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)

4А

13,5

19,3

50,9

88,7

5А

13,2

18,5

48,75

81,3

6А

13,5

17,8

46,8

74,8

7А

-

17,1

45,0

71,0

8А

15,5

16,5

43,3

63,9

9А

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