РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ В СИСТЕМЕ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ С КОТЛОАГРЕГАТАМИ С ЦИРКУЛИРУЮЩИМ КИПЯЩИМ СЛОЕМ

Автор: Князева А.В., Павлюков В.А.

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 1 – Таблица Суммарные значения токов КЗ на секциях с.н. в кА

Рисунок 1 – Расчетные значения периодических составляющих токов КЗ в кА на секциях с.н. энергоблоков от ПРТСН 301Т (x), 302Т (ם ) и рабочих ТСН (-)