Разработка принципиальной схемы КЭС и выбор электрооборудования (количество и мощность генераторов = 6×320 МВт), страница 2

: ТРДНС – 40000/20 – трехфазный трансформатор с расщепленной обмоткой, с принудительной циркуляцией масла и естественной циркуляцией воздуха, с устройством РПН.

Номинальные данные:

S = 40 МВа

U_ВН = 20 кВ

U_НН = 6,3 – 6,3 кВ

U_{К  ВН – НН} = 12,7 %

U_{К  ВН1 – НН2} = 40 %

Автотрансформаторы выбираются по максимальному перетоку мощности между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ.

Необходимо рассмотреть три режима :

1) Номинальный режим работы:

Переток мощностей определяется следующим образом

 МВа

1500 – 120 – 776,3 = 603,7 МВа

При аварийном отключении блока работающего на шины 220 кВ, недостающая мощность будет передаваться с шин РУ 500 кВ. Поэтому

МВа

1109 + 120 – (1500 – 375) = 104 МВа

При аварийном отключении одного автотрансформатора вся мощность будет передаваться через оставшийся в работе. При расчёте этого режима  необходимо учитывать аварийный резерв системы

МВа

Этот режим не является определяющим.

Соответствующий по мощности всем трём режимам автотрансформатор:

АТДЦН – 500000/500/220 – трёхфазный автотрансформатор с принудительной циркуляцией воды и масла, и устройством РПН

Номинальные данные:

S_НОМ = 500 МВа;

U_ВН = 500 кВ;

U_НН = 230 кВ;

Р_Х = 220 кВт;

Р_КЗ = 1050 кВт;

U_К = 12%

Y/Y – 0

Перетоки мощности рассчитаны для варианта 1 структурной схемы станции. Чтобы выбрать оптимальный вариант из двух схем, необходимо произвести аналогичный расчёт для варианта 2.

Расчёт для варианта 2

Нормальный режим:

1875 – 150 – 776,3 = 948,7 МВа

Через каждый автотрансформатор передаётся мощность

При аварийном отключении блока работающего на шины среднего напряжения, переток мощности через автотрансформатор

1109 + 120 – (1875 – 375) = - 271 МВа

 МВа

Четыре блока могут обеспечить максимальную нагрузку а среднем напряжении.

Чтобы работать в режиме, когда один автотрансформатор отключён, необходимо, чтобы:

Из приведенных расчётов по двум структурным схемам видно, что вариант 1 технически более выгоден, т.к. перетоки мощности не такие большие, что даёт возможность не перегружать оборудование.

Выбор выключателей

Для выбора выключателей кроме нормального режима работы нужно проанализировать режимы трёхфазного и однофазного коротких замыканий, как наиболее тяжёлые, определить расчётные (наибольшие) токи короткого замыкания: периодическую составляющую начального момента времени (I_{П – 0}), периодическую составляющую в момент размыкания контактов выключателя (I_п.ч), апериодическую составляющую для того же времени (i_ач), ударный ток (i_у).

Выключатели в РУ выбираются однотипными, поэтому достаточно рассмотреть КЗ в узловых точках схемы а шинах 500 кВ (к₁), на шинах 220 кВ (к₂), на зажимах генератора (к₃).

4. Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания.

Расчётная схема:

Схема замещения:

Расчёт удобно производить в относительных единицах. За базисную мощность принимается

S_б = 1000 МВа.

Базисные напряжения ступеней:

U_б1 = 515 кВ

U_б2 = 230 кВ

U_б3 = 20 кВ

Исходные данные для расчёта:

Генераторы G1 – G6:  Е_А =

                                      

                                      

трансформаторы

              Т1 – Т2           S_НОМ = 400 МВа

                                       n = 525/20

                                       U_{К %} = 13%

                                       Р_К = 790 кВт          

               Т3 – Т6           S_НОМ = 400 МВа

                                       n = 242/20

                                       U_{К %} = 11%

                                       Р_К = 880 кВт

                АТ                   S_НОМ = 500 МВа

                                       n = 500/230

                                       U_{К %} = 12%

                                       Р_К = 1050 кВт

Линии связи с системой: