Выбор схем выдачи мощности электростанции типа АЭС (стр. 11 из 17)
2.4 Расчет токов КЗ на шинах собственных нужд
При коротком замыкании (к.з.) в системе собственных нужд существенное влияние на характер процесса и значение тока оказывают группы электродвигателей включённых вблизи места повреждения.
Для привода механизмов собственных нужд применяются в основном асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. При близком коротком замыкании напряжение на выводах двигателей оказывается меньше их ЭДС. Электродвигатели переходят в режим генератора, посылающего ток в место повреждения.
2.4.1 Расчёт токов короткого замыкания в сети 6 кВ
Расчёт токов к.з. на сборных шинах 6 кВ ведём по программе GTCURR разработанной кафедрой электрических станций МЭИ.
Производим расчёт токов к.з. для всех возможных схем питания потребителей собственных нужд.
а) Питание секций собственных нужд от трансформатора собственных нужд;
б) Питание секций собственных нужд от резервных трансформаторов собственных нужд;
2.4.2 Расчёт токов короткого замыкания в сети 0,4 кВ
В расчёте токов к.з. в электрических сетях до 1000 В необходимо учитывать активные сопротивления цепи, а именно активные сопротивления токовых обмоток автоматических выключателей, контактов коммутационной аппаратуры и т.д.
Рис. 2.5 Расчётная схема, питание секции собственных нужд от ТСН
в) Питание секций собственных нужд от дизель-генераторов.
Рис. 2.6 Расчётная схема, питание секции собственных нужд от РТСН
Рис. 2.7 Расчётная схема, питание секции собственных нужд от дизель генератора.
Активное сопротивление оказывает влияние на апериодическую составляющую токов к.з.
Произведём расчёт токов к.з. на шинах секции CV01.
Рис.2.8 Расчётная схема расчёта токов к.з. на сборных шинах секции 0,4 кВ, секции CА.
Сопротивление элементов схемы:
Активное сопротивление трансформатора
где ΔPк – потери к.з. в трансформаторе;
Sном.Т – номинальная мощность трансформатора.
Индуктивное сопротивление трансформатора:
Сопротивление трансформатора:
где x* - относительное сопротивление элемента;
Uном – номинальное напряжение элемента;
Sном – номинальная мощность элемента.
мОм; 
мОмСопротивление шин находим при среднегеометрическом расстоянии между фазами:
Переходное сопротивление контактов рубильника определим по /7 таб.5-12/, rр = 0,06
Схема замещения цепи для расчёта к.з. в точке состоит из ряда последовательно включённых сопротивлений, суммарное сопротивление цепи составляет:
Ток короткого замыкания:
где Uс.ном – номинальное напряжение сети.
Определим ударный ток к.з. от удалённого турбогенератора,
при xΣ/rΣ = 14,68/3,236 = 4,536.
Ударный коэффициент – kуд = 1,52.
Тогда ударный ток в точке к.з. от генератора составит:
Определим ударный ток к.з. с учётом электродвигателей 0,4 кВ. Сопротивления элементов цепи от электродвигателей до точки к.з. на шинах не учитываются, номинальный ток двигателей:
где ΣP – суммарная мощность электродвигателей получающих питание от данной секции (), согласно таблицы № Х, ΣP = 610 кВт;
kпд – коэффициент полезного действия электродвигателей, равный 0,94;
cos φ – коэффициент мощности электродвигателей, равный 0,91.
суммарное значение ударного тока к.з. с учётом электродвигателей:
Таблица 2.9
Расчёт токов к.з. на сборных шинах секций 0,4 кВ блока
| п/п | Оперативное наименование секций 0,4 кВ | Ток трёхфазного короткого замыкания, Iк, кА | Ударный ток к.з., iуд, кА |
| 1 | Секция CA | 14,8 | 37,5 |
| 2 | Секция CB | 14,8 | 37,5 |
| 3 | Секция CM | 13,5 | 35,1 |
| 4 | Секция CN | 13,5 | 35,1 |
| 5 | Секция CV01 | 15,4 | 39,59 |
| 6 | Секция CW01 | 14,7 | 38,2 |
| 7 | Секция CX01 | 15,3 | 39,8 |
| 8 | Секция CC | 14,8 | 38,5 |
| 9 | Секция CD | 14,6 | 37,9 |
| 10 | Секция CR | 14,8 | 38,5 |
| 11 | Секция CE | 13,7 | 35,6 |
| 12 | Секция CF | 13,6 | 35,4 |
| 13 | Секция CP–1 | 14,9 | 38,8 |
| 14 | Секция CP–2 | 14,0 | 36,4 |
| 15 | Секция CQ–1 | 14,5 | 37,7 |
| 16 | Секция CQ–2 | 14,7 | 38,2 |
| 17 | Секция CT–1 | 14,8 | 38,5 |
| 18 | Секция CT–2 | 15,1 | 39,3 |
| 19 | Секция CU01–05 | 7,4 | 19,2 |
| 20 | Секция CV02 | 15,6 | 40,6 |
| 21 | Секция CW02 | 15,9 | 41,3 |
| 22 | Секция CX02 | 15,8 | 41,1 |
| 23 | Секция CG | 6,9 | 17,9 |
| 24 | Секция CJ01 | 15,6 | 40,6 |
| 25 | Секция CK01 | 15,7 | 40,8 |
| 26 | Секция CJ02 | 15,6 | 40,6 |
| 27 | Секция CK02 | 15,7 | 40,8 |
2.5 Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей РУ собственных нужд
Все элементы распределительного устройства электрической станции должны надёжно работать в условиях длительных нормальных режимов, а также обладать достаточной термической и динамической стойкостью при возникновении самых тяжёлых коротких замыканий.
