Лабораторная
.docМАМИ
Методические указания
к лабораторной работе
по дисциплине:
«Электрические станции и подстанции»
для студентов направления
140400.62 – Электроэнергетика и электротехника,
профиль «Электроснабжение»
Москва, 2014
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Исследование на ЭВМ динамики уровней токов короткого замыкания на электростанциях типа ТЭЦ
-
Цель работы
Изучение влияния параметров элементов станции и прилегающей энергосистемы на значения токов КЗ в основных цепях станции.
-
Общие сведения
При проектировании схем электростанций и выбора электрооборудования важным является вопрос об уровнях токов КЗ в основных цепях станции, динамики их изменения и методах ограничения токов КЗ. В общем случае решается технико-экономическая задача, заключающаяся в согласовании уровней токов КЗ, параметров электрооборудования, стоимости электрооборудования, надежности электроснабжения и т.п.
Расчет значений токов КЗ с учетом действительных характеристик и режимов работы всех элементов станции весьма сложен. На практике вводят допущения, упрощающие расчеты и не вносящие существенные погрешности [1]. Расчет токов трехфазных КЗ выполняется на ЭВМ по программе предусматривающей расчет начальных значений периодических составляющих токов трехфазных КЗ в основных цепях станции, схема станции представлена на рис.1. В качестве вводных параметров служат номинальные параметры отдельных элементов. Варианты исходных данных приведены в таблице 1.
-
Порядок выполнения работы
1) Ввести в ЭВМ исходные номинальные параметры элементов расчетной схемы
2) Установить режим «Исследование влияния параметров секционного реактора на токи КЗ». Рассчитать токи КЗ в точках К-1 ÷ К-8 при 6-7 значениях сопротивления реактора в интервале от 0 до 0,9 Ом, а затем при значении, указанном в табл.1.
3) Установить режим «Исследование влияния параметров энергосистемы на токи КЗ». Рассчитать токи в точках К-1 ÷ К-8 при 5-6 значениях мощности КЗ энергосистемы в интервале от 1000 до 10000 МВА.
4) Установить режим «Исследование влияния параметров трансформаторов связи на токи КЗ». Рассчитать токи в точках К-1 ÷ К-8 при 4-х значениях мощностей трансформаторов: 80, 16, 32, 63 МВА.
5) Установить режим «Исследование влияния числа блоков на токи КЗ». Рассчитать токи в точках К-1 ÷ К-8 при 4-х значениях мощностей блоков: 3, 2, 0, 1.
6) Установить режим «Исследование влияния параметров линейного реактора на токи КЗ». Рассчитать токи КЗ в точках К-2, К-7, К-8 и потерю напряжения на линейном реакторе в нормальном режиме (%) при 6-7 значениях сопротивления реактора в интервале от 0 до 0,8 Ом.
Таблица 1.
Варианты исходных данных для расчетов
Наименование элементов и их параметры |
Варианты |
||
1 |
2 |
3 |
|
Генераторы, подключенные к ГРУ |
|||
Число и мощность, SГ, МВт) |
2х100 |
2х60 |
4х32 |
Коэффициент мощности, cosφГ |
0,85 |
0,8 |
0,8 |
Сверхпереходное сопротивление, X//d |
0,182 |
0,146 |
0,153 |
Трансформаторы связи |
|||
Мощность, S, МВА |
80 |
40 |
25 |
Напряжение КЗ, uК, % |
12,5 |
10,5 |
10,5 |
Энергосистема |
|||
Мощность, Sс, МВА |
5000 |
4000 |
3000 |
Напряжение, Uс, кВ |
230 |
115 |
115 |
Связь с системой |
|||
Число и длина линий, L, км |
2х20 |
2х15 |
2х25 |
Секционный реактор |
|||
Индуктивное сопротивление, ХСР, Ом |
0,18 |
0,25 |
0,35 |
Трансформаторы собственных нужд |
|
||
Мощность, SТСН, МВА |
10 |
6,3 |
4 |
Напряжение КЗ, uК,ТСН , % |
14 |
6,5 |
6,5 |
Линейный реакторы |
|||
Индуктивное сопротивление, ХЛР, Ом |
0,2 |
0,35 |
0,2 |
Потребители на генераторном напряжении |
|||
Число кабелей на одно плечо реактора |
3 |
2 |
3 |
Ток нормального режима одного кабеля, А |
250 |
220 |
220 |
Сечение кабеля, мм2 |
240 |
185 |
185 |
Удельное индуктивное сопротивление, Х0, Ом |
0,075 |
0,077 |
0,077 |
Удельное активное сопротивление, R0, Ом |
0,129 |
0,167 |
0,167 |
Длина кабеля, км |
2 |
1,5 |
2 |
Генераторы блоков |
|||
Число и мощность, S Г,БЛ, МВт |
1х150 |
2х100 |
2х100 |
Коэффициент мощности, cosφБЛ |
0,85 |
0,85 |
0,85 |
Сверхпереходное сопротивление, X//d, БЛ |
0,213 |
0,182 |
0,182 |
Трансформаторы блоков |
|||
Мощность, SБЛ, МВА |
200 |
125 |
125 |
Напряжение КЗ, uК,БЛ , % |
11 |
10,5 |
10,5 |
Рис.1. Расчетная схема для определения токов КЗ
4. Анализ результатов расчетов
1) Построить на одном графике зависимости токов КЗ: IК-2, IК-3, IК-4, IК-5, IК-6, IК-7 от сопротивления секционного реактора. На графике нанести горизонтальные линии, соответствующие номинальным токам отключения выключателей типа МГ-10, МГГ-10, ВМП-10 (105 кА, 63 кА, 20 кА). Сделать выводы о возможностях установки данных выключателей в соответствующих цепях станции и о целесообразном значении сопротивления секционного реактора.
2) Построить зависимости токов КЗ: IК-1, IК-2, IК-6 от мощности КЗ энергосистемы; числа блоков; мощности трансформаторов связи. Провести анализ полученных графиков.
3) Построить на одном графике зависимости токов КЗ: IК-7, IК-8 и потери напряжения ∆UЛР, % от сопротивления линейного реактора. Рассчитать токи термической стойкости питающих кабелей по формуле:
IТЕР = (1).
Где с = 100 – коэффициент, зависящий от номинального напряжения, типа и материала жилы кабеля; S – сечение кабеля Кб1, мм2, принимается по таблице 1; tОТКЛ = 0,9 с – время отключения присоединения; TА = 0,1 – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ. Аналогично рассчитать ток термической стойкости кабелей Кб2, отходящих от РП, принять: с = 100, S = 95 мм2, tОТКЛ = 0,48 с, TА = 0,01 с. На полученные графики нанести пунктирные линии, соответствующие токам термической стойкости кабелей и допустимой потери напряжения на реакторе в нормальном режиме работы – 2%. Провести анализ кривых и по полученным графикам определить необходимое сопротивление линейного реактора.
-
Содержание отчета
-
Расчетная схема исследуемой станции, параметры элементов.
-
Распечатка результатов расчета токов КЗ, выполненная на ЭВМ.
-
Графики полученных зависимостей.
-
Краткие выводы по пункту 4.
Литература:
1. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций.
2. Электрическая часть станций и подстанций. Под ред. Васильева А.В.