Выбор схемы развития районной электрической сети (стр. 7 из 18)
Таким образом, анализ установившихся режимов наилучшего варианта развития сети позволяет сделать вывод о том, что качество электроэнергии в выбранном варианте соответствует ГОСТ и дополнительных средств регулирования напряжения не требуется.
5. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.
Расчёт токов короткого замыкания (ТКЗ) выполняется для обоснования выбора оборудования подстанций и средств релейной защиты и автоматики.
При расчёте ТКЗ обычно используются следующие допущения:
- Не учитываются токи нагрузок, токи намагничивания трансформаторов, ёмкостные токи линий электропередач;
- Не учитываются активные сопротивления генераторов;
- Трёхфазная сеть рассматривается, как строго симметричная.
Схема замещения для расчёта ТКЗ составляется по расчётной схеме электрической сети. Все элементы сети замещаются соответствующим сопротивлением и указываются ЭДС источников питания. Затем схема сети сворачивается относительно точки КЗ, источники питания объединяются и находится эквивалентная ЭДС схемы Еэкв и результирующее сопротивление сети от источников питания до точки КЗ Zэкв. По найденным результирующим ЭДС и сопротивлению находится периодическая составляющая суммарного тока короткого замыкания:
(5.1)Ударный ток короткого замыкания определяется как
(5.2),где
- ударный коэффициент, который составляет 
(табл.5.1).Расчёт ТКЗ выполняется для наиболее экономичного варианта развития электрической сети (вариантI рис.2.1) с установкой на подстанции 10 двух трансформаторов ТРДН-25000/110. Схема замещения сети для расчёта ТКЗ приведена на рис. 5.1. Синхронные генераторы в схеме представлены сверхпереходными ЭДС и сопротивлением
(для блоков 200МВт равным 0,19о.е. и приведёнными к номинальному генераторному напряжению 15,75кВ). Параметры трансформаторов в расчётной схеме приведены к номинальному высшему напряжению, параметры линий электропередач определены по удельным сопротивлениям соответствующих сетей.Определение периодической составляющей суммарного тока КЗ выполняется с использованием комплекса программы «TKZ3000» . Основные результаты расчёта токов приведены в таблице 5.1 и в приложении I-2.
Таблица 5.1
Токи трёхфазного короткого замыкания.
| Режим | Точка КЗ | Uном, кВ | Jmax, кА | Jуд, кА |
| 1. Параллельная работа трансформаторов с высокой и низкой стороны. | 10 15 | 110 10 | 4.152 16.349 | 10.082 39.698 |
| 2. Раздельная работа трансформаторов. | 10 15 | 110 10 | 4.152 9.957 | 10.082 24.177 |
| 3. Параллельная работа трансформаторов с высокой и низкой стороны, питание по одной ЛЭП. | 10 15 | 110 10 | 3.377 15.119 | 8.200 36.712 |
| 4. Раздельная работа трансформаторов по низкой стороне и параллельная работа трансформаторов по высокой стороне, питание по одной ЛЭП. | 10 15 | 110 10 | 3.377 9.489 | 8.200 23.041 |
6. ГЛАВНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.
6.1. Основные требования к главным схемам распределительных устройств.
Главная схема (ГС) электрических соединений энергообъекта – это совокупность основного электротехнического оборудования, коммутационной аппаратуры и токоведущих частей, отражающая порядок соединения их между собой.
В общем случае элементы главной схемы электрических соединений можно разделить на две части:
- Внешние присоединения (далее присоединения);
- Генераторы, блоки генератор-трансформатор, линия электропередач, шунтирующие реакторы;
- Внутренние элементы, которые в свою очередь можно разделить на:
Схемообразующие - элементы, образующие структуру схемы (коммутационная аппаратура – выключатели, разъединители, отделители и т.д., и токоведущие части – сборные шины, участки токопроводов, токоограничивающие реакторы);
- Вспомогательные – элементы, предназначенные для обеспечения нормальной работы ГС (трансформаторы тока, напряжения, разрядники и т.д.).
Тенденция концентрации мощности на энергетических объектах остро ставит задачу проблемы надёжности и экономичности электрических систем (ЭЭС) в целом и в частности, проблему создания надёжных и экономичных главных схем электрических соединений энергообъектов и их распределительных устройств (РУ).