2.5.1 Элементы КРУ 6 кВ
Выключатели являются основным коммутационным аппаратом и служат для отключения и включения цепей в различных режимах работы.
Для электроснабжения потребителей 6 кВ собственных нужд выбираем к установке комплектные распределительные устройства (КРУ) серии КЭ–6.
Расчёты по выбору КРУ представлены в таблице № Х, КРУ серии КЭ–6 выполнено в виде отдельных металлических шкафов, состоящих из трёх основных частей: каркас, выдвижная тележка с выключателем, релейный шкаф КРУ укомплектованы выкатными элементами.
Для питания цепей защиты минимального напряжения, МТЗ с блокировкой по напряжению, схемы АВР секций 6 кВ, на каждой секции 6 кВ установлены трансформаторы напряжения типа НОЛ 08–6. Для питания цепей защит и блокировок ГЦН установлены трансформаторы напряжения типа ЗНОЛ 0.6. Заземляющие ножи установлены в ячейке КЭ–6.
2.5.2 Расчётные условия для выбора проводников и аппаратов по продолжительным режимам работы
Продолжительный режим работы электротехнического устройства – это режим, продолжающийся не менее, чем необходимо для достижения установившейся температуры его частей при неизменной температуре охлаждающей среды.
Наиболее тяжёлыми продолжительными режимами являются:
- Ремонтный режим – это режим плановых профилактических и капитальных ремонтов. В ремонтном режиме часть элементов электроустановки отключена, поэтому на оставшиеся в работе элементы ложится повышенная нагрузка.
- Послеаварийный режим – это режим, в котором часть элементов электроустановки вышла из строя или выведена в ремонт в следствии аварийного отключения. При этом режиме возможна перегрузка оставшихся в работе элементов электроустановки током.
Расчётные токи продолжительных режимов секций, непосредственно питающихся от ТСН, РТСН определяем по формуле:
Токи продолжительных режимов других секций определяем по формуле:
Для секций, где возможен ввод питания от дизель-генератора:
где Pном.г – номинальная активная мощность дизель-генератора;
0,95 – коэффициент учитывающий возможность работы генератора при снижении напряжения на 5 %.
2.5.3 Выбор КРУ-6 кВ
Таблица 2.10
Выбор КРУ – 6 кВ (система сборных шин одинарная с неразделёнными фазами и отпайками).
| п/п | Оперативное наименование секции для которой выбирается КРУ | Координаты расчётной точки к.з. | Тип КРУ, каталожные данные | Параметры | ||||||||
| Номинальное напряжение | Длительный номинальный ток | Электродинамическая стойкость | Термическая стойкость | |||||||||
| Расчётные данные | Каталожные данные | Расчётные данные | Каталожные данные | Расчётные данные | Каталожные данные | Расчётные данные | Каталожные данные | |||||
| № схемы | № точки к.з. | Uуст | Uном | Iдл.н. | Iном | iуд | Iдин | Bк |  | |||
| Uуст ≤ Uном | Iдл.н. ≤ Iном | iуд ≤ Iдин | Bк ≤ | |||||||||
| кВ | кА | кА | кА2∙с | |||||||||
| 1 | BA,(BB,BC, BD,BL,BM, BP,BN) | 2.3.2 | K1-K4 | КЭ-6 | 6 | 6 | 2886 | 3200 | 91,59 | 128 | 1408 | 31,52∙3 = 2577 |
| 2 | BV, (BW, BX, BJ, BK) | 2.3.2 | К5-К7, К9-К10 | КЭ-6 | 6 | 6 | 675,5 | 2000 | 50,94 | 128 | 590,5 | 31,52∙3 = 2577 |
| 3 | BE, (BF, BG, BH) | 2.3.2 | К8,К11 | КЭ-6 | 6 | 6 | 1360 | 2000 | 48,26 | 81 | 600,6 | 31,52∙3 = 2577 |
| 4 | BZ01, (BZ02-05) | 2.3.3 | К1-К4 | КЭ-6 | 6 | 6 | 675,5 | 2000 | 18,76 | 81 | 56,2 | 31,52∙3 = 2577 |