Мероприятия по повышению коэффициента запаса по апериодической статической устойчивости в послеаварийном режиме.

Для двухцепных ЛЭП в послеаварийном режиме для увеличения коэффициента запаса по апериодической статической устойчивости устанавливают переключательные пункты (ПП).

Рассмотрим установку одного ПП на середине участка «ПС–Система»:

Рис. 8 Схема второго варианта электропередачи с установленным ПП

Параметры эквивалентных четырехполюсников на участках до и после ПП:

Параметры эквивалентного четырехполюсника для всей электропередачи:

Собственное сопротивление:

Взаимное сопротивление:

Максимальная мощность, которую возможно передать по рассматриваемой электропередаче:

Коэффициент запаса электропередачи по апериодической статической устойчивости:

Таким образом, установка одного ПП повышает коэффициент запаса по апериодической статической устойчивости до 22,53%. Коэффициент запаса больше нормируемого (8%).

4. Выбор схемы электрических соединений РУ станции и промежуточной подстанции, основного оборудования и компенсирующих устройств

1. Выбор оборудования и схему РУ электростанции.

По [1, табл. 5.1] выбираем тип турбогенератора ТВВ-160 -2:

Установленная мощность КЭС:

Максимальная мощность, отпускаемая с шин ЭС в режиме наибольших нагрузок:

Мощность, выдаваемая ЭС в другом направлении, в том числе местная нагрузка, составляет 330 МВт. Ввиду этого, необходимо предусмотреть наличие дополнительного РУ другого класса напряжения, для осуществления выдачи мощности ЭС в другом направлении (в том числе и на местную нагрузку).

Для выдачи 330 МВт активной мощности в другом направлении предусмотрим 2 ВЛ 220 кВ. В таком случае необходимо предусмотреть РУ СН 220 кВ на электростанции. Если на электростанции имеется распределительное устройство среднего напряжения (220 кВ), куда подключены линии, питающие местную или близко расположенную нагрузку, целесообразно часть генераторов электростанции через соответствующие трансформаторы подключить к шинам среднего напряжения. Связь шин высшего и среднего напряжений осуществляется через автотрансформаторы.

Подключим к РУ 220 кВ 2 генератора ТВВ-128-2. Остальные 8 генераторов ТВВ-128-2 подключаются к РУ 500 кВ.

Вариант I и II. Номинальное напряжение на участке ЭС–ПС 500 кВ. Примем напряжение РУ СН (на местную нагрузку) 220 кВ. Руководствуясь соображениями о надежности электроснабжения местной нагрузки, в составе которой подразумевается наличие всех трех категорий, и, учитывая, что натуральная мощность линий 220 кВ составляет 140 МВт, принимаем две отходящих с шин ОРУ 220 кВ линии для электроснабжения местной нагрузки 330 МВт.

Мощность одного блока:

Принимаем по [1, табл. 5.26] трехфазный трансформатор на каждый блок, соединенный с ОРУ 500 кВ, типа ТДЦ-250000/500. Каталожные данные трансформатора приведены в табл. 11.

Таблица 12. Каталожные данные ТДЦ-250000/500

250			250	600	13	0,45	2,65	143	1125

Принимаем по [1, табл. 5.26] трехфазный трансформатор на каждый блок, соединенный с ОРУ 220 кВ, типа ТДЦ-200000/220. Каталожные данные трансформатора приведены в табл. 12.

Таблица 12. Каталожные данные ТДЦ-250000/500

250			200	580	11	0,65	7,7	190,5	208

Итого получаем:

- 12 присоединений на ОРУ 500 кВ (8 от блоков электростанции + 2 от линий 500 кВ + 2 от АТ 500/220);

- 6 присоединений на ОРУ 220 кВ (2 от блоков электростанции + 2 от линий 220 кВ + 2 от АТ 500/220).

Согласно [3] при количестве присоединений более четырех на электростанции следует использовать схемы 4(3) выключателя на 3(2) присоединения. Для 12 присоединений на ОРУ 500 кВ подходит схема 4/3 – четыре выключателя на три присоединения.

Согласно [4] для РУ 220 кВ наиболее рекомендованы к применению схемы типа «многоугольник». Применение секционированных систем шин с обходной требуют соответствующих экономических обоснований. Выберем в качестве схемы ОРУ 220 кВ схему шестиугольник.

Рис. 9 Схемы распределительных устройств КЭС

2. Выбор схем распределительных устройств и оборудования для промежуточной подстанции.

Вариант I.

Согласно [3] для распределительных устройств высшего напряжения на промежуточной подстанции при совпадающих напряжениях участков и сравнительно большой распределяемой мощности, отбираемой с шин высшего напряжения (в нашем случае 440 МВт из 950 МВт), рекомендуется к применению схема «трансформаторы – шины» с присоединением линий через два выключателя, а также схемы типа многоугольник.

