russia english

ДонНТУ | Портал магістрів ДонНТУ

Магістр ДонНТУ Васильєв В. В.

Васильєв В'ячеслав Вікторович

Електротехнічний факультет

Кафедра електричних станцій

Спеціальність "Електричні станції"

Оцінка струмів КЗ в системі в.п. 6 кВ енергоблоків 200 МВт СбТЕС у зв’язку із установкою на 4 енергоблоці котлоагрегату з АЦКШ та змінами параметрів обладнання системи в.п.

Керівник: к.т.н., доц. Павлюков Валерій Олександрович

 
Реферат за темою магістерськой роботи
 
 

Вступ
Актуальність
Мета
Зміст роботи
Результати розрахунку струмів КЗ від системи і генераторів в СГЕС і системи в.п. 6 кВ
Результати перевірки обладнення і струмопроводів системи власних потреб
Висновок
Література

Вступ

На енергоблоці ст. № 4 Старобешівської ТЕС виконано заміну пиловугільного котлоагрегату на котел типу АЦКШ – 670. Це спричинило за собою зміну схеми і складу агрегатів в.п. на напругах як 6 кВ, так і 0,4 кВ. Крім того на СбТЕС проведена заміна ПРТВП на більш потужні (40 МВА). Зміна схем живлення і обладнання призвели до збільшення величин струмів КЗ і ускладнення режимів роботи обладнання і струмопроводів. Вперше розрахунки струмів КЗ у зв'язку з реконструкцією блоку ст. № 4 СбТЕС були виконані фірмою розробником проекту реконструкції блоку "Mgengineering Lurgi Lentjes" і були отримані струми КЗ 31,187 кА при «найгірших випадках» роботи. Після керівництво СбТЕС доручив виконати розрахунки режимів самозапуску електродвигунів і струмів КЗ Донецькому проектному інституту "Теплоелектропроект". У даній роботі величини струмів КЗ запропоновано визначати методами математичного моделювання схеми головних електричних з'єднань і системи електропостачання с.н. із застосуванням засобів обчислювальної техніки. щодо підвищення надійності роботи електричної частини СбТЕС.

Актуальність

Виконані на СбТЕС зміни в схемах головних електричних з'єднань і системи с.н. призвели до зміни величин струмів КЗ, що викликало необхідність перевірки електричного обладнання та струмопроводів в першу чергу четвертого енергоблоку

Мета

Метою досліджень є розрахунок струмів КЗ в системі в.п. ТЕС з використанням методів математичного моделювання з застосуванням ПЕОМ, засновані на матричних методах розрахунку багатовузлових електричних схем. Перевірка обладнання та струмопроводів за умовами дії цих струмів.

Зміст роботи

Схема електричних з'єднань СБТЕС на напругах 6 — 220 кВ, рис. 1, має велику кількість гілок (більше 300), вузлів (більше 200) і розрахункових точок КЗ (більше 100).

анимация состоит из 7 кадров с задержкой 80 мс между кадрами; количество циклов воспроизведения ограничено 5-ю

Рисунок 1. Эквівалентна схема СБТЕС (анімація складається з 7 кадрів з затримкою 80 мс між кадрами; кількість циклів відтворення обмежено 5-ма)

У зв'язку з тим, що секції с.н. енергоблоків напругою 6 кВ можуть отримувати живлення від трьох або чотирьох джерел (на СбТЕС це власні робочі ТВП і ПРТВП 301Т і 302Т), розрахунки струмів КЗ були роз'єднані на два етапи. Спочатку розрахунки виконувалися в схемі головних електричних з'єднань для з'ясування питання про найбільш потужному джерелі живлення секцій в.п. з боку головної схеми. Потім, розраховувалися струми КЗ власне для секцій в.п. з обраним максимальним джерелом і з урахуванням підживлення від електричних двигунів [1].
У роботі був застосований метод вузлових потенціалів у векторно-матричній формі запису. Його основне рівняння має вигляд

де Uu –; вектор шуканих напруг вузлів; Yu – квадратна матриця вузлових провідностей; Iu – вектор вузлових струмів.

Облік активних опорів всіх гілок розрахункової схеми дозволив автоматизувати знаходження постійних часу загасання апериодических складових струмів КЗ, а також заснованих на них значень ударних струмів КЗ, теплового імпульсу та ін [4].

Для автоматизації формування вихідних матриці Yu і вектора Iu застосовується допоміжна матриця опису гілок V. У кожному рядку цієї матриці для окремої гілки розрахункової схеми послідовно заносяться:

– Символьне позначення гілки;

– Символьне позначення вузла, з якого виходить ток гілки;

– Те ж, але для струму гілки, який входить у вузол;

– Комплексний опір гілки;

– Величина ЕРС активної гілки (системи, генератори, ЕД).

Оскільки в електричній схемі СбТЕС є декілька ступенів напруги (220, 110, 35 і 6 кВ), розрахунки струмів КЗ для СГЕС виконувалися на ПЕОМ за програмами розрахунку [5].

Результати розрахунку струмів КЗ від системи і генераторів в СГЕС і системи в.п. 6 кВ

Спочатку були виконані розрахунки струмів КЗ для СГЕС і системи робочого та резервного електропостачання с.н. 6 кВ СбТЕС без урахування підживлення від ЕД.

Результати розрахунку сумарних початкових значень періодичних складових струмів КЗ від усіх джерел енергії (енергосистем і генераторів) (крім підживлення від ЕД), а також величини максимальних теплових імпульсів струмів КЗ для секцій с.н. напругою 6 кВ першої черги станції, секцій с.н. всіх енергоблоків СбТЕС, а також нових секцій котлоагрегату з АЦКШ наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Сумарні значення струмів і теплових імпульсів КЗ на секціях в.п. енергоблоків

Місце КЗ

Джерело і величина КЗ

струм від ТВП, кА

струм від ПРТВП, кА

ударне миттєве значення, кА

теплової імпульс максимального струму КЗ, кА с

в.п. першої черги ЕС

за 20Т

 

15,56

40,0

53,15

за 21Т

 

 

 

 

існуючі в.п. енергоблоків (живлення від 301Т)

13,5

19,3

50,9

88,7

13,2

18,5

48,75

81,3

13,5

17,8

46,8

74,8

-

17,1

45,0

71,0

15,5

16,5

43,3

63,9

16,0

15,75

41,3

55,9

існуючі в.п. енергоблоків (живлення від 302Т)

10А

13,4

16,5

43,6

65,6

11А

13,4

17,1

45,3

71,0

12А

13,75

17,8

47,1

77,1

13А

13,6

18,5

 

84,0

Нові секції котлоагрегату з АЦКШ

4BBA

 

18,75

49,1

56,9

4BBB

 

18,74

49,0

56,7

Як видно з табл. 1 в більшості випадків (крім блоку ст. № 9) струм КЗ від системи з боку резервних джерел перевищує струм КЗ від робочих джерел. Таким чином, максимальні струми КЗ від системи були обрані як основних для проведення подальших розрахунків. За цим максимальним струмів КЗ в цій же таблиці (див. табл.1) були розраховані ударні миттєві струми КЗ і їх теплові імпульси для розрахунку термічної стійкості обладнання і струмопроводів.

Результати перевірки обладнення і струмопроводів системи власних потреб

Сумарні значення струмів КЗ та їх складових складаються з струмів КЗ від системи і генераторів і струмів КЗ підживлення від ЕД. Підсумовування проведемо за окремими складовими струмів КЗ [2].

2.1. Здатність відключення вимикачів вічко ЗРП 6 кВ

Дані перевірки відключає здібності вимикачів осередків ЗРП системи в.п. 6 кВ наведені в таблиці 2.

Таблиця 2. Результати перевірки вимикачів осередків ЗРП фідерів в.п. 6 кВ енергоблоків ст.№ 4– 13

Секція в.п. 6 кВ

Періодична складова

Аперіодична складова

Int розрахкА

IвідклкА

iперев%

iаt расчкА

BIвідкл,кА

iперев,%

4 А
5 Б
6 Б
8 Б
9 Б
10 Б
11 Б
12 Б
13 Б

23,96
20,7
20
18,6
18,2
18,9
19,2
20,05
20,5

31,5
20
20
20
20
20
20
20
20

-
3,5
-
-
-
-
-
0,25
2,5

14,8
6
5,7
5,1
3,1
5,97
6,2
6,6
6,9

10,1
1,74
1,74
1,74
1,74
1,74
1,74
1,74
1,74

--
14.7
10.5
2,1
--
6,5
8.5
13.7
16.7

1 черга

15,6

20

-

2,3

1,74

--

Як видно з табл. 2, по відключає здібності вимикачі осередків ЗРП фідерів в.п. 6 кВ енергоблоків і в.п. 1 черги станції (крім осередків в.п. 4 енергоблоки і в.п. 1 черги ТЕС) знаходяться або на граничному значенні, або перевищують його (максимум до 16,7%).

