Диплом Плахотный А.А. 19.06.17 (1208299), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Номинальный ток ячейки составляет 3150А>520А
Наибольший рабочий ток на сборных шинах (по шинам РУ протекает ток от всех четырех блоков).
Номинальный ток на шинах КРУЭ составляет 4000А>2080А.
4.4.3. Проверка выключателей
Проверка выключателей производится в соответствии со следующими условиями:
-
номинальному напряжению:
что соответствует выбору класса изоляции выключателя, где
номинальное напряжение выключателя,
номинальное напряжение сети;
-
по номинальному току:
где
номинальный ток выключателя,
расчетный ток нормального режима;
-
по включающей способности:
где
начальное действующее значение периодической составляющей номинального тока включения,
начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ,
наибольший пик номинального тока включения,
ударный ток КЗ;
-
по отключающей способности:
где
номинальный ток отключения выключателя,
периодическая составляющая тока КЗ в момент начала расхождения контактов выключателя,
нормированное значение апериодической составляющей тока отключения,
нормированное процентное содержание апериодической составляющей в токе отключения,
апериодическая составляющая тока КЗ в момент начала расхождения контактов выключателя.
- по электродинамической стойкости:
,где
начальное действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока,
наибольший пик предельного сквозного тока;
-
по термической стойкости:
условие проверки выключателя на термическую стойкость зависит от соотношения между
предельно допустимым временем воздействия нормированного тока термической стойкости и расчетным временем отключения выключателя
, определяющим продолжительность термического воздействия токов КЗ на выключатель. Если
(наиболее частый случай), то условие проверки выключателя имеет вид:
, где
интеграл Джоуля с пределами интегрирования
,
номинальный ток термической стойкости.
Если
, то условие проверки на термическую стойкость:
Проверка по номинальному напряжению:
.
Проверка по номинальному току:
.
Проверка по включающей способности:
.
(наиболее тяжелый случай, когда токи КЗ от всех источников энергии складываются).
Проверка на симметричный ток отключения:
.
,где
– считается ток незатухающим.
Проверка на возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ:
,
,где
- расчетное время отключения,
- собственное время отключения.
Проверка выключателя на электродинамическую стойкость:
.
Условие проверки выключателя на термическую стойкость:
,
,
.
Вывод: намеченный к установке выключатель удовлетворяет всем условиям его выбора и проверки.
4.4.4 Проверка разъединителей
Разъединители проверяются по следующим условиям:
-
номинальному напряжению:
что соответствует выбору класса изоляции разъединителя, где
номинальное напряжение разъединителя,
номинальное напряжение сети;
-
по номинальному току:
где
номинальный ток разъединителя,
расчетный ток нормального режима;
- на электродинамическую стойкость:
где
наибольший пик предельного сквозного тока;
-
на термическую стойкость:
условие проверки разъединителя на термическую стойкость зависит от соотношения между
предельно допустимым временем воздействия нормированного тока термической стойкости и расчетным временем отключения разъединителя
, определяющим длительность термического воздействия токов КЗ на разъединитель. Если
(наиболее частый случай), то условие проверки разъединителя имеет вид:
, где
интеграл Джоуля с пределами интегрирования
,
номинальный ток термической стойкости.
Если
, то условие проверки на термическую стойкость:
По номинальному напряжению и продолжительному расчетному току намечаем к установке разъединитель типа РД-220 (завод «Электроаппарат»).
Проверка по номинальному напряжению:
.
Проверка по номинальному току:
.
Проверка разъединителя на электродинамическую стойкость:
.
Условие проверки разъединителя на термическую стойкость:
,
,
.
Вывод: намеченный к установке в разъединитель РД-220 (завод «Электроаппарат») удовлетворяет всем условиям его выбора и проверки.
-
ВЫБОР СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
5.1 Общие положения
Выбор схем РУ регламентируется требованиями действующих норм и правил, важнейшими из которых являются: сохранение устойчивости параллельной работы электростанции и ЭЭС во всех возможных эксплуатационных режимах; обеспечение целесообразного уровня надежности выдачи мощности и сохранения транзита мощности; удобство сооружения, эксплуатации, возможность расширения.
Расчетным аварийным режимом являются единичные отказы таких элементов схемы, как линии электропередач, шины, и выключатели.
При выбранном варианте структурной схемы РУ 220 кВ имеет двенадцать присоединений, причем четыре из них – сдвоенные блоки по 85 МВт, восемь – отходящие линии. Для такого числа и типа присоединений с учетом вышеназванных условий целесообразно рассмотреть варианты схемы РУ 220 кВ
-
Две рабочие системы шин с обходной системой шин [10]
Рисунок 5.1 - Схема РУ «две рабочие системы шин с обходной системой шин»
Так как число присоединений превышает 10, то необходимо предусмотреть секционирование каждой из рабочих систем шин. Двухцепные линии поключаются к шинам таким образом, чтобы каждая цепь получала питание от разных секций. Обходная система шин позволяет производить плановый ремонт выключателя без потери присоединения. Считаем, что двухцепные линии 1 и 2 идут в сторону ПС Айхал, двухцепные линии 3 и 4 – в сторону ПС Районная. Коммутационное состояние линейных разъединителей выбирается таким образом, чтобы все присоединения были равномерно распределены между секциями.
-
Две рабочие системы шин без обходной[10]
Рисунок 5.2 - Схема РУ 220 кВ «две рабочие системы шин»
Для определения ущербов от ненадежности схемы использовались следующие параметры надежности:
Таблица 5.1 - Показатели надежности элементов схем[6]
| Элемент | ω, 1/год | Тв, ч |
| Двухцепная линия 220 кВ, отказ обеих цепей | 0,1 на 100 км | 36 |
| Выключатель 220 кВ | 0,01 | 40 |
| Сборные шины 220 кВ | 0,01 | 4 |
Рассчитаем показатели надежности линий, отходящих от шин электростанции.
Линия «ГЭС –Айхал», длиной 370 км.
Линия «ГЭС-Районная», длиной 90 км
Среднегодовой недоотпуск электроэнергию в систему определяется по формуле.
ΔWг=ТmaxΣΔРгωi,j·Ti,j/8760, где
Тmax = 5100 ч, число часов использования максимальной мощности, ΔРг - теряемая мощности при отказе элемента, МВт, ωi,j - параметр потока отказов элемента, 1/год, Ti,j – время восстановления, ч;
Ущерб от недоотпуска определялся по формуле:
У=у0Wг, где
у0 =50 руб/кВт∙ч – ущерб от недоотпуска электроэнергии
Таблица недоотпуска электроэнергии от ненадежности элементов схемы строилась по следующему принципу[10]:
-
отказ выключателя линии приводит к отключению одной цепи двухцепной линии, что не приводит к невыдаче мощности, так как сечение проводов выбрано исходя из возможности ее отключения;
-
отказ выключателя в цепи трансформатора приводит к невыдаче мощности одного энергоблока;
-
отказ двухцепной линии приводит к невыдаче мощности, равной половине перетока мощности в сторону ПС Айхал или Районная;
-
отказ секционного выключателя приводит к отключению присоединений, подключенных к рабочей системе шин (половина мощности, выдаваемой электростанцией);
-
отказ шиносоединительного выключателя приводит к отключению присоединений двух секций разных систем шин;
-
отказ секции шины приводит к отключению всех присоединений секции шины;
-
отказ обходной системы шин и обходного выключателя не приводит к недоотпуску ЭЭ.
5.2 Технико-экономическое сравнение вариантов схем
Схема «Две рабочие системы шин с обходной системой шин»
Капиталовложения в вариант схемы.
Издержки на амортизацию и обслуживание
Таблица 5.2 - Недоотпуск электроэнергии при выборе схемы РУ ВН «Две рабочие системы шин с обходной системой шин»
| Элемент | ωi,j·Ti,j , ч/год | Теряемая мощность, МВт |
| В1 | 0,4 | - |
| В2 | 0,4 | - |
| В3 | 0,4 | - |
| В4 | 0,4 | - |
| В5 | 0,4 | - |
| В6 | 0,4 | - |
| В7 | 0,4 | - |
| В8 | 0,4 | - |
| В9 | 0,4 | 170 |
| В10 | 0,4 | 170 |
| В11 | 0,4 | 170 |
| В12 | 0,4 | 170 |
| В13 | 0,4 | 340 |
| В14 | 0,4 | 340 |
| В15 | 0,4 | - |
| В16 | 0,4 | 340 |
| В17 | 0,4 | 340 |
| Л1 | 13,32 | 112,5 |
| Л2 | 13,32 | 112,5 |
| Л3 | 3,24 | 224 |
| Л4 | 3,24 | 224 |
| Ш1с1 | 0,04 | 170 |
| Ш1с2 | 0,04 | 170 |
| Ш2с1 | 0,04 | 170 |
| Ш2с2 | 0,04 | 170 |
| ОСШ | 0,04 | - |
что соответствует выбору класса изоляции выключателя, где
номинальное напряжение выключателя,
где
номинальный ток выключателя,
расчетный ток нормального режима;














