КЭС-800_1
.pdf
13
Рисунок 4.1 – Схема РП-220кВ КЕС (перший варіант)
Рисунок 4.2 – Схема РП-220кВ КЕС (другий варіант)
14
5 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ ВАРІАНТІВ
Найбільш загальним показником економічної ефективності прийнятих технічних рішень є мінімальні зведені витрати, які визначаються за формулою:
Ві = рН × Кі + Еі min |
(5.1) |
де рН = 0,12 – нормативний коефіцієнт ефективності капітальних витрат;
Кі - капітальні витрати (вартість обладнання та будівельно-монтажних робіт); Еі - вартість річних витрат на експлуатацію та витрати електроенергії;
і - 1, 2 – номер варіанта ТЕП.
Капітальні витрати визначаються за збільшеними показниками елементів які входять до складу технічного рішення [3]:
КΣ = КТ + КВВ + КСГ |
(5.2) |
Для першого варіанту (500+300) з врахуванням схеми електричних з’ єднань
(рисунок. 4.1):
КТ = 5800 + 3600 = 9400 тис. грн.
КВВ = 5 ×150 = 750 тис. грн.
КСГ = 13700 + 9000 = 22700 тис. грн.
КΣ1 = 32850 тис. грн.
Для другого варіанту (4×200) та відповідної схеми електричних з’ єднань (рисунок 4.2) будемо мати:
КТ = 4 × 3600 = 14400 тис. грн.
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
КВВ = 7 ×150 = 1050 тис. грн. |
|
||||||
КСГ = 4 × 5900 = 23600 тис. грн. |
|
|||||||
|
|
|
КΣ 2 = 39050 тис. грн. |
|
||||
Експлуатаційні витрати Еі мають три основні складові: |
вартість на |
|||||||
обслуговування та вартість втраченої електроенергії. |
|
|||||||
Перші дві складові визначаються у відсотках від капітальних втрат [3]. |
||||||||
|
|
|
|
|
Еі = |
а |
× КΣ , |
(5.3) |
|
|
|||||||
|
100 |
|
|
|||||
Е/ |
= |
8,4 |
|
×32850 = 2759,4 тис. грн. |
|
|||
|
|
|
||||||
1 |
100 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
Е2/ |
= |
8,4 |
× 39050 = 3280,2 тис. грн. |
|
||||
|
|
|||||||
|
100 |
|
|
|
|
|||
Вартість витрат електроенергії визначається за формулою:
Е W = β × DW |
(5.4) |
де β – середня питома вартість втрат 1кВт·год. електроенергії у системі
( β = 1,1грн/кВт·год.);
А - річні витрати електроенергії в елементах схем в трансформаторах.
Втрати активності електроенергії в генераторах і трансформаторах обчислюються за формулами:
|
|
|
|
η |
|
|
|
|
|
DWген |
= ∑ Рном. Г.i 1 |
- |
|
|
|
×τ |
н |
(5.5) |
|
100 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
DW |
= n × (DР |
х |
×Т |
м |
+ К 2 |
× DР |
к |
×τ |
м |
)×10−3 |
|
|
(5.6) |
||||||||||
|
Т |
|
Т |
|
|
|
|
|
|
ЗГ.і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
де Т м - кількість годин максимальних втрат. Для КЕС Т м =5500 ч. [3] |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
τ м |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тм |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,124 + |
|
|
|
|
×8760 |
|
|
|
(3.6) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5500 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
τ = 0,124 |
+ |
|
|
|
|
|
|
×8760 = 3979,5 г/рік |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
10000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Для першого варіанту втрати складають: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
98,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
98,3 |
|
|
|
|
|
|||||
DWген.1 |
= 500 × 1 - |
|
|
|
×3979,5 + 300 × 1 - |
|
|
|
|
|
× 3979,5 |
= 54120 |
МВт·г |
|||||||||||
100 |
100 |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
DWтр.1 = (330 ×8760 +1,12 ×880 × 3979,5) ×10−3 + (380 ×8760 +1,12 ×1300 ×3979,5) ×10−3 |
= 16715 МВт·г |
|||||||||||||||||||||||
|
DW1 = Wген.1 |
+ Wтр.1 = 54120 +16715 = 70835 МВт·г |
|
|
||||||||||||||||||||
Е W = 1,1× 70835 = 77920 тис. грн.
