В течение последнего десятилетия на одной из электростанций Донбасса был модернизирован один из находящихся в эксплуатации энергоблоков единичной мощностью 200 МВт. Модернизация заключалась в замене выработавшего свой ресурс котельного агрегата с пылеугольным сжиганием твердого топлива на новый котел со сжиганием твердого топлива в циркулирующем кипящем слое атмосферного типа АЦКС-670. Основными достоинствами нового котельного агрегата являются сжигание низкосортных видов топлива и высокая экологическая чистота его работы.
В результате этой замены претерпела изменений структура энергоснабжения системы собственных нужд (с.н,) рассматриваемого энергоблока как на напряжении 6, так и 0,4 кВ. Поскольку в составе энергоблока остались эксплуатируемые ранее турбина и генератор, обеспечивающие их механизмы не претерпели изменений. К их числу относятся питательные, конденсатные, масляные и циркуляционные насосы турбины, а также резервный возбудитель генератора. Взамен механизмов ранее эксплуатируемого котельного агрегата (дымососов, дутьевых вентиляторов, углеразмольных мельниц, вентиляторов горячего дутья и мельничных вентиляторов) система с.н. энергоблока с котлом с АКЦС пополнилась новыми механизмами: вентиляторами первичного и вторичного воздуха, дымососом и вентиляторами теплообменныков кипящего слоя. Наиболее мощные первые два из них обеспечивают работу кипящего слоя, поддерживая его во взвешенном состоянии и снабжая воздухом для обеспечения процесса горения с заданной температурой. Питание приводов новых механизмов было осуществлено от новых секций с.н. напряжением 6 кВ, связанных со старыми кабельными перемычками.
Согласно нормам технической эксплуатации электрических станций при всяком изменении в составе нагрузок с.н. энергоблоков должны быть выполнены поверочные расчеты токов КЗ и проведена проверка термической и динамической стойкости оборудования и токопроводов, а также отключающей способности выключателей. Поскольку расчеты режимов КЗ в сложных многоузловых электрических схемах затруднительны, для их выполнения была разработана программа расчета на ПЭВМ. Программа создана на кафедре «Электрические станции» в среде пакета автоматизации математических расчетов MathCad. Алгоритм программы основан на решении систем алгебраических уравнений метода узловых потенциалов применительно к расчету электрических схем произвольной конфигурации.
По данной программе были выполнены многовариантные расчеты токов КЗ в системе с.н. электростанции и получены величины токов КЗ на секциях с.н. всех 10 энергоблоков при питании их от рабочих и двух пуско-резервных трансформаторов системы с.н.. Полученные расчетные данные приведены ниже в таблице и на графике.
Как видно из приведенных выше данных, токи КЗ на секциях с.н. энергоблоков только от системы и генераторов электростанции приближаются к допустимым значениям отключающей способности установленных в системе с.н. старых выключателей типа ВМГ-133. С учетом же токов подпитки от электродвигателей с.н. напряжением 6 кВ суммарные токи КЗ превышают динамическую стойкость указанных выключателей. Таким образом, подлежат замене на новые вакуумные выключатели повышенной отключающей способности (31,5 кА) выключатели всех отходящих присоединений девяти энергоблоков станции. На энергоблоке с новым котельным агрегатом такая замена уже проведена в ходе его реконструкции.
Таблица Суммарные значения токов КЗ на секциях с.н. в кА
Секция |
Место КЗ |
||
РТСН |
301Т |
302Т |
|
| 4А | 16,075 | 19,58 | 13,48 |
| 5А | 16,09 | 18,78 | 13,89 |
| 6А | 16,03 | 18,04 | 14,325 |
| 7А | 16,06 | 17,35 | 14,79 |
| 8А | 16,13 | 16,72 | 15,28 |
| 9А | 13,19 | 16,13 | 15,81 |
| 10А | 16,35 | 15,4 | 16,57 |
| 11А | 16,32 | 14,9 | 17,2 |
| 12А | 16,31 | 14,43 | 17,87 |
| 13А | 16,31 | 13,99 | 18,59 |
Рисунок 1 – Расчетные значения периодических составляющих токов КЗ в кА на секциях с.н. энергоблоков от ПРТСН 301Т (x), 302Т (σ) и рабочих ТСН (-)