Проектирование КЭС 1000 Мвт

 

Таблица 3.1 – Паспортные данные ТСН

Тип трансформатора	Sном, МВА	Напряжение обмоток, кВ		Потери, кВт		Напряжение короткого замыкания Uк, %
		ВН	НН	Рхх	Ркз	ВН-НН	СН-НН
ТРДНС-25000/35	25	15,75	6,3-6,3	25	115	10,5	30

 

 

3.2 Выбор резервных трансформаторов с.н. и выбор места их включения

В качестве резервных трансформаторов с.н. выбираю ПРТ-пуско-резервные трансформаторы, которые выполняют функцию резервирования и одновременно у них есть мощность для пуска или остановки другого блока, т.е. у него функции шире чем у ТСН, поэтому мощность ПРТ примерно в 1,5 раза больше мощности ТСН т.е.

                                S_прт≈1,5 S_тсн

 

Мощность ПРТ определяется по наиболее мощному ТСН, т.е.

                                S_прт≈1,5 25=37,5 МВА

                                    S_прт≈40 МВА

Количество ПРТ зависит от числа блоков, т.к. числа блоков пять, следовательно количество ПРТ два.

Один ПРТ-1 подключим  к низшему из двух высших напряжений, т.е. к шинам 220 кВ при наличие связи с системой, т.е. схема включения имеет вид:

Рисунок 3.1- Подключение ПРТ-1

 

Выбираю ПРТ-1 по справочнику [1. с. 148-149]. Данные трансформатора приведены в таблице 3.3.

 

 

 

 

 

Таблица 3.3 – Паспортные данные ПРТ-1

Тип трансформатора	Sном, МВА	Напряжение обмоток, кВ		Потери, кВт		Напряжение короткого замыкания Uк, %
		ВН	НН	Рхх	Ркз	ВН-НН	СН-НН
ТРДН-40000/200	40	230	6,3-6,3	50	170	11,5	28

 

Второй ПРТ-2 подключаю  к средней обмотки АТ связи, т.е. схема включения ПРТ-2 имеет вид:

 

Рисунок 3.2- Подключение ПРТ-2

 

Выбираю ПРТ-2 по справочнику [1. с. 148-149]. Данные трансформатора приведены в таблице 3.4.

 

 

 

 

 

Таблица 3.4 – Паспортные данные ПРТ-2

Тип трансформатора	Sном, МВА	Напряжение обмоток, кВ		Потери, кВт		Напряжение короткого замыкания Uк, %
		ВН	НН	Рхх	Ркз	ВН-НН	СН-НН
ТРДН-40000/35	40	36,75	6,3-6,3	36	170	12,7	40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Выбор и обоснование схем распределительных устройств

4.1 Выбор схемы распределительного устройства высшего напряжения

Число линий, отходящих  от шин распределительного устройства высшего напряжения  (РУВН) - 500 кВ, определяется по формуле:

 

                                              ,                                 (4.1)

где - общая мощность КЭС (из задания на проектирование), МВт;

       - нагрузка станции в летний период (из задания на проектирование), МВт;

       - пропускная способность ЛЭП – 500 кВ, берется из справочника [1, с. 21], МВт.

Принимаю  МВт, т.о. число линий, отходящих от шин распределительного устройства высшего напряжения  (РУВН) - 500 кВ:

,

т.е. число линий равно одной.

 

Рассчитываем общее  число присоединений к шинам  высокого напряжения:

                                               

,                                     (4.2)

где - число присоединений от АТ связи к шинам ВН;

      - число присоединений от блочных трансформаторов к шинам ВН.

Число присоединений на шинах РУВН - 500 кВ:

 

 

Для распределительного устройства высшего напряжения 500 кВ с числом присоединений пять принимаю схему «две системы шин с четырьмя выключателями на три присоединения». Эта схема является очень надежной при КЗ и ремонте, ремонт любого выключателя производится без перерыва питания и без сложных переключений, роль разъединителей только ремонтные аппараты. РУ на 500 кВ имеет вид:

Рисунок 4.1- Две системы шин с четырьмя выключателями на три    присоединения.

 

4.2 Выбор схемы распределительного устройства низшего напряжения из двух высших.

Число линий, отходящих  от шин РУ низшего напряжения из двух высших, РУ - 220 кВ, определяется по формуле:

 

                                              ,                                 (4.3)

где - нагрузка станции в зимний период (из задания на проектирование), МВт;

       - пропускная способность ЛЭП – 220 кВ, берется из справочника [1, с. 21], МВт.

 

Принимаю  МВт, т.о. число линий, отходящих от шин РУ низшего напряжения из двух высших РУ- 220 кВ:

,

т.е. число линий равно двум.

 

 

Рассчитываем общее  число присоединений к шинам низшего напряжения из двух высших:                               

                ,                                     (4.4)

где - число присоединений от АТ связи к шинам 220 кВ;

  - число присоединений от блочных трансформаторов к шинам 220 кВ.

  - число присоединений от ПРТ к шинам 220 кВ

Число присоединений на шинах РУ - 220 кВ:

 

 

Для распределительного устройства низшего напряжения из двух высших с числом присоединений шесть принимаю схему «две системы шин с обходной с фиксированным присоединением элементов». В этой схеме ремонт выключателей производится без перерыва питания с использованием обходных систем шин, возможен поочередный ремонт систем шин без перерыва питания.

Для большого числа присоединений. РУ на 220 кВ имеет вид:

Рисунок 4.2- Две системы шин с обходной с фиксированным присоединением элементов.

 

 

 

 

5. Расчет  токов короткого замыкания

 

Для определения токов  короткого замыкания (КЗ) необходимо составить схему замещения (Рисунок 5.1), которая соответствует исходной расчетной схеме (Рисунок 1,1). Схемой замещения называется электрическая схема, аналогичная исходной расчетной, но в ней отсутствуют магнитные связи.

Рисунок 5.1 – Схема замещения

5.1 Расчет параметров  элементов схемы замещения

 

Определяем сопротивления  элементов схемы замещения (Рисунок 5.1) по формулам приближенного приведения. Расчет ведем в относительных единицах.

Произвольно задаемся базисной мощностью:

S_б = 1000 МВА

Сопротивление системы( ):

где -  сверхпереходная мощность короткого замыкания системы 220 кВ (из задания на проектирование), МВА.

 

 

Сопротивление системы( ):

где -  сверхпереходная мощность короткого замыкания системы 500кВ (из задания на проектирование), МВА.

Сопротивление генераторов:

,

где - сверхпереходное сопротивление генератора (табл. 1.1);

      - номинальная мощность генератора, МВА (табл. 1.1);

      - базисная мощность, МВА.

Сопротивление генераторов:

,

Сопротивление трансформаторов:

,

где - напряжение КЗ трансформатора, % (табл. 1.2);

      - номинальная полная мощность трансформатора, МВА (табл. 1.2).

 

 

Сопротивление трансформаторов:

 

,

Сопротивление АТ связи

х_АТВ=

; х_АТС= ; х_АТН= ,

где

U_KB% = 0.5(U_KB-C + U_KB-H - U_KC-H)%;

U_KC% = 0.5(U_KB-C + U_KC-H - U_KB-H)%;

U_KH% = 0.5(U_KB-H + U_KC-H - U_KB-C )%;

 

где  U_KB-С% = 11%; U_{KB-H =}35%; U_KC-H= 21,5% (табл. 1.5).

 

U_KB% =0,5(11+35-21,5)=12,25;

U_KC% = 0.5(11+21,5-35)=-1,25%;

U_KH% =0,5(35+21,5-11)=22,75%.

 

Сопротивление обмотки АТ ВН

х_АТВ1=х_АТВ2= =0,244

Сопротивление обмотки АТ СН

 

                                          х_АТС1=х_АТС2=0

Сопротивление обмотки АТ НН

 

                                            х_АТН1=х_АТН2= =0,45

 

Определение ЭДС источников питания:

Для турбогенераторов 100-500 МВт (из [3, с. 130]), следовательно:

 

 

5.1.1 Расчет токов короткого замыкания в точке К-1

Для расчета токов  короткого замыкания, строим схему  замещения относительно точки К-1 (Рисунок 5.2). Учитываются те элементы, которые непосредственно влияют на КЗ. Поскольку весь дальнейший расчет ведется в относительных единицах, то для упрощения записи опустим значок *.

Рисунок 5.2 – Преобразование схемы замещения относительно точки К-1

По формулам преобразования находим сопротивления, сворачивая схему замещения к виду трехлучевой звезды:

0,807+0,44=1,25

0,807+0,52=1,33

0,807+0,52=0,33

Параллельное соединение элементов:

 

 

 

Х_ЭКВК-1=

Х_ЭКВК-1=

Е_ЭКВК-1=

Е_ЭКВК-1=

Рисунок 5.3 - Окончательно преобразованная  схема замещения относительно точки К-1

 

Определяем начальное  действующее значение периодической  составляющей тока КЗ в точке К-1:

 

,

где - базисный ток, который определяется по формуле:

,

где - среднее напряжение ступени, на которой произошло КЗ, кВ.

Значение базисного  тока:

Находим ток периодической  составляющей тока на ступени 220 кВ в разных ветвях :

I_п0с1 =5·2,62=13,1 (кА)

I_п0г1-2=1,8·2,62=4,72( кА)

I_п0ЭКВ=6,38·2,62=16,71 (кА)

Суммарный ток  периодической составляющей тока в  точке к.з., кА

I_п0Σ=I_п0с1 +I_п0г1-2+I_п0ЭКВ,

I_п0Σ=13,1+4,72+16,71=34,56(кА)

Суммарный ток периодической  составляющей тока в точке КЗ на ступени 220 кВ:

 

 

5.1.2 Расчет токов короткого замыкания в точке К-2

Используя расчет тока КЗ для точки К-1, имеем:

Рисунок 5.4- Преобразование схемы замещения относительно точки К-2

 

Х_ЭКВК-2=

Х_ЭКВК-2=

Е_ЭКВК-2=

Е_ЭКВК-2=