Для другого варіанту втрати складають:
|
|
|
98,3 |
|
|
|
|
DWген.2 |
= 4 × 200 × 1 |
- |
|
|
|
×3979,5 |
= 54120 МВт·г |
100 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
DWтр.2 = 4 × (207 ×8760 +1,12 × 600 × 3979,5) ×10−3 = 18810 МВт·г
DW2 = Wген.2 + Wтр.2 = 54120 +18810 = 72930 МВт·г
Е W = 1,1× 72930 = 80223 тис. грн.
17
Зведені витрати для відповідних варіантів та чисельних значень розрахунку складових будуть складати:
В1 = 0,12 × 32850 + (2759,4 + 77920) = 84621,4 тис. грн.
В2 = 0,12 ×39050 + (3280,2 + 80223) = 88189,2 тис. грн.
DВ = 88189,2 − 84621,4 ×100% = 4% 88189,2
Оскільки варіанти виявилися рівноцінними, то до подальшого розгляду можна приймати будь-який варіант. Отже до подальшого розгляду приймається варіант з генераторами 4×200.
18
6 ВИЗНАЧЕННЯ РОБОЧИХ СТРУМІВ
Необхідна довга за часом робота обладнання електроустановки характеризується двома режимами: нормальним та максимальним (післяаварійним).
Для елементів схеми електропостачання і колі генератора (струмоводи, вимикачі, роз’ єднувачі, трансформатори струму) струм нормального режиму визначається нормальним режимом його роботи, а післяаварійній – генеруванням в мережу номінальної потужності, при зменшенні напруги на виходах генератора на 5% від номінальної, тобто перевантаження струмом до 5%. Таким чином з врахуванням технічних характеристик генератора будемо мати:
ІмаксГ |
= |
|
|
|
|
|
Sном. Г |
|
|
(6.1) |
|
|
|
|
× |
0,95 ×U ном. Г |
|||||
|
|
|||||||||
|
3 |
|
||||||||
ІмаксГ = |
|
|
|
|
235 |
= 7,12 |
кА |
|||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
× 0,95 × 20 |
|||||||
|
3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Робочі струми у колі трансформатора зв’ язку на підвищеній напрузі будуть складати:
|
|
|
|
ІмаксТ = |
|
Sном. Г |
= 6,78 кА, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
×U ном. Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|||
або: |
І |
|
= І |
|
× |
U НН |
|
= 7,12 × |
20 |
= 0,62 кА |
||||
максТ |
максГ |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
U |
ВН |
230 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Максимальний |
струм |
збірних |
|
шин залежить від схеми електричних |
||||||||||
з’ єднань ВРП-220кВ і в даному випадку складає:
19
ІмаксВРП = ІмаксТ = 0,62 кА
Для РП власних потреб на напрузі 10кВ визначається з урахуванням роботи генератора, тобто:
І |
|
= 0,07 × І |
|
× |
U НН |
|
(6.2) |
||
максВП |
максГ |
|
|
||||||
|
|
|
U |
ВН |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
ІмаксВП |
= 0,07 ×7,12 × |
10,5 |
= 0,19 кА |
|
|||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
Для ліній електропередач видачі потужності в систему за максимальний режим приймають умову, що одна з ліній виключена. Таким чином:
ІмаксПЛ |
= |
|
|
|
Sнав |
= |
|
|
|
Ризб |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
× (n -1) × cosϕ |
||||||
|
|
×U ном. × (n -1) |
3 ×U ном. |
|||||||||||
|
3 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6.3) |
||
|
|
|
|
|
ІмаксГ = |
|
218.55 |
|
= 0.49 кА |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
3 × 220 × (6 -1) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
7 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ
Рисунок 7.1- Розрахункова схема заміщення КЕС Приймається: Sб = 1000 МВА, Uб = 230 кВ
Х |
|
= |
|
|
|
Sб |
|
|
|
= |
1000 |
|
|
= 0,1в.о |
|
|||||||||
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
3 × 21,1×220 |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
3 |
× І¢¢×U КЗ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
ПЛ = Х |
0 × L × |
S |
= 0,4 ×30 × |
1000 |
= 0,159 |
в.о |
|||||||||||||||||
Х |
|
б |
|
|
||||||||||||||||||||
U 2 |
2302 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
ХТ1 |
= |
Uкз |
|
× |
Sб |
= |
11 |
|
× |
1000 |
= 0,275 в.о |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
Sном.Т1 |
400 |
|
|
|||||||||||
20
(7.1)
(7.2)
(7.3)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
Х Г1 = Хd" × |
|
|
|
Sб |
|
= 0,195 × |
1000 |
= 0,83 в.о |
(7.4) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Sном. Г.1 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
235 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
Х1 = |
ХТ1 + Х Г1 |
|
|
|
|
= |
0,275 + 0,83 |
= 0,276 в.о |
(7.5) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Іб = |
|
|
|
|
|
Sб |
= |
1000 |
|
|
|
= 2,51кА |
(7.6) |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 ×U б |
3 |
|
× 230 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Х2 = ХС + |
|
ХПЛ |
|
= 0,1+ |
0,159 |
= 0,126 |
|
|
(7.7) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Ікз( К1) |
= |
1 |
|
× Iб1 |
= |
|
|
|
|
1 |
|
|
× 2,51 = 9,1 кА |
(7.8) |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х1 |
|
|
0,276 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
= |
|
|
× Iкз × Ку |
= |
|
|
|
|
|
|
×9,1×1,8 = 23,2 кА |
(7.9) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
iу |
|
2 |
|
|
|
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Х3 = |
ХТ1 + ХГ1 |
|
= |
0,275 + 0,83 |
= 0,37 в.о |
(7.10) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||
Х |
4 |
= |
Х1 × Х3 |
|
= |
0,276 ×0,37 |
|
= 0,158 |
|
|
|
(7.11) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Х1 + Х3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
0,276 + 0,37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Х5 |
= Х4 + Хт1 = 0,158 + 0,275 = 0,433 |
(7.12) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Іб |
= |
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
= 36,658 кА |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 ×15,75 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
Ікз( К 2) = |
Iб |
|
|
|
= |
36,658 |
= 84,7 кА |
(7.13) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х5 |
0,433 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
×84,7 ×1,8 = 215,6 кА |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
iу |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
22
8 ВИБІР ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ
Високовольтні комутаційні апарати вибирають за номінальними параметрами і перевіряють на комутаційну здатність, на динамічну та термічну стійкість до струмів короткого замикання. Для цього паспортні значення апаратів порівнюють з розрахунковими величинами. Термічну стійкість апаратів визначають за виразом:
ВТ = ІТ2 ×tТ ³ ВК = IК2 ×tК |
(8.1) |
де ІТ , tТ – паспортні значення струму термічної стійкості та допустима тривалість його дії;
ІК , tК – розрахункове значення струму К.З. та тривалість його дії, рівна для КЕС: 2с, а на генераторній напрузі – 4 с.
Трансформатори струму (ТА) встановлюють на вводах силових трансформаторів, бакових масляних вимикачах, на нульових виводах обмоток статора генератора у вигляді вбудованих ТА серії ТВТ, ТВ, ТВГ.
У вигляді окремих апаратів ТА використовують у всіх колах, де є вимикачі, в тому числі на ВРП та в шафах ЗПР. В лініях з ізольованою нейтраллю (до 35кВ) на лініях встановлюють по два ТА, а в РП інших напруг (220кВ) – в кожній фазі.
Трансформатори напруги (TV) встановлюють по одному комплекту на кожну секцію РП всіх класів напруг, а також на виводах генераторів.
Захист електричного обладнання від перенапруги, яка виникає при комутаціях та під дією блискавки, здійснюють розрядниками. При цьому трансформатори 110кВ та більше потребують захисту ізоляції не лише основних виводів всіх напруг, а і виводу нейтралі. Розрядник в нейтралі має бути з пробивною напругою на клас нижчою, ніж на ВН.
ВРП-220кВ комплектується зі стандартних фундаментів, залізобетонних