Расчет токов короткого замыкания и выбор средств ограничения токов короткого замыкания

4. Расчет токов короткого замыкания и выбор средств ограничения токов короткого замыкания.

4.1. Выбор секционного реактора.

На генераторном напряжении ТЭЦ для ограничения токов к.з. в основном применяют реакторы. Секционные реакторы ограничивают ток к.з. во всей сети генераторного напряжения, включая сборные шины.

Для выбора секционных реакторов необходимо знать наибольший переток мощности через них. Из схемы видно, что наибольший переток мощности будет при одном неработающем трансформаторе связи при аварии в системе летом. Через один из токоограничивающих реакторов будет протекать поток мощности как от первого генератора (при отключенном трансформаторе связи №1), так и от второго генератора:

      (4.1.)

где

 - график работы генераторов летом при аварии в системе, % (табл. 4.1);

 - номинальная мощность одного генератора, МВт (приложение 2);

- график местной нагрузки, % (табл. 4.1);

 - максимальная мощность местной нагрузки, МВт;

 - график собственных нужд электростанции при работе генераторов по графику , МВт (табл. 4.1);

Таблица 4.1. Составляющие формулы 4.1.

Наибольший переток мощности наблюдается в период времени с 8 до 12 часов и равен 50,04 МВт (таблица 4.1). Найдем ток утяжеленного режима через секционный реактор [10, с.213, 215]:

                                               (4.2)

Наибольший номинальный ток у одинарных токоограничивающих реакторов – 3750 кА [3, с.342]. Таким образом, при такой схеме расположения секционных реакторов, их установка невозможна. Выходом из сложившейся ситуации является добавление в схему ещё одного секционного реактора между первой и третьей секцией, и создание таким образом схемы “кольца” (рис. 4.1). Однако, для уменьшения токов к.з. в нормальном режиме, да и для упрощения расчетов, добавочный реактор будет включаться в работу только при отключении одного из трансформатора связи. Перед отключением трансформатора связи (или сразу же после, если трансформатор вышел из строя в результате аварийной ситуации), необходимо включить третий секционный реактор и отключить ближайший к выведенному из работы трансформатору  секционный реактор.

Рассчитаем переток мощности через секционный реактор от второго генератора (данный переток является наибольшим, т.к. на второй секции нет реактора собственных нужд, т.е. от генератора в систему выдаётся большая мощность):

                   (4.3.)

Расчёт сведен в таблицу 4.2.

Таблица 4.2. Составляющие формулы 4.3.

Наибольший переток мощности наблюдается в период времени с 8 до 12 часов и равен 26,25 МВт (таблица 4.2). Найдем ток утяжеленного режима через секционный реактор:

                                               (4.4)

Выберем бетонный с дутьём токоограничивающий реактор с горизонтальным исполнением РБДГ 10-4000-0,18 с номинальными данными приведенными в таблице 4.3. Номинальный ток и номинальное индуктивное сопротивление данного реактора соответственно равны 4000 кА и 0,18 Ом, что позволяет использовать данный реактор в схеме, приведенной на рис. 4.1. Длительно допустимый ток реактора при естественном охлаждении составляет 3200А, что превышает максимальный ток через секционный реактор. Таким образом, возможно использование данного реактора при естественном охлаждении. Проверку данного реактора по остальным условиям осуществим после расчета к.з.

Таблица 4.3. Номинальные данные секционного реактора РБДГ 10-4000-0,18.

4.2. Расчёт токов короткого замыкания.

Для выбора электрооборудования, аппаратов, кабелей, токоограничивающих реакторов необходимо знать токи короткого замыкания. При этом достаточно уметь определять ток трёхфазного к.з. в месте повреждения.

Расчет токов при трёхфазном к.з. выполняют в следующем порядке:

- для рассматриваемой установки составляют расчетную схему;

- по расчетной схеме составляют электрическую схему замещения;

- путем постепенного преобразования приводят схему замещения к простому виду – так, чтобы каждый источник питания или группа источников с результирующей ЭДС были связаны с точкой к.з. одним сопротивлением ;