Для 7 присоединений на ОРУ 500 кВ (2 приходящих ВЛ 500 кВ участка ЭС-ПС, 1 отходящая ВЛ 500 кВ участка ПС-Система, 2 шунтирующих реактора РТУ 180000/500, 2 АТ 500/220 кВ) наиболее оптимальной для использования является схема «трансформаторы-шины», так как схемы многоугольника используются для количества присоединений до 6 (схема «шестиугольник»). Схема РУ 500 кВ промежуточной ПС представлена на рисунке 10.

Рис. 10 Схема ОРУ 500 кВ на промежуточной ПС

Номинальное среднее напряжение промежуточной подстанции – 220 кВ. Общая максимальная нагрузка ПС – 440 МВт, причем 90%, т.е. 396 МВт приходится на среднее напряжение. Нагрузку в 396 МВт могут обеспечить либо 3 загруженные ВЛ 220 кВ, либо 4 недогруженные ВЛ 220 кВ. При строительстве загруженных линий необходимо предусматривать возможность расширения распределительного устройства среднего напряжения при росте нагрузки на перспективу, т.е необходимо строительство секционированных систем шин с обходной (так как в состав нагрузки входят потребители I категории), что, согласно [4] требует экономического обоснования.

Другим вариантом может послужить строительство 4 недозагруженных (100 МВт на 1 ВЛ при натуральной мощности 130 МВт) ВЛ 220 кВ. Тогда отсутствует необходимость в расширении РУ, так как маловероятно, что нагрузка на РУ СН вырастет более, чем на 240 МВт при текущих 440 МВт (1 ВЛ 220 кВ имеет предельную пропускную способность 160-170 МВт, т.е. 4 ВЛ обеспечивают запас в 240 МВт для роста нагрузки).

Для 6 присоединений на ОРУ 220 кВ (4 ВЛ 220 кВ + 2 АТ 500/220) может использоваться схема «шестиугольник», наиболее рекомендуемая [4] в качестве схемы РУ 220 кВ. При этом резко сокращается число выключателей 220 кВ на РУ СН по сравнению со схемами с обходной системой шин, что приводит к снижению капиталовложений в строительство промежуточной ПС. Схема ОРУ 220 кВ представлена на рисунке 11.

Рис. 11 Схема ОРУ 220 кВ промежуточной ПС

В качестве схемы РУ 10 кВ, от которого питается нагрузка, применяется типовая (КРУН) [3], количество отходящих линий от его шин определяется, исходя из нагрузки в 3–4 МВА на одну линию. Регулирование напряжения на этих шинах осуществляется линейными регулировочными трансформаторами (ЛРТ). Синхронные компенсаторы на промежуточной ПС отсутствуют.

Коэффициент мощности на шинах подстанции приемной системы – 0,91.

Активная нагрузка на стороне НН (10 кВ):

Полная мощность, приходящаяся на РУ 10 кВ промежуточной ПС:

Если принять, что на одну отходящую линию приходится 3,5 МВА мощности, то число отходящих от РУ НН присоединений:

Схема РУ 10 кВ промежуточной ПС изображена на рисунке 12.

Рис. 12 Схема ОРУ 10 кВ промежуточной ПС

Перейдем к выбору трансформаторного оборудования для промежуточной подстанции: автотрансформаторов и линейных регулировочных трансформаторов.

Активная нагрузка на стороне СН (220 кВ):

Нагрузка ПС на стороне НН (220 кВ):

Необходимая мощность АТ 500/220 кВ:

1-ое условие:

2-ое условие:

По [1, табл. 5.22] выбираем для установки на промежуточную подстанцию две однофазных автотрансформаторных группы 2×(3×АОДЦТН-167000/500/220).

Параметры автотрансформаторов приведены в таблице 13.

Таблица 13. Параметры 3×АОДЦТН-167000/500/220

Каталожные данные

Расчетные данные

ВН

СН

НН

ВН-СН

ВН-НН

СН - НН

ВН

СН

НН

ВН

СН

НН

На подстанции с автотрансформатором необходима установка линейных регулировочных трансформаторов для обеспечения регулирования напряжения на шинах низшего напряжения. Их мощность выбирается по условию:

в котором коэффициент допустимой перегрузки линейных регулировочных трансформаторов в послеаварийном режиме работы принимается равным 1,4.

Устанавливаем по [1, табл. 5.26] линейный регулировочный трансформатор типа ЛТДН-40000/10. Каталожные данные трансформатора приведены в табл. 14.

Таблица 14. Каталожные данные ЛТДН-40000/10

		ПП*1	ПП 23	ПП*1		ПП 23	ПП*1		ПП 23			ПП*1		ПП 23
40		18,5	7	70		38	3,5		2,5	0,02-0,04		1400		1000

*-положение переключателя

Выбор компенсирующих устройств, необходимых для установки на промежуточной подстанции был осуществлен в пункте 2.3 (табл.10). По результатам балансирования реактивной мощности на промежуточной подстанции было принято решение об установке двух реакторов РТУ 180000/500.

Вариант II.

По причине несовпадения номинальных напряжений участков «ЭС-ПС» и «ПС-Система» промежуточная подстанция в варианте II должна иметь два распределительных устройства высшего напряжения – РУ 500 кВ и РУ 330 кВ.

Для 8 присоединений на ОРУ 500 кВ (2 приходящих ВЛ 500 кВ участка ЭС-ПС, 2 шунтирующих реактора РТУ 180000/500, 2 АТ 500/220 кВ, 2 АТ связи 500/330 кВ) наиболее оптимальной для использования является схема «трансформаторы-шины», так как схемы многоугольника используются для количества присоединений до 6 (схема «шестиугольник»).

Для 4 присоединений на ОРУ 330 кВ (2 АТ связи 500/330 кВ, 2 отходящих ВЛ 330 кВ) наиболее оптимальной для использования является схема «четырехугольник».

Схема распределительных устройств высшего напряжения (РУ 500 кВ, РУ 330 кВ) представлена на рисунке 13.

Рис. 13 Схема ОРУ 500 кВ и ОРУ 330 кВ промежуточной ПС

Выбор распределительных устройств среднего и низшего напряжения на промежуточной подстанции в варианте II абсолютно аналогичен выбору таковых в варианте I.

Перейдем к выбору трансформаторного оборудования для промежуточной подстанции: автотрансформаторов и линейных регулировочных трансформаторов.

Активная нагрузка на стороне СН (220 кВ):

Нагрузка ПС на стороне НН (220 кВ):

Необходимая мощность АТ 330/220 кВ:

1-ое условие:

2-ое условие:

По [1, табл. 5.22] выбираем для установки на промежуточную подстанцию два автотрансформатора 2×(3×АОДЦТН-167000/500/220).

Таблица 13. Параметры 3×АОДЦТН-167000/500/220

Каталожные данные

Расчетные данные

ВН

СН

НН

ВН-СН

ВН-НН

СН - НН

ВН

СН

НН

ВН

СН

НН

Выберем линейные регулировочные трансформаторы согласно условию 4.1:

Устанавливаем по [1, табл. 5.26] линейный регулировочный трансформатор типа ЛТДН-40000/10. Каталожные данные трансформатора приведены в табл. 14.

Таблица 16. Каталожные данные ЛТДН-40000/10

		ПП*1	ПП 23	ПП*1		ПП 23	ПП*1		ПП 23			ПП*1		ПП 23
40		18,5	7	70		38	3,5		2,5	0,02-0,04		1400		1000

*-положение переключателя

Выбор компенсирующих устройств, необходимых для установки на промежуточной подстанции был осуществлен в пункте 2.3 (табл.10). По результатам балансирования реактивной мощности на промежуточной подстанции было принято решение об установке двух реакторов РТУ 180000/500.

2. Выбор схем распределительных устройств и оборудования для подстанции приемной системы.

Вариант I.

Напряжение на шинах приемной станции (системы) 500 кВ. Электропередача на участке ПС – Система так же выполнена на номинальное напряжение 500 кВ. Установка дополнительного АТ связи не требуется. Но необходимо учесть в экономических расчетах стоимости выключателей, установленных на шинах приемной системы (1 выключатель 500 кВ).

Необходима установка компенсирующих устройств в виде двух синхронных компенсаторов КСВБ-100/11 (см. п. 2.3, табл. 10).

Вариант II.

Напряжение на шинах приемной станции (системы) 500 кВ. Электропередача на участке ПС – Система выполнена на номинальное напряжение 330 кВ. Требуется установка дополнительного АТ связи 330/500. Необходимо учесть в экономических расчетах стоимости выключателей, установленных на шинах приемной системы.

Необходима установка компенсирующих устройств в виде двух синхронных компенсаторов КСВБ-100/11 и двух компенсаторов КСВБ-50/11 (см. п. 2.3, табл. 10).

Таблица 17. Результаты выбора силового оборудования

		Вариант I	Вариант II
ЭС	ТР блоков 500 кВ	ТДЦ-250000/500	ТДЦ-250000/500
	ТР блоков 220 кВ	ТДЦ-200000/220	ТДЦ-200000/220
	ОРУ 500 кВ	4/3 (16 выкл.)	4/3 (16 выкл.)
	ОРУ 220 кВ	Шестиугольник (6 выкл.)	Шестиугольник (6 выкл.)
	АТ	2×(3×АОДЦТН-167000/500/220)	2×(3×АОДЦТН-167000/500/220)
	АТ связи		2×(3×АОДЦТН-167000/500/330)
	ЛРТ	ЛТДН-40000/10	ЛТДН-40000/10
	КУ
	ОРУ 500 кВ	Трансформаторы-шины (8 в.)	Трансформаторы-шины(10 в)
	ОРУ 330 кВ		Четырехугольник (4 выкл.)
	ОРУ 220 кВ	Шестиугольник (6 выкл.)	Шестиугольник (6 выкл.)
	ОРУ 10 кВ	Одна секционированная система шин (16 выкл.)	Одна секционированная система шин (16 выкл.)
С	АТ связи		2×(3×АОДЦТН-167000/500/330)
	КУ