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