Благодаря уникальности объектов и значительной неопределённости исходных данных процесс выбора главной схемы – всегда результат технико-экономического сравнения конкурентно способных вариантов, цель которого – выявить наиболее предпочтительный из них с точки зрения удовлетворения заданного набора качественных и количественных условий. Учёт экономических, технических и социальных последствий, связанных с различной степенью надёжности ГС, представляет в настоящее время наибольшую сложность этапа технико-экономического сравнения схем. Это связано, в первую очередь, с недостаточностью исходных данных (особенно статистических характеристик надёжности), сложностью формулирования и определения показателей надёжности ГС в целом и ущербов от недоотпуска электроэнергии и от нарушений устойчивости параллельной работы ЭЭС.
Основные назначения схем электрических соединений энергообъектов заключается в обеспечении связи присоединений между собой в различных режимах работы. Именно это определяет следующие основные требования к ГС:
- Надёжность – повреждение в каком-либо Присоединении или внутреннем элементе, по возможности, не должны приводить к потере питания исправных присоединений;
- Ремонтопригодность – вывод в ремонт, какого либо Присоединения или внутреннего элемента не должны, по возможности, приводить к потере питания исправных присоединений и снижению надёжности их питания;
- Гибкость – возможность быстрого восстановления питания исправных присоединений;
- Возможность расширения – возможность подключения к схеме новых присоединений без существенных изменений существующей части;
- Простота и наглядность – для снижения возможных ошибок эксплуатационного персонала;
- Экономичность – минимальная стоимость, при условии выполнения выше перечисленных требований.
Анализ надёжности схем электрических соединений осуществляется путём оценки последствий различных аварийных ситуаций, которые могут возникнуть на присоединениях и элементах ГС. Условно аварийные ситуации в ГС можно разбить на три группы:
- аварийные ситуации типа «отказ» - отказ какого-либо Присоединения или элемента ГС, возникающий при нормально работающей ГС;
- аварийные ситуации типа «ремонт» - ремонт какого-либо Присоединения или элемента ГС;
- аварийные ситуации типа «ремонт+отказ» - отказ какого-либо Присоединения или элемента ГС, возникающий в период проведения ремонтов элементов ГС.
Все известные в настоящее время ГС основаны на следующих принципах подключения присоединений:
- присоединение коммутируется одним выключателем;
- присоединение коммутируется двумя выключателями;
- присоединение коммутируется тремя и более выключателями;
В настоящее время разработано минимальное количество типовых схем РУ, охватывающих большинство встречающихся в практике случаев проектирования ПС и переключательных пунктов и позволяющих при этом достичь наиболее экономичных унифицированных решений. Для разработанного набора схем РУ выполняются типовые проектные решения компоновок сооружений, установки оборудования, устройств управления, релейной защиты, автоматики и строительной части ПС.
Применение типовых схем является обязательным при проектировании ПС. Применение нетиповых схем допускается при наличии соответствующих технико-экономических обоснований.
Проектирование схем РУ ПС сводится к выбору схемы из числа типовых в соответствии с правилами их применения.
6.2. Выбор схемы распределительного устройства высокого напряжения (РУВН).
К РУВН проектируемой подстанции подключаются две ВЛ и два трансформатора.
Подстанция относится к классу тупиковых подстанций. Для данного класса напряжения, набора внешних присоединений и мощности трансформаторов, с учётом того, что применение отделителей в условиях холодного климата не рекомендуется, принимаем к установке на проектируемой подстанции схему два блока линия трансформатор с неавтоматической перемычкой. (рис.6.1).
В нормальном режиме все коммутационное оборудование включено, за исключением разъединителей QS7 в ремонтной перемычке. ВЛ W1, W2 – линии, связывающие проектируемую подстанцию с энергосистемой.
Рассмотрим последствия аварийных ситуаций в данной схеме:
Отказ одного из трансформаторов (предположим Т1). При КЗ в Т1 происходит отключение выключателя Q1, питание потребителей подстанции осуществляется через Т2 с учётом его перегрузочной способностью.