Проектирование ТЭЦ мощностью 300 МВт

Выбираем РТСН мощностью 32000 МВА, выбираем РТСН типа: ТДНС-32000/10

Таблица 3.3

Каталожные данные выбранного трансформатора

4. Расчет токов короткого замыкания для выбора аппаратов и токоведущих частей

Для выбора и проверки электрических аппаратов необходима правильная оценка  расчётных условий КЗ. Для этого производят: составление расчётной схемы замещения, наметку мест расположения расчётных точек КЗ, определение расчётного времени протекания тока КЗ и расчётный вид КЗ.

Приведем схему замещения рассчитываемой системы

Рис. 4.1 Схема замещения.

Произведем расчет сопротивлений элементов, используя данные задания и параметры выбранных ранее трансформаторов и генераторов.

Расчет производим в относительных единицах.

Зададимся базисными условиями. Базисная мощность S_б=1000 МВА, U_б=115 кВ.         

Расчетное время КЗ для проверки оборудования на электродинамическую стойкость t_расч=0 с (для тока I_п0),  для проверки выключателей на отключающую способность t_расч=t  определяется как сумма наименьшего возможного времени действия защиты (0,01 с) и времени отключения выключателя (для I_п,_t).

В качестве расчетного вида КЗ принимаем трехфазное.

Трансформатор ТДНС-16000/110:

;                                                                   (4.1)

.

Трансформатор  ТДНС-6300/10:

.

Трансформаторы связи с системой ТРДН-40000/110:

;                                                     (4.2)

,                                                       (4.3)

где К_р – коэффициент связи трансформатора с расщеплёнием обмотки

=U_к.н-н/U_к.в-н=30/10,5=2,86.

;

.

Трансформаторы связи с системой ТРДЦН-200000/110:

К_р=U_к.н-н/U_к.в-н=30/10,5=2,86

Линия:

                                                        (4.4)

где Х_уд – удельное сопротивление 1 км линии, равное 0,4 Ом.

l – длина линии, 120 км;

U_ср.н – средненоминальное напряжение, 115 кВ;

.

Параметры генераторов ТВФ-60-2У3:

;                                                          (4.5)

.

Параметры системы:

                                                               (4.6)

.

Выбор секционного реактора производим из условия:

,                                                      (4.7)

где - номинальный ток реактора, А;

 - номинальный ток генератора подключенного к секции, А;

.

Выбираем реактор типа РБ,  РБДГ 10 - 4000 – 0,18 У3. 

Сопротивление реактора определим по формуле:

;                                                            (4.8)

.

При  расчете токов короткого замыкания учитываем, что трансформаторы ТРДН 40000/110 и ТРДЦН 200000/110 с расщепленной обмоткой.

РЭЗУЛЬТАТЫ РАЗЛIКУ:

               НУМАР ВУЗЛА  КЗ:    6

Базiснае напружанне вузла КЗ, кВ:     115.000000

Базiсны ток у вузле КЗ, кА:       5.020437

Рэзультатыунае супрац. схемы адносна вузла КЗ:

-для токау прамой (адв.) паслядоун. (адн.адз.)        0.949668

Перыядычная састаул. звышпераходн. току КЗ (КА):

- трохфазнае       5.286517

- двухфазнае       3.846207

Сiметрычныя састауляльныя току КЗ (КА):

Прамая      Адваротная  Нулявая

- трохфазнае      5.2865

- двухфазнае      2.6433      2.6433

НУМАР ВУЗЛА  КЗ:    8

Базiснае напружанне вузла КЗ, кВ:      10.500000

Базiсны ток у вузле КЗ, кА:      54.985740

Рэзультатыунае супрац. схемы адносна вузла КЗ:

-для токау прамой (адв.) паслядоун. (адн.адз.)        1.155627

Перыядычная састаул. звышпераходн. току КЗ (КА):

- трохфазнае      47.580890

- двухфазнае      45.225500

Сiметрычныя састауляльныя току КЗ (КА):

Прамая      Адваротная  Нулявая

- трохфазнае     47.5809

- двухфазнае     23.7904      23.7904

               НУМАР ВУЗЛА  КЗ:    9

Базiснае напружанне вузла КЗ, кВ:      6.300000

Базiсны ток у вузле КЗ, кА:      54.985740

Рэзультатыунае супрац. схемы адносна вузла КЗ:

-для токау прамой (адв.) паслядоун. (адн.адз.)        2.805457

Перыядычная састаул. звышпераходн. току КЗ (КА):

- трохфазнае       19.600160

- двухфазнае       18.313982

Сiметрычныя састауляльныя току КЗ (КА):

Прамая      Адваротная  Нулявая

- трохфазнае      19.6002

- двухфазнае      8.8001      8.8001

               НУМАР ВУЗЛА  КЗ:   13

Базiснае напружанне вузла КЗ, кВ:       6.300000

Базiсны ток у вузле КЗ, кА:      91.642900

Рэзультатыунае супрац. схемы адносна вузла КЗ:

-для токау прамой (адв.) паслядоун. (адн.адз.)       5.805207

Перыядычная састаул. звышпераходн. току КЗ (КА):

- трохфазнае       15.786327

- двухфазнае       15.011106

Сiметрычныя састауляльныя току КЗ (КА):

Прамая      Адваротная  Нулявая

- трохфазнае     15.7863

- двухфазнае      7.8932      7.8932

НУМАР ВУЗЛА  КЗ:   15

Базiснае напружанне вузла КЗ, кВ:       6.300000

Базiсны ток у вузле КЗ, кА:      91.642900

Рэзультатыунае супрац. схемы адносна вузла КЗ:

-для токау прамой (адв.) паслядоун. (адн.адз.)        4.634856

Перыядычная састаул. звышпераходн. току КЗ (КА):

- трохфазнае       19.772547

- двухфазнае       18.463274

Сiметрычныя састауляльныя току КЗ (КА):

Прамая      Адваротная  Нулявая

- трохфазнае      19.7725

- двухфазнае      9.8863      9.8863

НУМАР ВУЗЛА  КЗ:   16

Базiснае напружанне вузла КЗ, кВ:      10.500000

Базiсны ток у вузле КЗ, кА:      54.985740

Рэзультатыунае супрац. схемы адносна вузла КЗ:

-для токау прамой (адв.) паслядоун. (адн.адз.)        0.955884

Перыядычная састаул. звышпераходн. току КЗ (КА):

- трохфазнае      57.523470

- двухфазнае      55.175770

Сiметрычныя састауляльныя току КЗ (КА):

Прамая      Адваротная  Нулявая

- трохфазнае     57.5235

- двухфазнае      28.7617      28.7617

i_уд= I_по∙ К_у

Т_а и К_у определяем по[2] стр 114

I_по/ I_НГ =57,583/4,33=13 по рис. 3.8 (в) [2, стр 113]определяем коэффициент , потом определяем  I_пt

 i_at=

i_к = 

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.1

Таблица 4.1

Результаты расчета токов КЗ

Выбор линейного реактора производим следующим образом:

Ом

Требуемое сопротивление реактора, для ограничения тока короткого замыкания, равно:     

Ом

Сопротивление реактора будет равно:

Ом

Выбираем из справочника реактор типа: РБ 10-1000-0,22У3     Ом

кВ

кА

Проверим реактор на термическую и динамическую стойкость:

Устанавливаем 6 реакторов. На каждую секцию устанавливаем по 3 реактора. К двум реакторам подсоединяем по 3 нагрузки, а к одному – четыре нагрузки.
5. Выбор высоковольтных аппаратов.

Выбор аппаратов производим по расчетным условиям нормального режима с последующей проверкой их работоспособности в аварийных режимах. Все электрические аппараты выбираются по номинальному напряжению

(U_р £ U_н), роду установки (внутренняя, наружная) и конструктивному исполнению.

По номинальному току (I_раб.max £ I_н) выбираются те аппараты, по которым протекают рабочие токи: выключатели, разъединители, отделители, реакторы, трансформаторы тока и предохранители. Кроме того, каждый аппарат от его назначения дополнительно выбирается по ряду специфических параметров.

Выбор выключателей и разъединителей

Выбор произведем по отключающей способности. В первую очередь производится проверка на симметричный ток отключения по условию:

I_п,t £ I_{отк.ном.}                                        (5.1)

Затем проверяется отключение апериодической составляющей тока КЗ:

i_a,t £ i_aном = ∙b_ном∙ I_{отк.ном,}                            (5.2)

где I_aном – номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени t;

b_ном – номинальное значение относительного содержания апериодической составляющей в отключаемом токе.

Если условие I_п,t £ I_{отк.ном} соблюдается, а i_a,t > i_aном, то допускается производить выбор по отключающей способности по полному току:

∙ I_п,t + i_a,t £ ∙ I_{отк.ном}∙(1+b_ном).                      (5.3)

На электродинамическую стойкость выключатель проверяется по предельному сквозному току КЗ:

I_п,о £ I_пр,с;         I_у £ i_пр.с                               (5.4)

где I_пр,с – действующее значение предельного сквозного тока КЗ;

i_пр.с – амплитудное значение предельного сквозного тока КЗ.

На термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу:                                     

В_к £ I_t²∙t_t                                                                                                              (5.5)

где В_к – тепловой импульс по расчету:

В_к = I_п,о²∙(t_отк+Т_а)                                   (5.6)

где I_t – предельный ток термической стойкости по каталогу;

t_t, - длительность протекания тока термической стойкости,с.

Выбор разъединителей:

По электродинамической и термической стойкости – условие (5.4) и (5.5)

ОРУ 110 кВ

Трансформаторы Т1, Т2

I_ном = S_ном / (∙U_ном ) = 200∙10³/(∙115) =1004,08 А;

I_max = 1004,08 А.

ГРУ 10 кВ

.

За ТСН на блоке:

За ТСН на ГРУ

За ТСН на РУ 110:

6. Выбор токоведущих частей.

Выбор сборных шин и токоведущих частей в цепи трансформатор-шины