Расчет токов короткого замыкания

Исходные данные:Sном.с=2700МВА,Хном.с=2,6,L=170км. Расчет сопротивлений схемы замещения ведем в относительных единицах: S б=1000 МВА. Составим схему замещения.

Рис.7.1. Схема замещения проектируемой ТЭЦ-600 МВт.

Таблица 7.1 Расчет сопротивлений схемы замещения

Элементы установок № сопротивления Формула Расчетные значения (о.е)
Энергосистема Х1 Х н.с ·Sб/Sном Х1=2,6·1000/2700=0,96
ЛЭП Х23 Худ·L·Sб/U2ср Х2=Х3=0,4·170·1000/2302=1,23
Трансформатор Х4=Х5 Х1415 Х=(Uk%/100)·(Sб/Sном Т) Х4=Х5=(11/100)·(1000/250)= 0,44 Х1415=(11/100)·(1000/200)=0,55
Трансформатор (резерв) Х8918 Х=(Uk%/100)·(Sб/Sном Т) Х8918=(11/100)·(1000/10)=11
Автотрансфор-матор Х1012 Х11=Х13 0,5/100·(UkBc%+UkBH%-UkCH%)·Sб/Sнт Х1012=0,5/100·(0+45-28)·1000/125=0,68 Х1113=0,5/100·(0+28-45)·1000/125=0
Генератор Х671617 Х"d·Sб/Sном.г Х67=0,225·1000/241,3=0,9 Х16,17=0,189·1000/137.5=1,37
         
Расчет тока короткого замыкания в точке К-1
Схема замещения Формула Величина (о.е)
Х191518+(Х15·Х18)/Х17= 0,55+11+0,55·11/1,37 Х201718+(Х17·Х18)/Х15= 1,37+11+1,37·11/0,55 Х211920=16+40 Х221416=0,55+1,37 Х23=(Х21·Х22)/(Х2122)= 40·1,37/(40+1,37) 1,92 1,32
Х241411=0,68+0 Х251213=0,68+0 Х2624,25/2=0,68/2 Х27=(Х26·Х23)/ (Х2623)= (0,34·1,32)/(0,34+1,32) 0,68 0,68 0,34 0,26
Х2859+(Х5·Х9)/Х7= 0,44+11+(0,44·11)/0,93 Х2979+(Х7·Х9)/Х5= 0,93+11+(0,93·11)/0,44 Х302829=16,5+35 Х3148+(Х4· Х8)/Х6= 0,93+11+(0,9·11)/0,93 Х3268+(Х6·Х8)/Х4= 0,93+11+(0,93·11)/0,44 Х333132=16,5+35 Х3433,30/2=51.5/2 16,5 51,5 16,5 51,5 25,7

Схема замещения Формула Величина (о.е)
Х352, 3/2=1,69/2 Х36135=0,96+0,65 0,65 1,61
I(s)=Eс"·Uб/1,73·Х36= 1·220/1,73·1,61 IG1,G2"G1,G2·Uб/1,73·Х34= 1,13·220/1,73·25,7 IG3,G4= Е"G3,G4·Uб/1,73·Х27 1,13·220/1,73·0,26 ΣI=Is+IG1,G2+IG3,G4= 80+5,6+552,4 80кА 5,6 кА 552,4 кА 638 кА

Расчет тока короткого замыкания в точке К-2
Схема замещения Формула Величина (о.е)
Х37=(Х30·Х27)/(Х3027)= (51,5·0,26)/(51,5+0,26) Х3848+(Х4·Х8)/Х6= 0,44+11+(0,93·11)/0,93 Х3968+(Х6·Х8)/Х4= 0,93+11+(0,93·11)/0,44 0,25 16,5
Х403638+(Х36·Х38)/Х37= 1,61+16,5+(1,61·16,5)/0,25 Х413738+(Х37·Х38)/Х36= 0,25+16,5+(0,25·16,5)/1,61= Х42=(Х39·Х41)/(Х3941)= (35·19,3)/(35+19,3) 124,3 19,3 12,4
I(s)=Eс"·Uб/1,73·Х40= 1·220/1,73·124.3 IG1,G2,G3,G4"G1,G4·Uб/1,73·Х42 1,13·220/1,73·12.4 ΣI=Is+IG1,G2,G3,G4=1.02+11.61 1,02 кА 11,61 кА 12,63 кА
Расчет тока короткого замыкания в точке К-3
Схема замещения Формула Величина (о.е)
Х43=(Х408)·(Х40·Х8)/Х42= (124,3+11)·(124,3·11)/12,4 Х44=(Х428)·(Х42·Х8)/Х40= (12,4+11)·(12,4·11)/124,3 245,5 24,4
I(s)=Eс"·Uб/1,73·Х43= 1·220/1,73·245,5 IG1,G2,G3,G4"G1,G4·Uб/1,73·Х44= 1,13·220/1,73·24,4 ΣI=Is+IG1,G2,G3,G4= 0,5+5,9 0,5 кА 5,9 кА 6,3 кА
         

Расчет тока короткого замыкания в точке К-4
Схема замещения Формула Величина (о.е)
Х45=(Х3626)·(Х36·Х26)/Х34 =(1,61+0,34)·(1,61+0,34)/25 Х46=(Х3426)·(Х34·Х26)/Х36 =(25,7+0,34)·(25,7+0,34)/1,63 Х47=(Х46·Х23)/(Х4623)= (31,4·1,32)/(31,4+1,32) 31,4 1,27
I(s)=Eс"·Uб/1,73·Х45= 1·110/1,73·2 IG1,G2,G3,G4"G1,G4·Uб/1,73·Х47=1,13·110/1,73·1,27 ΣI=Is+IG1,G2,G3,G4=32+59 32 кА 59 кА 91 кА

 
 


Таблица 7.2 Сводная таблица токов короткого замыкания

Точка К.З Uср,кВ Источник Xрез. (кА) E" (кА) KУ Inτ,(кА)
К-1   S 1,61 =2,5   1,7 1,55
К-2 10,5 G 12,4 =55 1,13 1,98 0,22
К-3 10,5 G 24,4 1,13 1,98 0,23
К-4   S     1,71 2,5
                   

Продолжение таблицы 7.2

К.З τ=(0,01+tс.в.отк),(с) ТА,(с) eτ/Ta j=√2·Iпо· eτ/Ta Куд jy=2·Iпо·Куд
К-1 (0,01+0,16)=0,17 0,04 0,02 √2·1,55·0,02=0,04 1,7 2·1,55·1,7=5,2
К-2 (0,01+0,3)=0,31 0,54 0,73 √2·5,01·0,73=0,22 1,98 2·5,01·1,98=17
К-3 (0,01+0,3)=0,31 0,54 0,73 √2·5,01·0,73=0,22 1,98 2·5,01·1,98=17
К-4 (0,01+0,3)=0,31 0,03 0,01 √2·2,5·0,01=0,03 1,71 2·2,5·1,71=8,7
               

9.Выбор электрических аппаратов, токоведущих частей и измерительных приборов для заданных цепей

9.1 Выбор выключателя и разъединителя в цепи высокого напряжения 220 кВ

Выбираем выключатель для наружной установки типа: ВГУ-220-45У1 и разъединитель для наружной установки РДЗ-220/1000.

Таблица 9.1 Проверка выключателя и разъединителя 220 кВ

Расчетные данные Справочные данные
ВГУ-220-45У1 РДЗ-220/1000
Uуст=220 кВ Imax=460 A Inτ,= 1,55 кА j=0,03 кА Iпо=1,55 кА jy=5,2 кА Bk =0,48 кА2с Uн=220 кВ Iн=3150 A Iоткл.ном=45 кА jа.ном=9,7 кА jдин=150 кА Iдин=45 кА I2T·tТ=502·2=5000 кА2·с Uн=220 кВ Iн=1000 А ___ ___ 40/1 40/3 ___

Bk =Iпо2·(tоткл.+Tа)= 1,552·(0,16+0,04)=0,48 кА2с

jа.ном= Bk · Iоткл.ном= =9,7 кА

Тип привода выключателя ВГУ-220-45У1: Отключение пневматическое, включение пружинное.

Тип привода разъединителя РДЗ-220/1000: ПР-180,ПД-5.

Примечание: ВГУ-220-45У1- выключатель элегазовый универсальный на номинальное напряжение 220 кВ, с номинальным током 3150 кА, для умеренного климата, для установки на открытом воздухе.

РДЗ-220/1000- разъединитель двухколонковый, с заземляющими ножами, на номинальное напряжение 220 кВ, с номинальным током 1000 А, для умеренного климата, для установки на открытом воздухе.

9.1.2 Выбор токоведущих частей

Таблица 9.2 Выбор сборных шин высокого напряжения 220 кВ

Условия выбора Сборные шины-220кВ Ошиновка АТ-220кв
По допустимой токовой нагрузке IMAX< IHOM 460A J=1 A/мм2 qЭК=460 A/1=460 A/мм2
Число и марка проводов 2·AC-400/22, d=26,6 мм2 2·AC-400/22, d=26,6 мм2
Проверка по электродинамическому действию тока IПО=1,55 кА<20 кА IПО=1,55 кА<20 кА
Проверка на термическую стойкость Согласно ПУЭ шины, выполненные голыми проводами на открытом воздухе, по термическому действию тока не проверяются.
Проверка на коронирование 1,07·Е<0,9·ЕО, М=0,82, кВ/см кВ/см 1,07·20,05<0,9·31,04=21,9<27,9 Условие выполняется.
       

9.1.3 Выбор трансформаторов тока.

Выбираем трансформатор тока для наружной установки типа ТФЗМ-220.

Таблица 9.3 Проверка трансформатора тока ТФЗМ-220

Условие выбора Расчетные данные Каталожные данные
Umax<Uном Umax=220 кВ Uном=220 кв
Imax< Iном Imax=460 А Iном=1000 А
Bk=I2·tT Bk =0,48 кА2с 6500 кА2с

 
 


Выбираем трансформатор тока для внутренней установки типа ТВФ-220

Таблица 9.4 Проверка трансформатора тока ТВФ-220

Условие выбора Расчетные данные Каталожные данные
Umax<Uном Umax=220 кВ Uном=220 кв
Imax< Iном Imax=460 А Iном=1000 А
Bk=I2·tT Bk =0,48 кА2с 6500 кА2с

Таблица 9.5 Нагрузка трансформатора тока

Прибор Тип Нагрузка по фазам
А В С
Амперметр Э-335 - 0,5 -
Вольтметр Э-335 0,5 0,5 0,5
Ваттметр Д-335 0,5 0,5 0,5
Варметр Д-335 0,5 0,5 0,5
Счетчик активной энергии Меркурий 230 АРТ 0,5 0,5 0,5
Счетчик реактивной энергии Меркурий 230 АРТ 0,5 0,5 0,5
Итого   2,5   2,5

Вторичная нагрузка трансформатора тока ТФЗМ-220 в классе точности 0,5 составляет 1,2 Ом. Сопротивление контактов принимаем 0,1 Ом, тогда сопротивление приборов равно:

Ом

Ом

мм2

δ – 0,0175- удельное сопротивление провода с медными жилами.

lрасч- расчетная длина соединяемых проводов.

По условию прочности жилы принимаем соединительный провод типа КРВГ с сечением жил 4 мм2.

9.1.4 Выбор трансформаторов напряжения для присоединения приборов.

Таблица 9.6 Нагрузка трансформатора напряжения

Прибор Тип Sодной обм.ВА Число обмоток Число приборов Общая потребляемая мощность МВА.
Вольтметр Н-335        
Вольтметр регистрирующий Э-335        
Частотомер Э-363        
Синхроноскоп Э-327        
Ваттметр Д-335 1,5     7,5
Варметр Д-335 1,5     5,6
Счетчик активной энергии Меркурий 230 АРТ        
Счетчик реактивной энергии Меркурий 230 АРТ        
Фиксирующий прибор ФИП -      
Амперметр Э-335 -      
Итого          
             

Вторичная нагрузка S2=70 ВА.

Выбираем трансформатор напряжения типа НАМИ-220 трансформатор напряжения антирезонансный, с фарфоровой изоляцией с естественной циркуляцией воздуха и масла.

Трансформатор напряжения НАМИ-220 имеет номинальную мощность в классе точности 0,5 необходимую для присоединения счетчиков S2.НОМ=400 ВА. Т.о S2=70 ВА ≤ S2.НОМ=400 МВА. Трансформатор будет работать в выбранном классе точности.

8.1.5 Выбор ограничителей перенапряжения.

Выбираем ОПН-220-У1, на напряжение 220кВ.

9.2 Выбор выключателя и разъединителя в цепи высокого напряжения 110 кВ.

Выбираем выключатель для наружной установки типа: ВГУ-110-45У1 и разъединитель для наружной установки РДЗ-110/1000.

Таблица 9.7 Проверка выключателя и разъединителя 110 кВ

Расчетные данные Справочные данные
ВГУ-110-45У1 РДЗ-110/1000
Uуст=110 кВ Imax=920 A Inτ,= 2,51 кА j=0,03 кА Iпо=2,51 кА jy=8,6 кА Bk =2,07 кА2с Uн=110 кВ Iн=2000 A Iоткл.ном=40 кА jа.ном=12 кА jдин=102 кА Iдин=40 кА I2T·tТ=402·2=3200 кА2·с Uн=110 кВ Iн=1000 А ___ ___ 31,5/1 31,5/3 ___

Bk =Iпо2·(tоткл.+Tа)= 2,512·(0,3+0,03)=2,07 кА2с

jа.ном= Bk · Iоткл.ном= =12 кА

Тип привода выключателя ВГУ-110-45У1: Отключение пневматическое, включение пружинное.

Тип привода разъединителя РДЗ-110/1000: ПР-180,ПД-5.

Примечание: ВГУ-110-45У1- выключатель элегазовый универсальный на номинальное напряжение 110 кВ, с номинальным током 2000 кА, для умеренного климата, для установки на открытом воздухе.

РДЗ-110/1000- разъединитель двухколонковый, с заземляющими ножами, на номинальное напряжение 110 кВ, с номинальным током 1000 А, для умеренного климата, для установки на открытом воздухе .

9.2.2 Выбор токоведущих частей

Таблица 9.8 Выбор сборных шин высокого напряжения 110 кВ

Условия выбора Сборные шины-110кВ Ошиновка АТ-110кв
По допустимой токовой нагрузке IMAX< IHOM 920A J=1 A/мм2 qЭК=920 A/1=920 A/мм2
Число и марка проводов 2·AC-600/22, d=33,2 мм2 2·AC-600/22, d=33,2 мм2
Проверка по электродинамическому действию тока IПО=2,51 кА<20 кА IПО=2,51 кА<20 кА
Проверка на термическую стойкость Согласно ПУЭ шины, выполненные голыми проводами на открытом воздухе, по термическому действию тока не проверяются.
Проверка на коронирование 1,07·Е<0,9·ЕО, М=0,82, кВ/см кВ/см 1,07·10,9<0,9·30=11,6<27 Условие выполняется.
       

9.2.3 Выбор трансформаторов тока

Выбираем трансформатор тока для наружной установки типа ТФЗМ-110.

