткого замыкания приведены в таблице 19.

Определение основных базисных величин

Расчет токов короткого замыкания выполним методом относительных единиц. При этом примем S_б=1000 МВА, U_б1=115 кВ, U_б2=18 кВ, U_б3=10,5 кВ, U_б4=6,3 кВ, U_б5=0,4 кВ.

Определим базисные токи:

Определение относительных сопротивлений

Относительные сопротивления трансформаторов связи неблочной части:

Относительные сопротивления трансформаторов связи блочной части:

Относительные сопротивления токопроводов от трансформаторов связи до ГРУ:

Относительные сопротивления токопроводов от генераторов до ТС блочной части:

Относительные сопротивления токопроводов от ГРУ до генераторов:

Относительные сопротивления турбогенераторов:

Относительные сопротивления кабельных линий от ГРУ до ТСН неблочной части:

Относительные сопротивления кабельных линий от генераторов до ТСН блочной части:

Относительные сопротивления ТСН 10,5/6,3 кВ:

Относительные сопротивления кабельных линий от ТСН 10,5/6,3 кВ до РУСН 6,3 кВ:

Относительные сопротивления кабельных линий от РУСН 6,3 кВ до двигателей:

Эквивалентное сопротивление двигателей 6 кВ:

Относительные сопротивления кабельных линий от РУСН 6,3 кВ до ТСН 6,3/0,4 кВ:

Относительные сопротивления трансформаторов собственных нужд 6,3/0,4 кВ:

Относительные сопротивления шинопроводов от ТСН 6,3/0,4 кВ до РУНН 0,4 кВ:

Относительные сопротивления кабельных линий до двигателей 0,4 кВ:

Относительные сопротивления двигателей 0,4 кВ:

Полученные значения относительных сопротивлений представлены в табл. 18.

Таблица 18. Результаты расчета сопротивлений расчетной схемы в относительных базисных единицах

R1	0,0000	X1	0,0000	R28	0,009	X28	0,044
R2	0,0000	X2	0,0000	R29	0,006	X29	0,297
R3	0,0000	X3	0,8400	R30	0,173	X30	0,473
R4	0,0000	X4	0,5250	R31	0,163	X31	0,299
R5	0,0082	X5	0,414	R32	0,163	X32	0,299
R6	0,0046	X6	0,178	R33	0,153	X33	0,186
R7	0,142	X7	0,263	R34	0,0000	X34	22,0000
R8	0,132	X8	0,132	R35	0,0000	X35	18,7500
R9	0,132	X9	0,132	R36	0,0000	X36	18,7500
R10	0,045	X10	0,045	R37	0,0000	X37	22,0000
R11	0,003	X11	0,112	R38	1,2500	X38	25,0000
R12	0,0018	X12	0,112	R39	1,2500	X39	25,0000
R13	0,0018	X13	0,112	R40	1,2500	X40	25,0000
R14	0,0000	X14	-	R41	1,2500	X41	25,0000
R15	0,0000	X15	10,3175	R42	4,8900	X42	0,543
R16	0,0000	X16	8,0000	R43	2,96	X43	0,328
R17	0,0000	X17	8,0000	R44	2,96	X44	0,238
R18	0,0000	X18	6,2500	R45	1,97	X45	0,219
R19	0,150	X19	0,150	Xг1	2,0933	Хг2	1,5360
R20	0,141	X20	0,150	Хг3	1,5360	Хг4	1,1690
R21	0,141	X21	0,150	X д1	44,6800	Х д2	26,4800
R22	0,144	X22	0,113	Х д3	26,4800	Х д4	17,8750
R26	0,0163	X26	0,074	Х д5	115,900	Х д6	70,170
R27	0,009	X27	0,044	Х д7	70,170	Х д8	46,780

Рисунок 5. Схема замещения с принятыми обозначениями

Средние значения для приближенных расчетов сверхпереходная ЭДС турбогенераторов, асинхронных двигателей и сети примем по [6, с. 118]:

- для энергосистемы (С);

- для недовозбужденных турбогенераторов (Г1… Г5);

- для асинхронных двигателей (Д1…Д8).

Расчет точки К2

При расчете точки К2 схема принимает упрощенный вид из-за отсутствия подпитки точки короткого замыкания от двигателей второй ступени СН неблочной части и от всех двигателей СН блочной части. Упрощенная схема представлена на рис. 6.

Уточненные относительные сопротивления секционных реакторов ГРУ для точки К2:

Рисунок 6. Упрощенная схема для точки К2

Упростим схему, сложив сопротивления последовательно включенных элементов СН:

Элементы получены при расчете короткого замыкания в точке К1. Второе упрощение при расчете точки К2 представлено на рис. 7.

Рисунок 7. Второе упрощение для точки К2

Так, как выбранные двигатели одинаковы, то можно объединить двигатели Д1 и Д3 в один эквивалентный элемент. При этом производим следующие преобразования схемы:

Третье упрощение при расчете точки К2 представлено на рис. 8.

Рисунок 8. Третье упрощение при расчете точки К2

Таким образом начальный ток периодической составляющей короткого замыкания в точке К2 находится как сумма токов, создаваемых генераторами и двигателями в отдельности:

.

Начальный ток периодической составляющей от генератора Г1:

Начальный ток апериодической составляющей от генератора Г1:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей:

Ударный коэффициент апериодической составляющей:

Ударный ток короткого замыкания от генератора Г1:

Начальный ток периодической составляющей от генератора Г2:

Начальный ток апериодической составляющей от генератора Г2:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей:

Ударный коэффициент апериодической составляющей:

Ударный ток короткого замыкания от генератора Г2:

Начальный ток периодической составляющей от генератора Г3:

Начальный ток апериодической составляющей от генератора Г3:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей:

Ударный коэффициент апериодической составляющей:

Ударный ток короткого замыкания от генератора Г3:

Начальный ток периодической составляющей от генераторов Г4 и Г5:

Начальный ток апериодической составляющей от генераторов Г4 и Г5:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей:

Ударный коэффициент апериодической составляющей:

Ударный ток короткого замыкания от генераторов Г4 и Г5:

Начальный ток периодической составляющей от двигателей Д1 и Д3:

Начальный ток апериодической составляющей от двигателей Д1 и Д3:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей:

Ударный коэффициент апериодической составляющей:

Ударный ток короткого замыкания от двигателей Д1 и Д3:

Начальный ток периодической составляющей от двигателя Д2:

Начальный ток апериодической составляющей от двигателя Д2:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей:

Ударный коэффициент апериодической составляющей:

Ударный ток короткого замыкания от двигателя Д2:

Определим суммарный ток периодической составляющей в точке К2:

Определим суммарный ток апериодической составляющей в точке К2:

Определим суммарный ударный ток к. з. в точке К2:

Мощность короткого замыкания в точке К2:

Таблица 19. Результат расчета точек КЗ

К1
Iп0 (Г1), кА		Iп0 (Г2,Г3), кА			Iп0 (Г4,Г5), кА			Iп0 (К1), кА
1,592		3,106			4,827			9,508
iа0 (Г1), кА		iа0 (Г2,Г3), кА			iа0 (Г4,Г5), кА			iа0 (К1), кА
2,251		4,393			6,82			13,43
iуд (Г1), кА		iуд (Г2,Г3), кА			iуд (Г4,Г5), кА			iуд (К1), кА
4,484		8,739			13,58			26,732
К2
Iп0 (Г1), кА	Iп0 (Г2), кА		Iп0 (Г3), кА	Iп0 (Г4,Г5), кА		Iп0 (АД1,АД3), кА		Iп0 (АД2), кА		Iп0 (К2), кА
22,245	20,344		29,763	31,382		2,381		1,409		116,943
iа0 (Г1), кА	iа0 (Г2), кА		iа0 (Г2,Г3), кА	iа0 (Г4,Г5), кА		iа0 (АД1,АД3), кА		iа0 (АД2), кА		iа0 (К2), кА
31,459	28,77		42,092	44,38		3,367		1,993		165,383
iуд (Г1), кА	iуд (Г2), кА		iуд (Г2,Г3), кА	iуд (Г4,Г5), кА		iуд (АД1,АД3), кА		iуд (АД2), кА		iуд (К2), кА
62,784	56,874		84,039	88,194		6,66		3,936		329,652
К3
Iп0 (Г1), кА	Iп0 (Г2), кА		Iп0 (Г3), кА	Iп0 (Г4,Г5), кА		Iп0 (АД5), кА	Iп0 (АД1), кА		Iп0 (К3), кА
6,378	6,435		6,665	6,711		0,504	1,843		28,236
iа0 (Г1), кА	iа0 (Г2), кА		iа0 (Г3), кА	iа0 (Г4,Г5), кА		iа0 (АД5), кА	iа0 (АД1), кА		iа0 (К3), кА
9,02	8,676		9,426	9,491		0,712	2,606		39,93
iуд (Г1), кА	iуд (Г2), кА		iуд (Г3), кА	iуд (Г4,Г5), кА		iуд (АД5), кА	iуд (АД1), кА		iуд (К3), кА
17,416	16,777		18,174	18,285		1,886	5,209		77,204

Продолжение таблицы 19.

К4
Iп0 (Г1), кА	Iп0 (Г2), кА	Iп0 (Г3), кА	Iп0 (Г4,Г5), кА	Iп0 (АД5), кА	Iп0 (АД1), кА	Iп0 (К4), кА
6,342	6,101	6,625	6,671	0,503	1,846	28,088
iа0 (Г1), кА	iа0 (Г2), кА	iа0 (Г3), кА	iа0 (Г4,Г5), кА	iа0 (АД5), кА	iа0 (АД1), кА	iа0 (К4), кА
8,968	8,629	9,369	9,434	0,712	2,611	39,72
iуд (Г1), кА	iуд (Г2), кА	iуд (Г3), кА	iуд (Г4,Г5), кА	iуд (АД5), кА	iуд (АД1), кА	iуд (К4), кА
17,287	16,657	18,034	18,43	1,343	5,221	76,969
К5
Iп0 (Г1), кА	Iп0 (Г2), кА	Iп0 (Г3), кА	Iп0 (Г4,Г5), кА	Iп0 (АД5), кА	Iп0 (АД1), кА	Iп0 (К5), кА
21,654	4,004	21,857	21,888	11,143	14,08	94,623
iа0 (Г1), кА	iа0 (Г2), кА	iа0 (Г3), кА	iа0 (Г4,Г5), кА	iа0 (АД5), кА	iа0 (АД1), кА	iа0 (К5), кА
30,629	5,658	30,91	30,954	15,579	19,912	133,817
iуд (Г1), кА	iуд (Г2), Ка	iуд (Г3), кА	iуд (Г4,Г5), кА	iуд (АД5), кА	iуд (АД1), кА	iуд (К5), кА
58,611	11,222	59,138	59,212	29,571	38,872	256,626

Продолжение таблицы 19

К6
Iп0 (Г1), кА	Iп0 (Г2), кА		Iп0 (Г3), кА		Iп0 (Г4,Г5), кА		Iп0 (АД5), кА		Iп0 (АД1), кА		Iп0 (К6), кА
21,341	3,993		21,537		21,567		11,205		13,967		93,61
iа0 (Г1), кА	iа0 (Г2), кА		iа0 (Г3), кА		iа0 (Г4,Г5), кА		iа0 (АД5), кА		iа0 (АД1), кА		iа0 (К6), кА
30,181	5,647		30,458		30,501		15,847		19,752		132,384
iуд (Г1), кА	iуд (Г2), Ка		iуд (Г3), кА		iуд (Г4,Г5), кА		iуд (АД5), кА		iуд (АД1), кА		iуд (К6), кА
51,599	10,946		52,005		52,062		31,693		35,695		234
К7
Iп0 (Г1), кА		Iп0 (Г2,Г3), кА		Iп0 (Г5), кА		Iп0 (АД4), кА		Iп0 (Г4), кА		Iп0 (К7), кА
7,926		13,013		11,219		1,175		24,713		58,046
iа0 (Г1), кА		iа0 (Г2,Г3), кА		iа0 (Г5), кА		iа0 (АД4), кА		iа0 (Г4), кА		iа0 (К7), кА
11,209		18,404		15,867		1,662		34,95		82,08
iуд (Г1), кА		iуд (Г2,Г3), кА		iуд (Г5), кА		iуд (АД4), кА		iуд (Г4), кА		iуд (К7), кА
22,305		36,559		31,556		3,283		69,891		163,594