Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методичка для курсового по производству ЭЭ

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
2.34 Mб
Скачать

Метод типовых кривых целесообразно применять в тех случаях, когда точка КЗ находится на выводах генераторов или при неболь­ шой электрической удаленности от них. Все остальные генераторы, значительно удаленные от точки КЗ, и остальную часть системы заменяют одним источником бесконечной мощности. Когда генера­ торы и система связаны с точкой КЗ общим сопротивлением, пе­ риодическую составляющую тока в месте КЗ в произвольный мо­

мент времени можно найти, используя совместно типовые кривые

рис. 3.1 а, б. Для этого определяют начальные значения периодических

составляющих токов в месте КЗ - суммарного 1к0 и ветви генератора

1г0. Находят отношения W I ном, Iro / 1«о и выбирают соответствующиеУ

кривые на рис. 3.1 а, б. Затем для заданного времени т;Ти выбранной на рис. 3.1 а кривой определяют отношение I,x / 1г0 и используют его

для определения К = 1гт / 1го по кривой рис. 3.1 б. По известным зна­

 

Н

чениям 1к0 и К находят периодическую составляющую тока в точке

КЗ в расчетный момент времени т,.

Б

 

4. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

 

й

4.1. Расчетные условия для выбоиа электрических аппаратов

р

 

Электрические аппара ы выбираются по расчетным условиям

нормального реж ма с последующейо

проверкой их работоспособ­

ности в аварийных режтмах. При этом расчетные величины должны

и

 

з

 

быть меньшеоили равны номинальным (каталожным) параметрам. Все электрические аппараты выбираются по номинальному напря­ жению (Upпмакс < U„), роду установки (внутренняя, наружная) и кон­ структивномуе исполнению. По номинальному току (1р макс < 1н) вы­ бираются те а араты, по которым протекают рабочие токи (вы­ Рключат ли, разъединители, отделители, реакторы, трансформаторы тока и предохранители).

Кроме того, каждый аппарат в зависимости от его назначения дополнительно оценивается по ряду специфических параметров, приведенных в табл. 4.1.

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 4.1

 

 

 

 

Расчетные

Номинальные

Условия для вы­

Параметры

 

(каталожные)

 

бора

 

величины

 

 

 

 

 

 

 

величины

 

и проверки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

4 .

 

 

 

Выключатели, разъединители и отделители

 

 

Номинальное на­

 

U p макс

 

 

и н

 

 

U H—U p макс

пряжение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный ток

 

1р макс

 

 

I .

 

 

IH^ I D макс

Номинальный ток

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отключения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

симметричный

 

 

In,

 

 

1н откл

 

 

1ноткл— Im

(эффективное зна­

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

чение)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нл /2 1 нотта(1 + Р н )>

асимметричный

 

 

 

 

 

 

й

(максимальное

 

V 2 Im+/„

 

 

 

 

 

 

 

л /2 1ИОТКл (1 + Р „ )

 

 

 

значение)

 

 

 

 

 

 

и

 

 

> 4 l

Im+i*,

Номинальныйток

 

 

 

 

 

 

 

 

динамическойстой­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кости:

 

 

 

 

InO

 

 

1д н с

 

 

^дин с —1п0

симметричный(эф­

 

 

о

 

 

 

 

 

 

фективноезначение)

 

т

р

 

 

 

 

 

асимметричный

 

 

 

 

 

 

 

(максимальное

 

и

 

 

 

*макс

 

 

^макс—^

 

 

b

 

 

 

 

 

значение)

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепловой импульс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

Bk

 

 

 

 

 

I2tt,SBk

КЗ (термическая

 

 

 

 

It, tf

 

 

стойкость)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

Предохранители

 

 

 

 

ние

 

 

 

InO

 

 

IH откл

 

 

НИ a 0

0Я**IV

Номинальное

 

 

U p макс

 

 

U H

 

 

U H — U p макс

напряж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный ток

 

ID макс

 

 

 

 

I H —In макс

Номинальный ток

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отключения

 

 

 

 

Реакторы

 

 

 

 

 

Номинальное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U p макс

 

 

U„

 

 

U „ ^ U p макс

напряжение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный ток

 

Ермаке

 

 

I„

 

 

IH — ID макс

Индуктивное

 

 

Хр

 

 

X „

 

 

XH>XP

сопротивление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл 4.1

1

 

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

4

 

 

Номинальный ток

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

динамической

 

 

 

V

 

 

* м а кс

 

 

 

*ыакс—*y

стойкости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепловой импульс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КЗ (термическая

 

 

в к

 

 

it» tt

 

 

 

I 2 f t t >

B k

стойкость)

 

 

 

 

Короткозамыкатели

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальное

 