Таблица 8.9 Проверка трансформатора тока ТФЗМ-110

Условие выбора Расчетные данные Каталожные данные
Umax<Uном Umax=110 кВ Uном=110 кв
Imax< Iном Imax=920 А Iном=1000 А
Bk=I2·tT Bk =2,07 кА2с 6500 кА2с

 
 


Выбираем трансформатор тока для внутренней установки типа ТВФ-110

Таблица 9.10 Проверка трансформатора тока ТВФ-110

Условие выбора Расчетные данные Каталожные данные
Umax<Uном Umax=110 кВ Uном=110 кв
Imax< Iном Imax=920 А Iном=1000 А
Bk=I2·tT Bk =2,07 кА2с 6500 кА2с

Таблица 9.11 Нагрузка трансформатора тока

Прибор Тип Нагрузка по фазам
А В С
Амперметр Э-335 0,5 0,5 0,5
Вольтметр Э-335 0,5 0,5 0,5
Ваттметр Д-335 0,5 0,5 0,5
Варметр Д-335 0,5 0,5 0,5
Счетчик активной энергии Меркурий 230 АРТ - 0,5 -
Счетчик реактивной энергии Меркурий 230 АРТ 0,5 0,5 0,5
Итого   2,5   2,5

Вторичная нагрузка трансформатора тока ТФЗМ-110 в классе точности 0,5 составляет 1,2 Ом. Сопротивление контактов принимаем 0,1 Ом, тогда сопротивление приборов равно:

Ом

Ом

Ом

δ – 0,0283- удельное сопротивление провода с медными жилами.

lрасч- расчетная длина соединяемых проводов.

По условию прочности жилы принимаем соединительный провод типа КРВГ с сечением жил 2,5 мм2.

9.2.4 Выбор трансформаторов напряжения для присоединения приборов.

Таблица 9.12 Нагрузка трансформатора напряжения

Прибор Тип Sодной обм.ВА Число обмоток Число приборов Общая потребляемая мощность МВА.
Вольтметр Н-335        
Вольтметр регистрирующий Э-335        
Частотомер Э-363        
Синхроноскоп Э-327        
Ваттметр Д-335 1,5     7,5
Варметр Д-335 1,5      
Счетчик активной энергии Меркурий 230 АРТ        
Счетчик реактивной энергии Меркурий 230 АРТ        
Фиксирующий прибор ФИП -      
Амперметр Э-335 -      
Итого          
             

Вторичная нагрузка S2=95 ВА.

Выбираем трансформатор напряжения типа НАМИ-110 трансформатор напряжения антирезонансный, с фарфоровой изоляцией с естественной циркуляцией воздуха и масла.

Трансформатор напряжения НАМИ-110 имеет номинальную мощность в классе точности 0,5 необходимую для присоединения счетчиков S2.НОМ=400 ВА. Т.о S2=95 ВА ≤ S2.НОМ=400 МВА. Трансформатор будет работать в выбранном классе точности.

9.2.5 Выбор ограничителей перенапряжения.

Выбираем ОПН-110-У1, на напряжение 110кВ

9.3 Выбор выключателя и разъединителя на напряжение 10 кВ

 
 


Выбираем комплектное распределительное устройство типа КРУ-10

Таблица 9.13 Номинальные параметры КРУ

Параметры Шкафы в/в
Номинальное напряжение, кВ  
Номинальный ток сборных шин/главных цепей, А 1000/1200
Номинальный ток электродинамической стойкости, кА  
Номинальный ток отключения, кА  

9.3.1 Выбираем выключатель типа VH-12

Таблица 9.14 Проверка выключателя и разъединителя 10 кВ

Расчетные данные Справочные данные
VH-12 РДЗ-10/1000
Uуст=10 кВ Imax=809 A Inτ,= 0,23 кА j=0,22 кА Iпо= 1,98кА jy= 17кА Bk =2,07 кА2с Uн=10 кВ Iн=2000 A Iоткл.ном=40 кА jа.ном=12 кА jдин=102 кА Iдин=40 кА I2T·tТ=402·2=3200 кА2·с Uн=10 кВ Iн=1000 А ___ ___ 11,5/1 11,5/3 ___

Тип привода выключателя VH-12: Отключение пневматическое, включение пружинное.

Тип привода разъединителя РДЗ-10/1000: ПР-120,ПД-4.

Примечание: VH-12 выключатель элегазовый универсальный на номинальное напряжение 10 кВ, с номинальным током 2000 кА, для умеренного климата, для установки на открытом воздухе.

РДЗ-10/1000- разъединитель двухколонковый, с заземляющими ножами, на номинальное напряжение 10 кВ, с номинальным током 1000 А, для умеренного климата, для установки на открытом воздухе.

9.3.2 Выбор трансформаторов тока

Выбираем трансформатор тока типа ТШЛ-10

Условие выбора Расчетные данные Каталожные данные
Umax<Uном Umax=10 кВ Uном=10 кв
Imax< Iном Imax=809 А Iном=2000 А
Bk=I2·tT Bk =2,07 кА2с 6500 кА2с

9.3.4 Выбор трансформатора напряжения типа НАМИ-6/10.

Выбираем трансформатор напряжения типа НАМИ-6/10 трансформатор напряжения антирезонансный, с фарфоровой изоляцией с естественной циркуляцией воздуха и масла.

9.3.5 Выбор ограничителей перенапряжения.

Выбираем ОПН-10-У3, на напряжение 10кВ.

9.3.6 Перечень КИП в основных цепях станции

Таблица 8.15 Контрольные измерительные приборы на ТЭЦ-600 МВт

Цепь Место установки Перечень приборов Примечание
  Турбогенератор Статор Амперметр,вольтметр, ваттметр,варметр,счетчик активной энергии, датчик активной мощности. Регистрирующие приборы: ваттметр, ампе- рметр и вольтметр на генераторах 200 МВт  
Ротор Амперметр, вольтметр. Вольтметр в цепи основного и резервного возбудителей.
  Блок генератор-трансформатор Генератор, блочный трансформатор Амперметр В цепи гене- ратора устанавливается осциллограф и приборы синхронизации
  Трансформатор сн На две секции Амперметр, ваттметр, счетчик активной мощности  
  Линии 10 кВ   Амперметр  
  Линии 220 кВ   Амперметр,ваттметр, варметр,фиксир.при- бор,счтчики актив- ной и реактивной энергии 1.Для линии с пофазным управлением устанавлиается 3 амперметра
  Линии 110 кВ   Амперметр,ваттметр, варметр,фиксир.при- бор,счтчики актив- ной и реактивной энергии 1.Для линии с пофазным управлением устанавлиается 3 амперметра
  Сборные шины На секции или системе шин Вольтметр, частото- мер и измеряющий ваттметр  
  Автотрансфор-матор связи   Ваттметр, амперметр варметр.  
  Шиносоедини-тельный и секционный выключатель   Амперметр  
  Обходной выключатель   Амперметр,варметр, ватметр, фиксирующий прибор  

 
 


Схема контрольных измерительных приборов в основных цепях ТЭЦ

10. Список использованной литературы

1.Рожкова Л, Д., Козулин В.С., «Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов – 3-е изд.

2.Неклепаев Б.Н., Крючков К.П., Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового проектирования.

3.Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: А.А. Федоров. Т.2.Электрооборудование. – М.Энергоатомиздат, 1987 г.

4.Федоров А.А, Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий.

5.Справочник по проектированию электроэнергетических систем / Ершевич В.В, Зейлигер А.Н, Илларионов Г.А и др. под редакцией Рокотяна С.С и Шапиро И.М.

6.Ю.Б.Гук проектирование электрической части станций и подстанций: Учебное пособие для вузов / Ю.Б.Гук, В.В.Кантан, С.С. Петрова.

7.Правила электроустановок / Минэнерго - 6-е издание с изменениями, исправлениями и дополнениями.

8.Справочная книга энергетика А.Д. Смирнов.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: