- •Потребители на генераторном напряжении
- •Система
- •I. Выбор структурной схемы
- •II.Выбор трансформаторов связи
- •III.Выбор схемы ру на генераторном напряжении и схемы ру на высшем напряжении.
- •3.1 Схема с одной системой сборных шин.
- •3.2 Схема с двумя системами сборных шин.
- •3.3 Схема с одной рабочей и обходной системами сборных шин.
- •3.4 Схема с двумя рабочими и обходной системами шин.
- •IV. Определить необходимость установки секционного реактора. Выбрать секционный реактор.
- •V. Выбрать схему собственных нужд электростанции.
- •Номинальный ток реактора
- •VI. Выбрать линейные реакторы.
- •VII. Расчет токов кз для выбора коммутационных аппаратов.
- •7.1 Короткое замыкание в точке к-1 (шины вн).
- •7.2 Короткое замыкание в точке к-2 (шины гру).
- •VIII. Выбор выключателей и разъединителей в основных цепях станции.
- •Определим расчетные токи к.З. Для выключателей типа у-110-2000-40у1
- •Список используемой литературы.
Определим расчетные токи к.З. Для выключателей типа у-110-2000-40у1
Расчетное время τ=tр.з.+tсв.=0,01+0,08=0,09с
Периодическая составляющая тока от источника может быть определена по типовым кривым (рис. 3-27а,[1]). Итоговая периодическая (апериодическая) составляющая тока определится суммированием периодических (апериодических) составляющих токов по ветвям энергосистемы и генераторов при к.з. в точке К-1 для расчетного времени τ=0,09с:
Ветвь энергосистемы:
Ветвь генераторов:
, далее по кривым имеем
, тогда
Iп.t.г=0,74·5,61=4,15кА
Суммарные значения периодических и апериодических составляющих тока к.з. для момента времени τ=0,09
Iп.τ=2,52+4,15=6,67кА iа.τ=0,35+5,55=5,9кА
Для выключателя У-110-2000-У1 βном=0,2 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=40кА, Iт=40кА, tт=3с, тогда
iа,ном = √2βном · Iотк, ном = √20,2 ·40 = 11,3 кА
Вк=I2тер·tтер = 402· 3 = 4800 кА2· с
Примем время отключения релейной защиты tрз=0,1с
tотк. = tР.З + tотк.выкл. =0,1+0,08=0,18 с
Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,115с. Отсюда
Вк.расч=8,132·(0,18+0,115) = 19,49 кА2· с
Для разъединителя РДЗ-110/1000
Вк=I2тер·tтер = 31,52· 3 = 2977 кА2· с
Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-1
Таблица 8-1
Расчётные данные |
Каталожные данные | |
Выключатель: У-110-2000-40У1 |
Разъединитель РДЗ-110/1000 | |
Uуст. = 110 кВ |
Uном. = 110 кВ |
Uном. = 110 кВ |
Imax. = 0,6 кА |
Iном. = 2000 А |
Iном. = 1000 А |
Iп = 6,67 кА |
Iотк, ном = 40 кА |
- |
iа = 5,9 кА |
iа,ном =11,3 кА |
- |
IПО = 8,13 кА |
Iдин = 50 кА |
- |
iу = 21,29 кА |
iдин = 135 кА |
iдин = 31,5 кА |
ВК = 19,49 кА2· с |
I2тер·tтер = 4800 кА2· с |
I2тер·tтер = 2977 кА2· с |
8.2 Цепи генераторов Г1-Г4. Выбор В5, В7, В9, В10; Р5, Р7, Р10, Р12.
Определяем расчетные токи продолжительного режима в цепи генератора
Начальная периодическая составляющая тока к.з. и ударный ток от генератора Г-4
Iп0=48,5кАiу=133,7кА
Те же токи от энергосистемы и генераторов Г1-3
Iп0=64,2-48,5=15,7кА
iу=262,8-133,7=129,1кА
Выбираем выключатель МГГ-10-63. Расчетное время τ=tр.з.+tсв.=0,01+0,1=0,11с
Определим два значения периодической и апериодической составляющих тока к.з. в точке К-2 для момента времени τ=0,11с , поскольку через выключатель может протекать как от генератора Г4, так и от системы с генераторами Г1-3.
Составляющие тока к.з. от генератора Г4.Определим номинальный ток генератора.
, далее по кривым имеем, тогдаIптг=0,85·48,5=41,48кА
Составляющие тока к.з. от энергосистемы и генераторов Г1-3 протекают к месту к.з. по двум общим для обоих источников сопротивлениям секционного реактора и трансформатора связи. Периодическая составляющая тока от генераторов Iп0=21,9кА. Найдем токи, протекающие через реактор и трансформаторы связи по отдельности.
Составляющие тока к.з., протекающие через реактор.Из найденного выше имеем начальное значение периодической составляющей тока к.з. через реактор, равное 15,3кА. Тогда
,
Используя кривые (рис. 3-27, а, б [1]), по найденным отношениям определим значение
, тогда
Iп.τ=1·15,3=15,3кА
Составляющие тока к.з. протекающие через трансформатор связи. Начальное значение периодической составляющей тока к.з. через трансформатор связи равно 33,2кА. Тогда
, тогда
Iп.τ.=0,97·33,2=32,2кА
Суммарные значения периодических и апериодических составляющих тока к.з. от энергосистемы и генераторов
Iп.τ.=32,2+15,3=47,5кА
Iп.t.г=0,85·48,5=41,48кА
Из расчетов видно, что ток от энергосистемы и генераторов Г1-3 больше чем ток от генератора Г4.
Для выключателя МГГ-10-63 βном=0,25 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=63кА, Iт=64кА, tт=4с, тогда
iа,ном = √2βном · Iотк, ном = √20,25 ·63 = 22,3 кА
По условию отключения апериодического тока выключатель не проходит, согласно ГОСТ 687-70 в этом случае допускается проверка по полному току КЗ
По отключению полного тока выключатель проходит.
Вк=I2тер·tтер = 642· 4 = 16384 кА2· с
Примем время отключения релейной защиты tрз=0,1с
tотк. = tР.З + tотк.выкл. =0,1+0,13=0,23 с
Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,25с. Отсюда
Вк.расч=15,72·(0,23+0,25) = 118,3 кА2· с
Для разъединителя РВР-10/4000
Вк=I2тер·tтер = 712· 4 = 20164 кА2· с
Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-2
Таблица 8-2
Расчётные данные |
Каталожные данные | |
Выключатель: МГГ-10-63 |
Разъединитель РВР-10/4000 | |
Uуст. = 6.3 кВ |
Uном. = 10 кВ |
Uном. = 10 кВ |
Imax. = 3,67 кА |
Iном. = 5000 А |
Iном. = 4000 А |
Iп = 47,5 кА |
Iотк, ном = 63 кА |
- |
iа = 24,1 кА |
iа,ном =22,3 кА |
- |
√2Iп,τ+iа,τ=91,27кА |
√2Iотк.ном(1+β)=111,36кА |
- |
IПО = 48,5 кА |
Iдин = 64 кА |
- |
iу = 133,7 кА |
iдин = 150 кА |
iдин = 150 кА |
ВК = 118,3 кА2· с |
I2тер·tтер = 16384 кА2· с |
I2тер·tтер = 20164 кА2· с |
8.3 Цепи низшего напряжения трансформаторов связи. Выбор В3,В4; Р3,Р4.
Расчетный ток продолжительного режима в цепях трансформаторов связи определим по мощности, протекающей через них. Мощность в нормальном режиме 56,41МВА, максимальная мощность – 81,9 МВА.
Начальная периодическая составляющая тока к.з. и ударный ток
Iп0=33,2кА
iу=86,8кА
Те же токи от генераторов
Iп0=64,2-33,2=31кА
iу=262,8-86,6=176кА
Выключатели 10кВ не проходят. Выбираем выключатель МГУ-20-90/9500УЗ. Расчетное время τ=tр.з.+tсв.=0,01+0,15=0,16с
Составляющие тока КЗ от энергосистемыбыли найдены ранее
Iп.τ.=32,2кА
Составляющие тока КЗ от генераторовбыли найдены ранее поэтому суммарные токи будут
Iп.τ.=15,3+41,48=56,78кА
Для выключателя МГУ-20-90/9500УЗ βном=0,25 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=90кА, Iт=87кА, tт=4с, тогда
iа,ном = √2βном · Iотк, ном = √20,25 ·90 = 31,8 кА
По условию отключения апериодического тока выключатель не проходит, согласно ГОСТ 687-70 в этом случае допускается проверка по полному току КЗ
По отключению полного тока выключатель проходит.
Вк=I2тер·tтер = 872· 4 = 30276 кА2· с
Примем время отключения релейной защиты tрз=0,1с
tотк. = tР.З + tотк.выкл. =0,1+0,2=0,3 с
Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,22с. Отсюда
Вк.расч=312·(0,3+0,22) = 499,72 кА2· с
Для разъединителя РВР-20/6300
Вк=I2тер·tтер = 1002· 4 = 40000 кА2· с
Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-3
Таблица 8-3
Расчётные данные |
Каталожные данные | |
Выключатель: МГУ-20-90/9500 |
Разъединитель РВР-20/6300 | |
Uуст. = 6.3 кВ |
Uном. = 20 кВ |
Uном. = 20 кВ |
Imax. = 5,16 кА |
Iном. = 9500 А |
Iном. = 6300 А |
Iп = 56,78 кА |
Iотк, ном = 90 кА |
- |
iа = 49 кА |
iа,ном =31,8 кА |
- |
√2Iп,τ+iа,τ=129,3кА |
√2Iотк.ном(1+β)=159,1кА |
- |
IПО = 31 кА |
Iдин = 105 кА |
- |
iу = 176 кА |
iдин = 300 кА |
iдин = 260 кА |
ВК = 499,72 кА2· с |
I2тер·tтер = 30276 кА2· с |
I2тер·tтер = 40000 кА2· с |
Цепь секционного реактора. Выбор В8, Р9, Р10.
Расчетный ток продолжительного режима в цепи секционного реактора определим аналогично определению номинального тока секционного реактора, поэтому
Начальная периодическая составляющая тока к.з. и ударный ток от секционного реактора
Iп0р=15,3кА
iу=42,3кА
Те же токи от генератора Г4 и трансформатора связи Т2
Iп0=64,2-15,3=48,9кА
iу=262,8-42,3=220,5кА
Выключатели 10кВ не подходят поэтому выбираем выключатель МГУ-20-90/6300УЗ. Расчетное время τ=tр.з.+tсв.=0,01+0,15=0,16с
Определяем два значения периодической и апериодической составляющих тока к.з. в точке К-2 для момента времени t=τ=0,16с, по скольку через выключатель может протекать ток к.з. тот же как через секционный реактор, так и от генератора Г4 и энергосистемы через трансформатор связи Т2.
Составляющие тока к.з. от генератора и системы также были найдены ранее, поэтому суммарные значения будут
Iп.τ.=38,8+15,3=54,1кА
Для выключателя МГУ-20-90/6300УЗ βном=0,25 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=90кА, Iт=100кА, tт=4с, тогда
iа,ном = √2βном · Iотк, ном = √20,25 ·90 = 31,8 кА
По условию отключения апериодического тока выключатель не проходит, согласно ГОСТ 687-70 в этом случае допускается проверка по полному току КЗ
По отключению полного тока выключатель проходит.
Вк=I2тер·tтер = 1002· 4 = 40000 кА2· с
Примем время отключения релейной защиты tрз=0,1с
tотк. = tР.З + tотк.выкл. =0,1+0,2=0,3 с
Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,22с. Отсюда
Вк.расч=48,92·(0,3+0,22) = 1243,42 кА2· с
Для разъединителя РВР-20/6300
Вк=I2тер·tтер = 1002· 4 = 40000 кА2· с
Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-4
Таблица 8-4
Расчётные данные |
Каталожные данные | |
Выключатель: МГУ-20-90/6300 |
Разъединитель РВР-20/6300 | |
Uуст. = 6.3 кВ |
Uном. = 20 кВ |
Uном. = 20 кВ |
Imax. = 2,2 кА |
Iном. = 6300 А |
Iном. = 6300 А |
Iп = 54,1 кА |
Iотк, ном = 90 кА |
- |
iа = 49 кА |
iа,ном =31,8 кА |
- |
√2Iп,τ+iа,τ=125,5кА |
√2Iотк.ном(1+β)=159,1кА |
- |
IПО = 48,9 кА |
Iдин = 105 кА |
- |
iу = 220,5 кА |
iдин = 300 кА |
iдин = 260 кА |
ВК = 1243,42 кА2· с |
I2тер·tтер = 40000 кА2· с |
I2тер·tтер = 40000 кА2· с |
Цепи собственных нужд со стороны ГРУ. Выбор В6, В10; Р6, Р11.
Расчетный ток продолжительного режима в цепях собственных нужд определим по току реактора =1,17кА.
Начальная периодическая составляющая тока к.з. и ударный ток
Iп0=64,2кА
iу=262,8кА
Опять выбираем выключатель МГУ-20-90/6300УЗ. Расчетное время τ=tр.з.+tсв.=0,01+0,15=0,16с
Составляющие тока к.з. от всех источников были найдены ранее, поэтому суммарные значения будут
Iп.τ.=38,8+14,7+15,3=68,8кА
По условию отключения апериодического тока выключатель не проходит, поэтому проверяем по полному току к.з.
По отключению тока к.з. выключатель проходит.
Вк.расч=64,22·(0,3+0,22) = 2143,25 кА2· с
Для разъединителя РВР-20/6300УЗ
Вк=I2тер·tтер = 1252· 4 = 62500 кА2· с
Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-5
Таблица 8-5
Расчётные данные |
Каталожные данные | |
Выключатель: МГУ-20-90/6300 |
Разъединитель РВР-20/6300 | |
Uуст. = 6.3 кВ |
Uном. = 20 кВ |
Uном. = 20 кВ |
Iнорм. = 1,17 кА |
Iном. = 6300 А |
Iном. = 6300 А |
Iп = 68,8 кА |
Iотк, ном = 90 кА |
- |
iа = 58,4 кА |
iа,ном =31,8 кА |
- |
√2Iп,τ+iа,τ=155,7кА |
√2Iотк.ном(1+β)=159,1кА |
- |
IПО = 64,2 кА |
Iдин = 105 кА |
- |
iу = 262,8 кА |
iдин = 300 кА |
iдин = 320 кА |
ВК = 2143,25 кА2· с |
I2тер·tтер =40000кА²· с |
I2тер·tтер =32400 кА2· с |
Цепи линейного реактора.
Расчетный ток продолжительного режима в цепи линейного реактора будет
Ударный ток при к.з. до реактора будет таким же, что при к.з. в цепях трансформаторов собственных нужд со стороны ГРУ, т.е.
iу=262,8кА
Поскольку реакторы подключены непосредственно к шинам ГРУ, то время отключения к.з. примем равным tотк.=4с (генераторы 32МВт). Тогда тепловой импульс тока
Вк.расч=64,22·(4+0,22) = 17393,32 кА2· с
Вк= 40000 кА2· с
Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-6
Таблица 8-6
Расчетные данные |
Каталожные данные |
РВР-20/6300 | |
Uуст. = 6.3 кВ |
Uном. = 20 кВ |
Iмах. = 0,92 кА |
Iном. = 6300 А |
Iу=262,8кА |
iдин = 260 кА |
ВК = 17393,32 кА2· с |
I2тер·tтер = 40000 кА2· с |
Цепи линейного реактора. Выбор В12.
Расчетный ток продолжительного режима в цепи линейного реактора через выключатель В12 был определен при выборе линейного реактора и равен
Iнорм=0,22кА
Imax=0,44кА
Начальная периодическая составляющая тока к.з. и ударный ток
Iп0=13,47кА
iу=37,3кА
Выбираем выключатель типа ВПМ-10-20. Время отключения кз на кабеле по условию t=0,2с
Iп.τ.=Iп0=13,47кА
Для выключателя ВПМ-10-20 βном=0,25 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=20кА, Iт=20кА, tт=4с, тогда
iа,ном = √2βном · Iотк, ном = √20,25 ·20 = 7,07 кА
По условию отключения апериодического тока выключатель не проходит, согласно ГОСТ 687-70 в этом случае допускается проверка по полному току КЗ
По отключению полного тока выключатель проходит.
Вк=I2тер·tтер = 202· 4 =1600 кА2· с
Примем время отключения релейной защиты tрз=0,1с
tотк. = tР.З + tотк.выкл. =0,1+0,1=0,2 с
Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,23с. Отсюда
Вк.расч=13,472·(0,2+0,23) = 78 кА2· с
Результаты расчетов и каталожные данные отображены в таблице 8-7
Таблица 8-7
Расчётные данные |
Каталожные данные |
Выключатель: ВПМ-10-20 | |
Uуст. = 6.3 кВ |
Uном. = 10 кВ |
Iнорм. = 0,44 кА |
Iном. = 630 А |
Iп = 13,47 кА |
Iотк, ном = 20 кА |
iа = 8,57 кА |
iа,ном =7,07 кА |
√2Iп,τ+iа,τ=27,62кА |
√2Iотк.ном(1+β)=35,4кА |
IПО = 13,47 кА |
Iдин = 20 кА |
iу = 37,3 кА |
iдин = 52 кА |
ВК = 78 кА2· с |
I2тер·tтер =1600 кА2· с |
Цепи собственных нужд. Выбор В13.
Расчетный ток продолжительного режима
Начальная периодическая составляющая и ударный ток от внешней сети
;
Те же токи от эквивалентного двигателя
;
Выбираем выключатель типа ВМПЭ-10-1500-20УЗ. τ=0,2с
Надо определить два значения периодической и апериодической составляющих тока КЗ в точке К-4 для времени τ=0,2с, поскольку через выключатель может протекать ток КЗ как от внешней сети, так и от эквивалентного двигателя.
Составляющие тока КЗ от внешней сети
Iп.τ.=Iп0=14,26кА
Составляющие тока КЗ от эквивалентного двигателя
Для выключателя ВМПЭ-10-1500-20УЗ βном=0,2 (определено по кривой на рисунке 4-49 [1]), Iоткл=20кА, Iт=20кА, tт=8с, тогда
iа,ном = √2βном · Iотк, ном = √20,2 ·20 = 5,66 кА
Вк=I2тер·tтер = 202· 8 = 3200 кА2· с
Постоянную времени Та определим по данным §3-7[1]: Та=0,05с. Отсюда
Вк.расч=(14,26+3,25)2·(0,2+0,05) = 76,6 кА2· с
Таблица 8-8
Расчётные данные |
Каталожные данные |
Выключатель: ВМПЭ-10-1500-20УЗ | |
Uуст. = 6.3 кВ |
Uном. = 10 кВ |
Iнорм. = 1,17 кА |
Iном. = 1500 А |
Iп = 14,26 кА |
Iотк, ном = 20 кА |
iа = 1 кА |
iа,ном =5,66 кА |
IПО = 14,26 кА |
Iдин = 20 кА |
iу = 39,4 кА |
iдин = 52 кА |
ВК = 76,6 кА2· с |
I2тер·tтер =3200 кА2· с |
IX. Выбор измерительных трансформаторов, измерительных приборов, разрядников, предохранителей.
9.1 Выбор измерительных трансформаторов, разрядников, предохранителей.
Поскольку измерительные трансформаторы выбираются упрощенно, без учета вторичной нагрузки, без проверки трансформаторов тока по условиям к.з., сведем данные к таблице 9-1. Там же отобразим выбор разрядников и предохранителей.
Таблица 9-1
Место установки |
Расчетные данные |
Электрооборудование: ТТ-тр-ры тока, ТН- тр-ры напряжения, Р-разрядники, П-предохранители |
Каталожные данные | |
РУ ВН |
Imax=0,6кА Uуст=110кВ |
ТТ
|
ТФЗМ-110У1 |
Iном=600А |
Uном=110кВ
| ||||
ТН |
НКФ-110-58 | |||
Р |
РВМГ-110МУ1 | |||
Цепи нейтралей трансформаторов связи |
|
ТТ |
ТВТ-110-200/1 |
Iном=200А |
Uном=110кВ | ||||
Р |
РВС-110МУ1 | |||
Цепи НН тр-ров связи |
Imax=5,16кА Uуст=6,3кВ |
ТТ |
ТШВ-15-6000 |
Iном=6000А Uном=15кВ |
Цепи генераторов |
Imax=3,85кА Uуст =6,3кВ |
ТТ |
ТШВ-15-6000 |
Iном=6000А Uном=15кВ |
ТНПШ-3У |
Iном=7200А Uном=10,5кВ | |||
ТПШЛО-10-1500/5 |
Iном=1500А Uном=10кВ | |||
ТН |
НТМИ-6-66 |
Uном=6кВ | ||
Шины ГРУ |
Uуст =6,3кВ |
ТН |
НТМИ-10-66УЗ |
Uном=10кВ |
Р |
РВО-10-У1 | |||
П |
ПКТ-101-10 | |||
Цепь СР |
Imax=2,2кА Uуст =6,3кВ |
ТТ |
ТЛШ-10/3000 |
Iном=3000А Uном=10кВ |
Цепь ЛР |
Imax=1,76кА Uуст =6,3кВ |
ТТ |
ТЛШ-10/2000 |
Iном=2000А Uном=10кВ |
Цепи СН со стороны ГРУ |
Imax=920А Uуст =6,3кВ |
ТТ |
ТЛШ-10/1000 |
Iном=1000А Uном=10кВ |
9.2 Выбор измерительных приборов.
Таблица 9-2
Цепь |
Место установки приборов |
Перечень приборов |
Турбогенератор |
Статор-БЩУ |
Амперметр в каждой фазе, вольтметр, ваттметр, варметр, счетчик активной энергии, датчики активной и реактивной мощности. Регистрирующие ваттметр, амперметр и вольтметр |
Ротор – сборка возбуждения |
Амперметр, вольтметр. Вольтметр в цепи основного и резервного возбудителя. Регистрирующий амперметр. | |
ЦЩУ |
Суммирующие ваттметр и варметр | |
Трансформатор связи с энергосистемой |
ВН |
- |
НН |
Амперметр, ваттметр и варметр с двусторонней шкалой | |
Сборные шины |
На каждой секции и системе шин |
Вольтметр для измерения междуфазного напряжения, вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений, приборы синхронизации: два частотомера, два вольтметра и синхроноскоп |
Общие приборы с переключением на любую систему шин |
Два регистрирующих вольтметра для измерений междуфазных напряжений и два частотомера | |
Шины 6кВ собственных нужд |
|
Вольтметр для измерения междуфазного напряжения, вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений |
Электро-двигатели |
Статор |
Амперметр |
Линии 6 кВ к потребителям |
|
Амперметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии для линий, принадлежащих потребителю |
Линии 110 кВ |
|
Амперметр, ваттметр, варметр, фиксирующий прибор, используемый для определения места к.з., расчетные счетчики активной и реактивной энергии на тупиковых потребительских линиях. |
Сборные шины ВН электростанции |
На каждой системе шин |
Вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений, регистрирующие приборы: частотомер, вольтметр и суммирующий ваттметр, приборы синхронизации: два частотомера, два вольтметра, синхроноскоп, два осциллографа |