 

U p макс

 

 

и н

 

 

U

H ^

U p

MaKC

напряжение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

Номинальный ток

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

динамической

 

 

 

ч

 

 

^м а к с

 

 

 

1 м а к с

i y

стойкости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

Тепловой импульс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КЗ (термическая

 

 

в

к

 

 

й

 

 

I 2 f t t>

B k

стойкость)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трансформаторы тока

 

 

 

 

 

Номинальное

 

 

Up макс

р

 

 

 

 

U H— Up макс

напряжение

 

 

 

U „

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный пер­

 

lip

 

 

 

 

 

 

 

ll„S lip

вичный ток

 

 

 

 

 

I l H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный вто­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ричный ток

 

 

 

Ь р

 

 

1 2 н

 

 

 

Ь

н ^

h p

 

 

 

N Mn,%о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Класс точности

 

 

 

N H O M , %

 

 

N„0M,% <

 

Naon,%

Номинальная вто­

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2p

 

о

 

S

2 p

 

 

S 2 H

 

 

 

^ 2 h —

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ричная нагрузка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кратность т ка

 

 

 

К,

 

 

 

 

 

 

 

 

п

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

динамическ й

 

h

 

 

К д и Н

 

 

 

 

 

 

 

стойкости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k " 2

A

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кратность односе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кундного тока тер­

 

B k

 

 

 

с

 

 

( K

l c

I , „ ) ‘ > B k

мич ской стойкости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трансформаторы напряжения

 

 

 

 

 

 

Номинальное пер­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рвичное

 

 

 

U lp макс

 

 

U , B

 

 

U l„

U ,p макс

напряжение

Класс точности

Номинальная мощность вторич­

ной обмотки

K o

a , %

^ном> / ()

N H 0 M , % <

N j , o n , %

^

2 р

S 2 H

S 211 ^

s ? p

32

Разъединители и отделители по номинальному току отключения не выбираются.

Наибольший рабочий ток присоединения определяется с учетом возможных длительных перегрузок:

I

р ^ с ^

^ >

(4 1)

 

( )

где UH,

S„ - номинальное напряжение и номинальная мощность

присоединения;

К -

коэффициент, определяющий величину допустимыхУдли­

тельных перегрузок, для генераторов К = 1,05; для трансформато­

ров, не работающих в блоке с генератором, К = 1,4.

Т

Н

Номинальный симметричный ток отключения сравнивается с ве­

личиной действующего значения периодической составляющей то­

ка КЗ 1пт (для выключателей), которое определяетсяБ

по типовым

и

 

кривым п.3.4. Для расчета велич ны ас мметричного тока КЗ в мо­

р

 

мент размыкания контактов выключателяйнеобходимо определить

величину апериодической составляющей для данного момента вре­

мени:

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

и

 

ia r = ^ I J

~ Ta’

 

(4-2)

 

о

 

 

 

где Та - п ст янная времени затухания апериодической составляю­

 

п

з

 

 

 

 

 

 

щей тока КЗ.

 

 

 

 

 

 

 

Величину

Та м жно определить из табл.4.2.

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.2

 

 

 

 

 

 

 

пп

 

 

Место КЗ

 

Та, с

Ку

 

 

 

2

 

 

3

4

 

1

 

 

 

 

 

1 Выводы турбогенераторов:

0,04...0,17

1.75... 1,94

 

2.5...2 МВт

 

 

 

 

 

 

 

0,21...0,54

1.95...1.98

 

30...

100 МВт

 

 

 

 

 

 

 

0,3... 0,55

1.96...

1,98

 

150...500 МВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

Окончание табл. 4.2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

4

 

2

Секции собственных нужд за транс­

 

0,045...0,07

 

1,8...1,85

 

 

форматором 40 MBA и ниже

 

 

 

 

3 Шины станции 6... 10 кВ с генератора­

0,185

 

1,95

 

4

ми 30... 60 МВт

 

 

 

 

 

 

Шины повышенногонапряжения станций

0,115

 

1,92

 

 

с трансформаторами32 MBA и выше

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Шины повышенного напряжения станций

0,14

 

1,93

 

 

с трансформаторами 100MBA и выше

 

 

 

6

Шинные сборки линейного реактора

0,125

Т

 

 

генераторного напряжения

 

 

 

 

У

 

7 Сборные шинынизшегонапряжения под­

Б

 

 

 

 

станцийс трансформаторами 100MBA и

 

1,85

 

 

0,065

 

 

8

выше

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

Система, связанная со сборными ши­

 

 

 

нами, где рассматривается КЗ, воздуш­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

ными линиями напряжением, кВ:

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

рными

 

0,02

 

1,608

 

 

 

110

 

 

 

й0,02...0,03

1.6...1.717

 

 

 

220...330

 

 

 

 

 

0,03...0,04

1.717...1.78

 

 

через трансформа оры единичной

 

0,06...0,08

1.78...1.895

 

9

 

500...

