4.2 Вариант второй

Составляем таблицу 6 по капитальным затратам для второго варианта.

Таблица 6 – Капиталовложения по второму варианту

Наименование оборудования	Кол–во	Стоимость млн.тнг.		Суммарная стоимость, млн.тнг
АОДЦТН-167000/500/220	4	309/3	1,3	535,6
ТДЦ-400000/500	3	209	1,3	815,1
ТДЦ-400000/220	5	194,5	1,3	1264,25
ОРУ 500 кВ (ВНВ-500-40/3200-У1)	4	317,6х500		635,2
ОРУ 220 кВ (У-220-2000-25У1)	6	92,4х500		277,2
Итого				3527,35

Определим стоимость потерь энергии на амортизационные отчисления и на обслуживание, в структурных схемах по выражениям (13), (14)

млн.тнг;

млн.тнг.

Стоимость потерь энергии для первого варианта составляют по (12)

млн.тнг.

Суммарные издержки составляют

И= 225,75+70,547+580,511=876,808 тыс.тнг.

По формуле (4.1) находим минимум приведенных затрат

З₂=3527,35·0,12+876,808=1300,9 млн.тнг.

Определим разницу между двумя вариантами

; (15)

.

На основании проведенного технико-экономического расчета был принят 2 вариант с меньшими затратами.

5 Расчет токов короткого замыкания

При выборе проводников и аппаратов за расчетный аварийный режим принимают режим короткого замыкания.

Определяем количество воздушных линий связывающих электростанцию и систему. Согласно [1, т. 1.20]  пропускная способность воздушных линий 500 кВ составляет 700-900 МВт. Количество линий определяем по выражению

, (16)

где Р_max – максимальный переток мощности в систему, МВт

Р_доп – набольшая передаваемая мощность на одну цепь, МВт.

линии.

Расчёт токов короткого замыкания производим в относительных единицах.

Согласно [2, с. 238] Э.Д.С. генераторов принимаем Е_г=1.13 а Э.Д.С. системы Е_с=1.

Приведем расчетную схему станции, рисунок 9.

Рисунок 9 – Расчетная схема станции

Для определения токов короткого замыкания составляем схему замещения, рисунок 10.

Рисунок 10 – Схема замещения

Далее производим расчёт сопротивлений схемы замещения.

Формула для определения сопротивления линий имеет вид

, (17)

где х_уд – удельное сопротивление линий принимается провод марки 3хАС-300/66 с х_уд = 0,31 Ом/км;

L – длина линии, км;

S_б – базовая мощность, МВА;

U_ср – среднее напряжение в месте установки данного элемента.

.

Сопротивление трансформаторов вычисляется по выражению

, (18)

где u_к% – напряжение короткого замыкания трансформатора;

S_ном.тр – номинальная мощность трансформатора, МВА.

Определяем сопротивление блочного трансформатора ТДЦ-400000/500 и ТДЦ-400000/220 по формуле (13)

;

.

Для автотрансформатора АОДЦТН-167000/500/220 определим напряжение короткого замыкания по выражению

u_к =0,5 (u_кв-с+u_кв-н-u_кс-н); (19)

u_кв =0,5 (11+35-21,5)=12,25 %.

Сопротивление автотрансформатора связи определяем по (18)

.

Сопротивление системы определяется выражением

; (20)

.

Сопротивление генератора определяется по выражению

, (21)

где Х_d^” – сверхпереходное сопротивление генераторов по [1, таблица 2.1];

S_{ном.ген} – полная мощность генератора, МВА.

.

Преобразуем схему замещения относительно точки короткого замыкания на ОРУ 220 кВ.

;

;

.

Представим эквивалентируемую схему замещения для точки К1, рисунок 11.

Рисунок 11 – Схема замещения для точки К1

Производим дальнейшее преобразование

;

;

.

После преобразования схема имеет следующий вид, рисунок 12.

Рисунок 12 – Преобразованная схема замещения

Токи короткого замыкания в именованных единицах для системы и генератора определяются по следующим выражениям

; (21)

. (22)

Базисный ток определяется следующим выражением

, (23)

кА.

Определяем токи по выражениям (21), (22)

Определяем суммарное значение Iпо(К1)

Iпо(К1)=Iпос+Iпо,г.экв=2,141+21,48=23,621 кА.

Определяем значение ударного тока по формуле

iуд= Iпо Ку , (24)

где k_у – ударный коэффициент, , [2, т. 3.8, с.150].

.

Расчет в точке К2 в цепи собственных нужд 6 кВ. Принимаем рабочий ТСН типа ТРДНС-25000/35 по [2].

Определим сопротивление трансформатора собственных нужд

= ;

.

Определим сопротивление трансформатора собственных нужд по (19)

;

.

Представим схему замещения для К2, рисунок 13.

Рисунок 13 – Схема замещения для точки К2

Произведем преобразование схемы относительно точки К2.

;

;

Представим эквивалентную схему замещения для точки К2 на рисунке 14.

Рисунок 14 – Эквивалентная схема замещения для точки К2

Производим дальнейшее преобразование схемы

;

Х10=Х_тсн(ВН)+Х_тсн(НН)=0,524+7,348=7,872.

Производим эквивалентирование ЭДС

Представим эквивалентную схему замещения для точки К2 на рисунке 15.

Рисунок 15 – Эквивалентная схема замещения для точки К2

Преобразуем ветви Х9, Хг8 и Х₁₀

;

.

Представим окончательную схему замещения, рисунок 16.

Рисунок 16– Преобразованная схема замещения для точки К2

Определим по формуле (23) базисный ток короткого замыкания

.

Значения токов по ветвям согласно (21)

;

.

Определим ток от подпитки двигателей

кА.

Суммарное значение короткого замыкания

I_по(К2)=7,21+5,473+10,41=23,093 кА.

Определяем значение ударного тока по формуле (23)

i_уд = 7,21 1,83+ 5,473 1,977+ 10,41 1,65=58,25 кА.

Расчет в точке К3 в цепи генератора. Представим схему замещения для точки К3, рисунок 17.

Рисунок 17 – Схема замещения для точки К3

Определим по формуле (23) базисный ток короткого замыкания

.

Значения токов по ветвям согласно (21)

;

.

6 ВЫБОР КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ

Выбор коммутационных аппаратов на ОРУ 220 кВ. Для выбора коммутационных аппаратов на 220 кВ, необходимо определить токи продолжительного режима в цепях блока, трансформатора связи и линии.

Определим рабочий максимальный ток блока генератор-трансформатор по формуле

(25)

где - номинальная мощность турбогенератора, кВт;

- номинальное напряжение генератора, кВ.

.

Определим рабочий максимальный ток трансформатора связи по выражению

(26)

где - максимальный переток по обмотке СН автотрансформатора связи, .

.

Определяем количество воздушных линий на 220 кВ по (16)

линий.

Определим рабочий максимальный ток линии по формуле

(27)

.

За расчетное значение тока принимаем ток блока равный

На ОРУ 220 кВ принимаем к установке выключатели типа ВГБУ-220 и разъединители типа РГН-220/2000УХЛ1.

При проверке коммутационных аппаратов принимаем токи короткого замыкания для точки К1.

Выполняем проверку на термическую стойкость

. (28)

Определим импульс квадратичного тока по выражению

×( ), (29)

где I_п0 – ток короткого замыкания , кА;

t_откл=0.2 сек, по [2, рисунок 3.61, с.210].

.

Паспортные данные коммутационных аппаратов сведем в таблицу 7.

Таблица 7 – Расчетные и паспортные данные

Условие выбора	Расчетные данные	Паспортные данные
		Выключатель ВГБ-220		Разъединитель РГН-220.II/2000У1
	220 кВ	220 кВ		220 кВ
	926,23 А	2000 А		2000А
	23,621 кА	40 кА		-
	23,621 кА	40 кА		-
	65,25 кА	102 кА		100 кА

Т.к. расчетные данные меньше, чем каталожные, то по условию выбора выключатели и разъединители подходят.

7 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ ГЕНЕРАТОРА

7.1 Выбор измерительных трансформаторов тока

Измерительные трансформаторы предназначены для уменьшения первичных токов и напряжений до значений наиболее удобных для измерения. Измерительные трансформаторы обеспечивают безопасность работающих, так как цепи высшего и низшего напряжения разделены а так же позволяет унифицировать конструкцию приборов и реле. Участок от выводов генератора до стены турбинного отделения выполнен комплектным токопроводом. По [1, с. 540, т.9.13] для генераторов 300 МВт принимаем трансформаторы тока встроенные в комплектный экранированный токопровод типа ТЭН-Е-20-11200-400. В принятый токопровод встраиваются трансформаторы тока типа ТШ-20-12000/5.

Трансформаторы тока выбираются по номинальному напряжению электроустановки и первичному номинальному току по условиям

(30)

(31)

Проверка трансформаторов тока производится по вторичной нагрузке

. (32)

Определим рабочий максимальный ток генератора по выражению (25)

А

Произведем проверку ТШ-20-12000/5.

Составим таблицу с перечислением КИП подключенных к трансформатору тока, в соответствии с [2, таблица 4.11].

Таблица 8 – Подсчет вторичной нагрузки

Прибор	Тип	Нагрузка, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0.5	0.5	0.5
Ваттметр	Д-335	0.5	-	0.5
Варметр	Д-335	0.5	-	0.5
Счетчик активной энергии	САЗ-И674	2.5	-	2.5
Амперметр регистрирующий	Н-394	-	10	-
Ваттметр регистрирующий	Н-395	10	-	10
Датчик активной мощности	Е-849	1	-	1
Датчик реактивной мощности	Е-830	1	-	1
Итого		16	10,5	16

Из таблицы 8 видно что наиболее загружены фазы А и В.

Произведем проверку по самым загруженным фазам А или С, поэтому определим сопротивление КИП подключенных ко вторичной обмотке трансформатора тока по выражению

(33)

где - мощность наиболее загруженной фазы, ВА;

- вторичный номинальный ток трансформатора тока, А.

Ом.

Расчетная вторичная нагрузка трансформатора тока определяется

(34)

где - номинальная вторичная нагрузка трансформатора тока в требуемом классе точности, Ом;

– сопротивление контактов, принимаем равным 0,1, т.к. количество приборов в цепи более трёх, согласно [2].

Определим допустимое сопротивление проводов

Ом.

Принимаем схему соединения трансформатора тока полная звезда, поэтому по [2, страница 375]. В качестве соединительных проводов принимаем кабель с медными жилами.

(35)

где -удельное сопротивление материала провода с медными жилами принимают равным в соответствии с указаниями [2, с. 374];

- расчетная длина соединительных проводов.

мм².

Согласно [4] по условию прочности сечение должно быть не менее 2.5мм² для медных жил. Принимаем q_ном=2.5 мм².

Пересчитаем сопротивление соединительных проводов

(36)

где - стандартное сечение жилы кабеля, .

Определим действующую нагрузку вторичной обмотки ТТ

(37)

Ом.

Проверка трансформатора тока на термическую стойкость

; (38)

;

. кА²·с.

Трансформаторы тока типа ТШ-20-12000/5/5 не проверяются на электродинамическую стойкость, так как его стойкость определяется стойкостью шинной конструкции.

Расчетные и паспортные данные выбора трансформаторов тока приведем в таблице 9.

Таблица 9 – Условия выбора

Условия выбора	Расчетные данные	Паспортные данные
Uуст Uном	20 кВ	20 кВ
Iраб.максI1ном	10188 А	12000 А
z2z2/	1,02 Ом	1,2 Ом
Класс точности	0,5	0,5
	27279,8 кА2·с	76800 кА2·с