Диплом (Проектирование электрической станции)

66

3.3. Выбор схемы РУ СН 220 кВ

РУ CН 220 кВ имеет семь присоединений: две двухцепные линии, один блок и два автотрансформатора связи с РУ СН. Исходя из вышеперечисленных рекомендаций и требований, было рассмотрено три варианта схем распределительных устройств (см. рис.3.3 - 3.5). Анализ надёжности схем был выполнен с помощью программы GUIDIST. Результаты сведены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

Дисконтированные затраты по вариантам схемы электрических соединений распределительного устройства 220 кВ

Затраты		Схема
	«4/3»	«3/2»	«2СШ+1О»
Капиталовложения, тыс. руб	906,1	824	741,6
Ущерб, тыс. руб/год	10,0	10,0	7,7
Приведённые затраты, тыс. руб/год	194,9	178,1	159
Приведённые затраты, %	122,6	112,01	100

Рис. 3.3. Схема «4/3»

67

Рис. 3.4. Схема «3/2»

Рис. 3.5. Схема «2СШ+1О»

Из трёх рассмотренных схем для РУ СН 220кВ с точки зрения техникоэкономического расчёта наиболее оптимальной является схема «2СШ+1О». Но, с учётом того что для РУ ВН выбрана схема «3/2», выбор кольцевой схемы для РУ СН сделает эксплуатацию более удобной для обслуживающего персонала (учёт человеческого фактора). Разница в затратах при этом составляет 12%.

68

3.4. Расчёт схемы «4/3» РУ ВН 500 кВ

Для сравнения вариантов определяются приведенные затраты по формуле:

З = Ен К + У,

где Ен = 0,12 нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

К – капитальные вложения;

И - годовые издержки;

У - математическое ожидание ущерба из-за ненадежности оборудования, введенного в структурную схему.

Сравнительные капитальные вложения в реализацию проекта складываются из расчетных стоимостей отличающихся элементов: трансформаторов, автотрансформаторов, ячеек распределительных устройств.

К = nв∙Кв.

Стоимость выключателя Кв = 265 тыс. руб.

К= 24265 = 6360 тыс.руб.

Уу0П Wн.п.,

где у0П 100 руб/(кВт ч) удельный ущерб от недоотпуска электроэнергии потребителям;

Wн.п. количество недоотпущенной электроэнергиипотребителям,кВт ч.

Wн.п. Pсх [( Pi ti )NЗ (Pi ti )NЛ ],

где Pсх вероятность дифицита мощности.

Примеры подобных расчётов приводились при выборе структурной схемы.

Схема и графы Мезона для расчёта вероятности дефицита мощности представлены на рис. 3.7 и 3.8.

69

Рис. 3.7. Схема «3/2» с нумерацией её элементов

Рис. 3.8. Графы Мезона для нормального режима (а) и для ремонтного режима (б)

70

Pн.р. ωВ1Tп ωВ2Tп aвωШ1Tп aвωВ3Tп aвωАТ1Tп aвωВ4Tп aвωВ7Tп
сх							8760
	Tп (ωВ1+ωВ2 aв (ωШ1+ωВ3 +ωАТ1+ωВ4 +ωВ7 ))
						8760
	1(0,08 0,08 0,02(0,013 0,08 0,05 0,08 0,08))								1,896·10 5;
							8760
T * T			T	2	90	902	45ч;
			в
			2Tр			290
	в

где Pсхн.р., Pсхр.р. вероятность дефицита мощностипринормальном и ремонтном режимах работысхемы;

Tп 1ч время аварийногопростоя;

Tв время восстановления выключателя; Tр время ремонта выключателя (Tтек );

aв относительная частота отказоввыключателейпри КЗ (для воздушных выключателейнапряжением500кВaв 0,02); ωЛ 0,4 на100км для воздушных линий500кВ.

Величинами aв2 , aв3 и т.д. можнопринебречвсилуих малости.

Pр.р.

ω

T * a ω

T a ω

T a ω

T

В1

в

Ш1

п

в

В4

п

в

В7 п

сх

8760

ω

T * a T (ω

Ш1

+ω

В4

+ω

В7

)

В1

в п

8760

0,08 45 0,02 1 (0,013 0,08

0,08) 4,115·10 4.

8760

71

4. РАСЧЁТ ТОКОВ КЗ И ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

4.1. Расчётные точки и значения токов КЗ

Расчёт токов КЗ необходим для выбора подходящих электрических аппаратов. Определяющей точкой КЗ является та, что имеет наибольшие значения ударного тока и периодической составляющей тока КЗ.

Рис. 4.1. Расчётная схема КЭС для расчёта токов КЗ

Расчеты токов КЗ выполнены в программе Gufaults , результаты расчётов сведены в таблицу 4.1. Точка К1 была рассчитана вручную, расчёт приведён ниже.

Таблица 4.1

Результаты расчёта токов КЗ

Точка КЗ	Iп0, кА	iуд, кА	Bк, кА2·см
К1	16,92	46,55	239,2
К2	18,22	49,66	293
К3	185,57	510,5	31962,9
К4	158,49	436,29	23407,7
К5	80,41	222,6	6333,0
К6	9,52	26,78	71,1
К7	11,78	31,39	115,2

72

4.2. Условия выбора электрооборудования

4.2.1.Общие сведения

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) электрические аппараты выбираются по расчетным условиям нормального режима (по номинальному току и по номинальному напряжению) и проверяются на работоспособность в условиях анормальных режимов (допустимый нагрев продолжительным расчетным током, термическая и электродинамическая стойкость при КЗ, коммутационная способность).

4.2.2. Выбор выключателей

Выбор выключателей производится в соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 по следующим условиям:

номинальному напряжению (что соответствует выбору класса изоляции выключателя):

Uном Uс.ном ,

где Uном номинальное напряжение выключателя, Uс.ном номинальное напряжение сети;

по номинальному току:

Iном Iном.расч ,

где Iном номинальный ток выключателя, Iном.расч расчетный ток нормального режима;

73

выбор по току перегрузочной способности по току:

КП Iном Iпрод.расч ,

где КП нормированный коэффициент возможной перегрузки выключателя при продолжительном режиме работы, Iпрод.расч расчетный ток продолжительного утяжелённого режима.

Затем производится проверка выключателя по включающей способности:

Iвкл.ном IП0 ,

iвкл.ном iуд ,

где Iвкл.ном начальное	действующее
номинального тока	включения,

периодической составляющей тока КЗ, включения, iуд ударный ток КЗ;

по отключающей способности:

значение периодической составляющей IП0 начальное действующее значение iвкл.ном наибольший пик номинального тока

Iоткл.ном Iï

ia.ном iaτ ,

где Iоткл.ном номинальный ток отключения выключателя, Iï периодическая составляющая тока КЗ в момент окончания соприкосновения контактов

выключателя, i			2 норм Iоткл.ном		номинальное значение апериодической
a.ном			100

составляющей тока отключения, норм нормированное процентное содержание апериодической составляющей в токе отключения, ia апериодическая составляющая тока КЗ в момент начала расхождения контактов выключателя.

по электродинамической стойкости:

Iпр.скв IП 0 ,

iпр.скв iуд ,

где Iпр.скв начальное действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока, iпр.скв наибольший пик предельного сквозного тока;

по термической стойкости:

t тер

74

условие проверки выключателя на термическую стойкость зависит от соотношения между предельно допустимым временем воздействия нормированного тока термической стойкости и расчетным временем

отключения выключателя tоткл , определяющим продолжительность термического воздействия токов КЗ на выключатель. Если tоткл tтер (наиболее частый случай), то условие проверки выключателя имеет вид:

Iтер2 tоткл Bк ,

где Bк интеграл Джоуля с пределами интегрирования 0 tоткл , Iтер номинальный ток термической стойкости.

Если tоткл tтер , то условие проверки на термическую стойкость:

Iтер2 tтер Bк .

4.2.3. Выбор разъединителей

Разъединители выбирались по следующим условиям:

номинальному напряжению (что соответствует выбору класса изоляции разъединителя):

Uном Uс.ном ,

где Uном номинальное напряжение разъединителя, Uс.ном номинальное напряжение сети;

по номинальному току:

Iном Iном.расч ,

где Iном номинальный ток разъединителя, Iном.расч расчетный ток нормального режима;

Затем производится проверка разъединителя на электродинамическую стойкость:

iпр.скв iуд ,

где iпр.скв наибольший пик предельного сквозного тока;

75

на термическую стойкость:

Если tоткл tтер (наиболее частый случай), то условие проверки выключателя имеет вид:

Iтер2 tоткл Bк ,

где Bк интеграл Джоуля, Iтер номинальный ток термической стойкости.

Если tоткл tтер , то условие проверки на термическую стойкость:

Iтер2 tтер Bк .

4.2.4. Выбор измерительных трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбирались по следующим условиям:

номинальному напряжению:

Uном Uс.ном ,

где Uном номинальное напряжение ТТ, Uс.ном номинальное напряжение сети;

номинальному току:

Iном Iпрод.расч ,

где Iном номинальный ток ТТ, Iпрод.расч расчетный ток продолжительного режима;

Затем производится проверка трансформаторов тока.

на электродинамическую стойкость:

iдин iуд ,

где iпр.скв наибольший пик предельного сквозного тока;