750

 

 

 

 

 

Система, связанная со сб

 

ши­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

нами 6... 10 кВ, где рассма ривается КЗ

 

 

 

 

 

мощностью, MBA:

т

 

 

 

 

 

 

 

 

80 и выше

 

 

 

 

 

0,06...0,15

1.85...1.935

 

 

 

32...80

з

 

 

 

 

0,05...0,1

1.82...

1,904

 

 

п

 

 

 

 

0,02...0,05

 

1,6...1,82

 

10

 

5.6...32

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рас ределительные сети напряжением

0,01

 

1,369

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

6...10 кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нормированное относительное значение апериодической состав­ ляющей Р„ определяется из кривой рис. 4.1.

34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значения

 

 

 

 

 

Рис. 4.1. Номинальная ас мметр я отключаемого тока

 

 

 

 

 

как функция

расчетного

времени т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

номинального тока динами­

Амплитудное и действующее

 

На термическую

стойкость

выключатель проверяется по тепло­

ческой стойкости сравнивают

 

тветственно с ударным токов КЗ iy и

начальным значением

 

дическ й составляющей тока КЗ 1„ 0 в цепи

выключателя.

пери

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

мпульсу тока КЗ:

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

вому (термическому)

 

 

 

 

 

пр

 

в .

=

 

 

 

 

 

 

(4.3)

е

дельный гарантированный заводом-изготовителем ток

Р

 

где I, -

 

термич ской стойкости аппарата;

 

 

 

 

tt - время его протекания.

Время отключения выключателя (1откл) складывается из времени действия основной релейной защиты данной цепи (tp3) и полного времени отключения выключателя (to):

^откл ~ tp 3 + t0.

35

Значение Вк следует определять ориентировочно (с запасом в большую сторону), задавая время отключения КЗ. Уточнять дейст­ вительное время отключения следует только в тех случаях, когда аппараты, выбранные по рабочему режиму и удовлетворяющие ус­ ловию динамической стойкости, оказываются при приближенном расчете термически нестойкими.

4.2. Особенности выбора измерительных трансформаторов

Трансформатор тока будет работать в выбранномНклассеТточно­ сти, если его вторичная нагрузка не превышает номинальной вто­

Класс точности измерительных трансформаторов тока (ТТ) вы­

бирают в соответствии с классом точности присоединяемых изме­

рительных приборов [9].

У

ричной нагрузки для данного класса точности. Определение вто­

ричной нагрузки можно вести по сопротивлению (в омах) или по

мощности (в вольтамперах) в зависимости отБтого, какие параметры

 

и

измерительных приборов даны в каталогах.

Пример расчета вторичной

нагрузки

ТТ,йспользуемого для подклю­

 

чения измерительных приборов в цепи генератора, приведен в табл. 4.3.

 

 

 

 

 

 

о

 

 

Т а б л и ц а 4.3

 

Прибор

 

 

Коли­

Потребляемая мощность, ВА

 

 

 

Тип

 

 

 

чество

 

 

 

 

 

 

 

 

т

фаза А

фаза В

фаза С

 

 

 

 

и

 

 

Амперметр

 

 

Э-335

3

1,5

1,5

1,5

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ваттметр

 

о

 

 

Э-335

1

0,5

-

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варм тр

п

 

 

 

Э-335

1

0,5

-

0,5

е

 

 

 

 

И-680

1

2,5

-

2,5

Счетчик активной энергии

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Счетчик реактивной энергии

ИТР

1

0,275

0,55

0,275

Суммарная нагрузка

 

 

 

 

5,275

2,05

5,275

36

Наибольшая нагрузка от приборов приходится на ТТ фаз А и С:

SnpH6—5,275 В-А.

Мощность, потребляемая во вторичной цепи S2p, равна

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.4)

где

-

 

 

 

 

 

У

мощность, потребляемая приборами для наиболее нагру­

женной фазы;

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

SnpoBмощность потерь в соединительных проводах;

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

SKOHT- мощность потерь в контактах, определяемая по формуле

 

 

 

 

 

Б

 

 

(4.5)

где

12н -

 

 

й

 

 

 

номинальный вторичный ток (1 А - для мощных РУ

 

 

 

и

 

 

 

 

220.. .330 кВ и выше, 5 А - в остальных случаях);

 

 

 

 

 

пр

 

 

 

 

 

R*- сопротивление контактов,

н мается равным R«= 0,1 Ом.

 

Приняв S2p = S2h, определим мощность S np0B, которую можно рас­

 

 

 

 

о

 

 

ходовать в соединительных п

в дах:

 

 

 

 

и

 

‘конт

(4.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

Отсюда можно определть допускаемое сопротивление прово­

дов, при котором ТТ будет работать в заданном классе точности:

п

 

 

 

 

 

 

е

о

 

,

 

(4.7)

 

 

 

 

 

прое

у 2

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вторичная нагрузка в омах для наиболее нагруженной фазы оп­

ределяется из выражения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"КОНТ ?

(4.8)

где ZnPH6 - суммарное сопротивление последовательных обмоток приборов и реле.

37

Приняв Z2p = Z2h, м о ж н о также определить допустимое сопротив­ ление проводов:

(4.9)

Зная RnpoB5 нетрудно определить минимально допустимое сече­ ние соединительных проводов:

 

 

У

'пров

 

Т

(4.10)

 

 

 

 

 

 

 

где р - удельное сопротивление материала провода.

 

 

 

 

Б

 

 

 

Провода с медными жилами (р = 17,5-10'9 Ом-м) применяются во

вторичных цепях основного оборудования электростанцииН

с гене­

й

 

 

 

раторами 100 МВт и более, а также на подстанциях с высшим на­

и

 

 

 

 

пряжением 220 кВ и выше. В остальных случаях применяются про­

вода с алюминиевыми жилами (р = 28,3-10'9 Ом-м). Расчетная длина

р

/раСЧ зависит от схемы соединен

й ТТ (/ расч = 21 - при включении

о

включении в три фазы по схеме

приборов в одну фазу, /расч = / - п

 

звезды; /расч = л/з / —при включении п иборов в две фазы по схеме

неполной звезды).

и

Действительную дл ну / соединительного провода в один конец

(от ТТ до

 

з

приборов) можнотпринять для разных присоединений

приблизительно равной, м:

для цепей ГРУ 6... 10 кВ, кроме линий к потребителям, - 40... 60;

п

 

 

для це ей генераторного напряжения блочных станций - 20.. .40;

для линийо6... 10 кВ к потребителям - 4.. .6;

для ц

й РУ:

 

35 кВ-60...75;

 

110екВ -75... 100;

220 кВ -

100... 150;

Р330...500 к В - 150...175.

При выборе ТТ, используемых в схемах релейной защиты и ав­ томатики, вторичная нагрузка определяется по величине сопротив­ ления или потребляемой мощности последовательных обмоток уст­ ройств релейной защиты и автоматики, подключенных к данному ТТ. Тип и схема соединения обмоток измерительного трансформа­

38

тора напряжения выбираются исходя из его назначения, а класс точности - в соответствии с классом точности присоединенных приборов. Мощность, потребляемая измерительными приборами, определяется для наиболее нагруженной фазы по формуле

S ,„ = ,/(2 > ; ) 2+ ( Z & ) ! .

(4.П)

где Р2 и Q2 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

активные и реактивные нагрузки, зависящие от схем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

соединения вторичных обмоток трансформатора напряжения и схе­

мы включения прибора.

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

Для подсчета S2p составляют табл. 4.4.

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

 

 

Мощ­

 

 

 

 

 

 

 

 

Общая потребляемая

 

 

 

 

 

 

 

Число

­

 

 

мощность, ВА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность,

 

 

 

 

 

Чис

 

 

 

 

 

 

 

 

 

потребл.

 

 

 

 

парая-

ло

 

 

 

 

 

 

 

Прибор Тип

 

 

 

COS ф

sin ф

лельн.

при­

 

S2AB

 

S2BC

S2AC

 

 

одной

 

 

 

 

 

кагу-

йбо­

 

 

 

 

 

 

 

катуш­

 

 

 

 

шек

ов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кой

 

 

 

о

 

 

Рг

Q2

Р2

 

Q2

Р2

Q2

Вольт­

 

 

 

 

 

т

р

1 7,2

 

 

 

 

 

Э-335

 

7,5

 

 

1

0

 

 

 

 

 

метр

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сум­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

Pi

Q2

 

 

Q2

 

Q2

марная

п

 

 

 

 

 

 

Р2

 

Р2

нагрузка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетная

 

 

 

 

каждой

фазы

трансформатора

зависит

от

 

онагрузка

сх мы со динения его обмоток. Если обмотки соединены в звезду,

Р

 

 

 

нагрузка на одну фазу трансформатора составляет

 

 

^ 2 А Р ~

+ S 2 A C ) ;

 

 

$ 2 В Р = ® ’ 5 { $ 2 А В + $ 2 В С ) ’

(4-12)

 

$2СР ~ 0>5(<S'2АС + S2CP) ■

 

39