2.2. Динамічна стійкість осередків ЗРП 6 кВ

Дані перевірки по динамічній стійкості осередків ЗРП наведені в таблиці 3.

Таблиця 3. Результати перевірки вимикачів осередків ЗРП фідерів в.п. 6 кВ енергоблоків і в.п. 1 черги ТЕС

Секції
в.п. 6 кВ

 

4 А

 

5 Б

 

6 Б

 

8 Б

 

9 Б

 

10 Б

 

11 Б

 

12 Б

 

13 Б

в.п.1-ой черги

iуд,кА

76,4

73,1

71,4

67,2

64,9

69,9

69

72,4

70,9

40

iдоп

82

52

52

52

52

52

52

52

52

52

%

-

40,6

37,7

29

24,8

34,4

32,7

39,2

36,3

-

Як видно з табл. 3, на всіх енергоблоках, крім реконструйованого ст. № 4 і в.п. першої черги, осередки ЗРП фідерів приєднань, які відходять є динамічно нестійкими і вимагають заміни на більш потужні з відключає здатністю 31,5 кА. Сказане відноситься і до самої комірці, і до її вимикача, і до вимірювальних трансформаторів струму.

2.3. Перевірка на термічну стійкість

Дані перевірки на термічну стійкість вимикачів осередків ЗРП і кабелів фідерів наведені в таблиці 4.

Таблиця 4. Результати перевірки вимикачів осередків ЗРП в.п. 6 кВ та виходять кабелів на термічну стійкість

Секція в.п. 6 кВ

Розрахункове Bk, kA

Bkдоп.вічко, kA2*c

Мінімальний перетин кабелю,

от С

от ЭД

4 А
5 Б

88,7
81,3

9,1
8,2

97,8
89,5

2976,7
2000

110
105

6 Б
8 Б

74,8
63,9

8,4
7,9

83,2
71,8

2000
2000

101,3
94,1

9 Б
10 Б

55,9
65,6

7,9
9,6

63,8
75,2

2000
2000

88,8
96,4

11 Б
12 Б

71,0
77,1

7,8
8,9

78,8
86,0

2000
2000

98,6
103

13 Б
1 черга

84,0
53,2

6,6
-

90,6
53,2

2000
2000

105,8
81

Як видно з даних табл. 4, перетину кабелів 3·70мм2 повинні бути замінені на великі по перерізу 3·95мм2 і навіть 3·120мм2. Термічна ж стійкість осередків ЗРП задовільна.

Висновок

Виходячи з отриманих струмів КЗ після установки котлоагрегату АЦКШ і установкою нового ПРТВП показало, що велика частина обладнання яке було встановлено до цього, не проходить по допустимих показника перевірки:

– Відключає здібності вимикачів осередків ЗРП;

– Динамічної стійкості.

Дослідження були проведені без урахування опору кабелів і не по конкретизованим станційним даними.

При написанні даного автореферату магістерська робота ще не завершена. Дата остаточного завершення роботи: грудень 2011 Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його наукового керівника після зазначеної дати.

Література

  1. Крючков И.П., Неклепаев Б.Н., Старшинов В.А. Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования. М.: Академия, 2006.
  2. Небрат И. Л. Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ: Учебное пособие. – Петербургского энергетического института повышения квалификации руководящих работников и специалистов. Минэнерго РФ. 2001.
  3. Голубев М.Л. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4 – 35кВ. – 2 – е издание переработанное и дополненное. – М.: Энергия, 1980.
  4. Мельников Н. А. Матричный метод анализа электрических цепей. Изд. 2 – е, перераб. и доп., М., "Энергия", 1972.
  5. Сивокобыленко В. Ф., Костенко В. И. Математическое моделирование электродвигателей собственных нужд электрических станций. Учебное пособие. – Донецк: ДПИ, 1979. – 110с.
  6. Переходные процессы в системах электроснабжения собственных нужд электростанций: Нуч. пособие/ Сивокобыленко В.Ф., Дебедев В.К – Донецк: ДонНТУ, 2002 – 136 с.
  7. Усов С. В. , Кантан В.В. , Кизеветтер Е.Н. , Михалёв Б.Н. , Черновец А.К. Электрическая часть электростанций. Учебник для ВУЗов.Л., Энергия,1977.
 
     
Резюме | Біографія