Таблиця 2.11 – Вибір варіанта за величиною розрахункових витрат

Варіанти відрізняються за розрахунковими затратами З₁ та З₂ більше, ніж на 5%, тому кінцевим варіантом обираємо варіант б) схеми РП 4/3, як більш надійний та більш широковживаний.

2.4.3 Вибір системи електрозабезпечення власних потреб електричної станції

Всі власні потреби на електричній станції поділяються на блочні та загально станційні, що живляться від робочих трансформаторів власних потреб:

- блочне навантаження власних потреб живиться від відповідного блочного трансформатора власних потреб;

- загальностанційне навантаження ВП рівномірно розподіляється між робочими трансформаторами ВП всіх блоків.

Резервне живлення ВП здійснюється від резервних магістралей, які підключені до пускорезервних трансформаторів власних потреб. Резервні магістралі секціонуються через 2-3 блоки. Кожен блок має дві секції живлення власних потреб.

2.5 Розрахунок струмів короткого замикання

Розрахунок струмів короткого замикання (КЗ) виконується для вибору чи перевірки параметрів електрообладнання, а також для вибору чи перевірки уставок релейного захисту і автоматики.

Основна мета розрахунку полягає у визначенні періодичної складової струму КЗ для найбільш тяжкого режиму роботи мережі. Врахування аперіодичної складової роблять приблизно, припускаючи при цьому, що вона має максимальне значення в розглядуваній фазі.

Розрахунок струмів КЗ виконується в наступній послідовності:

- для розглядуваної електростанції складається розрахункова схема;

- по розрахунковій схемі складається електрична схема заміщення;

- шляхом поступового перетворення призводять схему заміщення до найбільш простого вигляду так, щоб кожне джерело живлення чи група джерел, що характеризуються певним значенням результуючої ЕДС, були пов’язані з точкою КЗ одним результуючим опором;

Знаючи результуючу ЕДС джерела і результуючий опір, за законом Ома визначають початкове значення періодичної складової струму КЗ, потім визначають ударний струм і при необхідності – періодичну і аперіодичну складові струму КЗ для заданого моменту часу.

2.5.1 Електрична схема заміщення установки

На розрахунковій схемі електроустановки намічають точки, в яких припускається КЗ. Потім для обраної точки КЗ складають еквівалентну електричну схему заміщення, відповідну по вхідним даним розрахунковій схемі, але в який усі магнітні (трансформаторні) зв’язки замінені електричними.

При розрахунку в відносних одиницях, то необхідно заздалегідь звести всі опори елементів схеми заміщення до однакових же базових умов.

Розрахунок виконуємо у відносних одиницях. Тому приведемо всі опори елементів схеми заміщення до одних і тих самих базових умов, використовуючи методичні вказівки [1, табл. 5.1–5.3].

Приймаємо S_Б = 1000 (МВА).

Визначимо приведені значення опорів:

• системи: (2.36)

;

ЛЕП 750: X_*л750 = ; (2.37)

X_*л750 = ;

блочних трансформаторів БТ1: X_*б300 = ; (2.38)

X_*б300 = ;

блочних трансформаторів БТ2: X_*б800 = ; (2.39)

X_*б800 = ;

генераторів G₁: X_*г300 = ; (2.40)

X_*г300 = ;

генераторів G₂: X_*г800 = ;

ТВП1: X_*ТВП1 = ; (2.41)

X_*ТВП1 = ;

ТВП2: X_*ТВП2 = ;

• АТЗ:

u_кВ% = 0,5(u_{к в-н%} + u_{к в-с%} – u_{к с-н%}) = 0,5(31+ 13 – 17) = 13,5%;

u_кС% = 0,5(u_{к в-с%} + u_{к с-н%} – u_{к в-н%}) = 0,5(13 + 17 – 31) = 0;

u_кН% = 0,5(u_{к в-н%} + u_{к с-н%} – u_{к в-с%}) = 0,5(31 + 17 – 13) = 17,5%.

Х_*В = = = 0,169;

Х_*С = 0;

Х_*Н = = = 0,218.

2.5.2 Розрахунок періодичної складової струму КЗ для часу t = 0

Початкове значення періодичної складової струму КЗ в системі відносних одиниць визначається за формулою, кА:

, (2.42)

де Е''_* – ЕРС джерела, в.о.; х_рез* – результуючий відносний опір ланки КЗ, який приведений до базисних умов; І_Б – базисний струм, кА:

. (2.43)

К₁ Складаємо розрахункову схему, враховуючи тільки елементи, які мають вплив на точку КЗ К₁ (рисунок 2.10). Приведемо цю схему до найбільш простого вигляду (рисунок 2.11).

Рисунок 2.8 - Схема заміщення та згортання схеми

х_*1 = х_*C + = 0,0057 + = 0,163;

х_*2 = х_*Б300 + х_*Г300 = 0,263+0,552= 0,815

х_*3 = ;

х_*4 = х_*Б800 + х_*Г800 = 0,112+0,289= 0,401

х_*5 = ;

= 1000/(770) = 0,75 (кА).

І_ПОС = 0,75 = 6,132 (кА);

І_ПОG1 = 0,75 = 2,273 (кА);

І_ПОG3 = 0,75 = 8,452(кА);

Для інших точок короткого замикання розрахунок проводимо аналогічно. Дані розрахунків занесемо до таблиці 2.13.

2.5.3 Знаходження ударного струму та періодичної і аперіодичної складових струму КЗ в заданий момент часу

Ударний струм КЗ зазвичай має місце через 0,1 с після початку КЗ. Його значення знаходиться з виразу:

(2.44)

де - початкове значення періодичної складової струму КЗ; - ударний коефіцієнт, який залежить від постійної часу затухання аперіодичної складової струму КЗ.

Якщо КЗ сталося на виводах генератора, то для його вітки постійна може бути взята з [1, таблиця 5.6]. Для характерних точок електричних мереж значення и беремо з [1, таблиця 5.7].

Значення періодичної і аперіодичної складової струму КЗ для часу t > 0 в першу чергу необхідно знати для вибору комутаційної апаратури.

Розрахунковий час, для якого необхідно визначити струми КЗ, обчислюється як ,

де - власний час відключення вимикача. Для сучасних вимикачів не перевищує 0,2 с.

Аперіодична складова струму КЗ: (2.46)

Для вибору  попередньо виберемо вимикачі.

Таблиця 2.12.

Підберемо всі необхідні величини

з [1] і занесемо в таблицю2.13.

Таблиця 2.13 – Рорахунок дії КЗ та розрахунок ударних і аперіодичних струмів

Виконаємо розрахунок складових СКЗ і ударного СКЗ для точки КЗ₁:

Ударний струм:

Аперіодична складова:

Періодична складова для :

Виконаємо розрахунок складових СКЗ і ударного СКЗ для точки КЗ₆:

Знаходимо початкове значення періодичної складової струмів КЗ:

Обрахуємо періодичну складову струму КЗ:

де при визначенні можна використовувати криві [1. Рис 5.5.], представляючи замість значення

Визначаємо аперіодичну складову струму КЗ до моменту :

де , можна визначити по кривим [1. Рис. 5.5.] в залежності від потужності що живить обмотки трансформатора в.п. . В розрахунку також доцільно використовувати криві [1. Рис. 5.2.]

Знаходимо ударний струм КЗ:

де визначаємо по кривим [1. Рис. 5.5.];

При розрахунку струмів КЗ на секції, яка живиться через резервний трансформатор, повинні враховуватись двигуни, які приєднані безпосередньо до шин даної секції і до інших секцій, які зв’язані з розрахунковою через магістралі резервного живлення.

Розрахуємо інші точки короткого замикання аналогічно, та занесемо дані в таблицю 2.13

2.6 Розрахунок термічної дії струмів кз

При протіканні струму КЗ провідник додатково нагрівається понад нормальну робочу температуру. Оскільки струм КЗ значно перевищує струм робочого режиму, нагрів провідника може досягати небезпечних значень, доводячи до плавлення або обвуглювання изоляції, до деформації і плавлення токоведучих частин, і т.п.

Критерієм термічної стійкості провідника є припустима температура його нагрівання струмами КЗ. Тому провідник або апарат варто вважати термостійким, якщо його температура в процесі КЗ не перевищує припустимого значення.

Визначення В_к для оцінки термічної стійкості проводиться наближеним способом через складну залежність струму КЗ від часу.

Тепловий імпульс визначається по-різному в залежності від месцезнаходження точки КЗ. Можна виділити три характерні випадки:

1. віддалене КЗ,

2. КЗ поблизу генераторів ;

3. КЗ поблизу групи потужних електродвигунів.

У першому випадку тепловий імпульс КЗ визначиться з виразу

(2.47)

де t_відк - час відключення (час дії струму КЗ).

Даний спосіб рекомендується при обчисленні теплового імпульсу в ланцюгах ВРП.

К₁ (шини РП ВН)

(див. [1] табл. (6.2.))

К₂ (шини РП СН)

К₃ (на шинах Г800)

Імпульс квадратичного струму від періодичних складових струмів генераторів і системи має три складові, обумовлені періодичним струмом системи Впс, періодичним струмом генераторів Впг і спільною дією періодичних струмів системи і генераторів Впгс: