Стартовая >> Книги >> Учеба >> Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств

Выбор токоограничивающих реакторов - Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств

Оглавление
Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств
Расчетные условия для проверки
Выбор выключателей
Выбор трансформаторов тока
Выбор трансформаторов напряжения
Выбор шин закрытых распределительных устройств
Примеры выбора шин ЗРУ
Выбор жестких шин ОРУ
Выбор кабелей
Выбор кабелей по допустимому току
Выбор токоограничивающих реакторов
ПРИЛОЖЕНИЕ А

6 ВЫБОР ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИХ РЕАКТОРОВ

6.1 Расчетные условия для выбора и проверки токоограничивающих реакторов

Реакторы служат для ограничения токов К3 в электроустановках напряжением 6-10 кВ, а также позволяют поддерживать на шинах подстанции или электростанции определённый уровень напряжения при повреждениях за реакторами [14]. В электроустановках применяются как линейные, так и секционные реакторы. В качестве линейных реакторов могут применяться как одинарные, так и сдвоенные реакторы, схемы включения реакторов приведены на рисунке 6.1.
Схемы включения линейных реакторов  


Рисунок 6.1 – Схемы включения линейных реакторов

Линейные реакторы широко применяются на электростанциях как для питания потребителей собственных нужд на ТЭЦ, так и питания потребителей промышленных предприятий. На подстанциях линейные реакторы применяются для питания потребителей.
Секционные реакторы применяются на ТЭЦ для ограничения тока К3 на шинах генераторного распределительного устройства напряжением 6-10 кВ.
Токоограничивающие реакторы выбираются по номинальному напряжению, номинальному току, номинальному индуктивному сопротивлению. Номинальное напряжение реактора выбирается таким образом, чтобы выполнялось условие
.                                       (6.1)
Номинальный ток одинарного реактора или одной ветви сдвоенного реактора, используемого в качестве линейного, должен быть таким, чтобы выполнялось условие
.                                        (6.2)
Номинальный ток секционного реактора должен соответствовать наибольшей мощности, передаваемой от секции к секции в следующих режимах: нормальном или аварийном, при отключении одного трансформатора связи или самого мощного генератора, подключенного к шинам ГРУ. Обычно принимают .
Индуктивное сопротивление линейного реактора определяется исходя из следующих двух условий: ограничения тока К3 до величины номинального тока отключения выключателя  или тока термической стойкости кабеля , присоединенного к сборным шинам ГРУ электростанции или подстанции. Сопротивление реактора должно быть таким, чтобы выполнялись условия
                                      (6.3)
или
,                                   (6.4)
где  - сечение кабеля, присоединенного к шинам ГРУ электростанции или подстанции.
Из двух значений определяемых выражениями (6.3) и (6.4) следует выбрать меньшее значение.
Требуемое сопротивление цепи для ограничения тока К3 до величины  равно
.                             (6.5)
Требуемое сопротивление реактора равно
,                              (6.6)
где  - результирующее сопротивление цепи К3 до установки реактора, которое определяется по выражению
.
После расчета  выбирают тип реактора с большим ближайшим индуктивным сопротивлением и рассчитывают действительное значение периодической составляющей тока К3 за реактором.
Сопротивление секционного реактора выбирается из условий наиболее эффективного ограничения токов КЗ [1,5]. Обычно сопротивление секционного реактора принимается таким, чтобы падение напряжения на реакторе при протекании по нему номинального тока было не более , т.е.
.                              (6.7)
Выбранный реактор необходимо проверить на электродинамическую и термическую стойкость при протекании через него тока КЗ.
Реактор будет электродинамически стойким, если выполняется условие
,                                             (6.8)
где  - ударный ток трехфазного КЗ за реактором;
 - ток электродинамической стойкости реактора.
Проверка реактора на термическую стойкость проводится по условию
,                                       (6.9)
где - расчетный импульс квадратичного тока при КЗ за реактором;
 - допустимый импульс квадратичного тока КЗ для проверяемого реактора, который определяется по формулам (1.21) или (1.22).
Необходимо также определить потерю напряжения  в реакторе в нормальном и утяжеленном режимах и остаточное напряжение  на шинах ГРУ электростанции или подстанции при КЗ за реактором.
Потеря напряжения в реакторе определяется по выражениям:
для одинарного реактора
,                      (6.10)
для сдвоенного реактора
,                    (6.11)
где ток, протекающий через реактор;
*- коэффициент связи сдвоенного реактора;
 - номинальное напряжение установки, где используется реактор.
Допустимая потеря напряжения в нормальном режиме не должна превышать 1,5¸2,0%, а в утяжеленном режиме - 3¸4 %.
Остаточное напряжение на шинах генераторного распределительного устройства при КЗ за реактором определяется по формуле:
,                              (6.12)
где  - периодическая составляющая трехфазного тока КЗ за реактором.
Остаточное напряжение на шинах ГРУ при КЗ за реактором должно быть не менее 65¸70 % от номинального значения.

6.2 Примеры выбора и проверки токоограничивающих реакторов
Пример 6.1 Выбрать групповой линейный реактор для ограничения тока КЗ в распределительной сети 10 кВ, присоединенной к сборным шинам ТЭЦ. Распределительная сеть состоит из шести кабельных линий сечением 3´150 мм2 каждая. Максимальный ток продолжительного режима работы для каждой линии . Ток КЗ на шинах ГРУ составляет . На отходящих кабельных линиях установлены выключатели типа ВМП-10К с током отключения . Полное время отключения КЗ . Коэффициент мощности потребителя .
Намечаем к установке сдвоенный реактор на номинальное напряжение 10кВ. К каждой ветви реактора подключено по три линии и поэтому ток каждой ветви составляет

Выбираем реактор на номинальный ток ветви 1000 А

.
Определяем результирующее сопротивление цепи КЗ при отсутствии реактора
.
Определяем допустимое значение тока КЗ в распределительной сети. Ток термической стойкости кабеля сечением 3´150 мм2 при полном времени отключения  составляет в соответствии с (6.4)
,
где  в соответствии с таблицей 4.2;
 - для ветвей, защищенных реакторами с номинальным током 1000 A и выше, согласно таблице 1.1 .
В цепи кабельных линий установлены выключатели типа ВМП-10К с номинальным током отключения . Следовательно, параметры реактора определяются требованием термической стойкости кабеля.
Требуемое результирующее сопротивление цепи КЗ, исходя из допустимого значения тока КЗ 11,4 кА, должно быть не менее
.
Требуемое сопротивление реактора для ограничения тока КЗ
.
Выбираем окончательно реактор типа РБСГ-10-2x1000-0,45У3 с параметрами , , .

Результирующее сопротивление цепи КЗ с учетом реактора

.
Фактическое значение периодической составляющей тока КЗ за реактором
.
Проверим выбранный реактор на электродинамическую и  термическую стойкость:
,
т.е. реактор электродинамически стойкий.
Допустимое для реактора значение термического импульса  при  определяем по выражению (1.22). Таким образом

т.е. выбранный реактор термически стойкий.
Определим потерю напряжения в реакторе по выражению (6.11)

что меньше допустимого значения 1,5¸2,0 % .
Остаточное напряжение на шинах ГРУ при КЗ за реактором согласно (6.12) составляет
,
что лежит в пределах нормы .
Таким образом, выбранный реактор удовлетворяет всем предъявляемым требованиям.

Схема подстанции Пример 6.2 Выбрать тип сдвоенных реакторов на вторичной стороне понижающих трансформаторов типа ТД-40000/110/10,5. Трансформаторы работают раздельно. В распределительном устройстве ток КЗ не должен превышать 12 кА. Коэффициент аварийной перегрузки трансформатора при отключении второго трансформатора 1,25 .

Рисунок 6.2-Схема подстанции

Номинальное напряжение реактора . Определим расчетный ток ветви сдвоенного реактора при отключении одного трансформатора.
.
Принимаем к установке реактор с номинальным током ветви .
Сопротивление реактора определим из условия ограничения тока КЗ до величины . За базисные величины принимаем номинальный ток и номинальное напряжение реактор.
Результирующее сопротивление цепи КЗ с учетом ограничения тока КЗ до значения  равно
.
Требуемое сопротивление реактора для ограничения тока К3 равно
,
где .
Принимаем к установке сдвоенный реактор типа РБСД-10-2х1600-0,25У3 с параметрами  .
Результирующее сопротивление цепи К3 с учетом реактора равно
.
Фактическое значение периодической составляющей тока К3 за реактором равно
.
Таким образом, выбранный реактор удовлетворяет условию ограничению тока К3.

Пример 6.3 Для схемы ТЭЦ, представленной на рисунке 6.3, выбрать секционные реакторы и определить потери напряжения в них в нормальном режиме работы. К шинам ГРУ подключено 4 генератора мощностью по 63 МВт. Графики нагрузок генераторов и потребителей ровные: . Расход электроэнергии на собственные нужды составляет 10% от мощности станции. Коэффициент мощности генераторов и потребителей равен 0,8. Нагрузка по секциям распределена равномерно.
Схема ТЭЦ 


Рисунок 6.3 – Схема ТЭЦ

Рассчитаем мощности, протекающие через реакторы в нормальном режиме, при отключении одного генератора, при отключении одного трансформатора и при разрыве кольца.
В нормальном режиме работы через каждый секционный реактор протекает мощность
.
При отключении одного генератора через каждый секционный реактор протекает мощность
.
При отключении одного трансформатора, например T1, через каждый секционный реактор протекает мощность
,
.
При разрыве кольца, например, отключен реактор LR4, через секционные реакторы протекает мощность
,
.
Расчетным режимом является режим отключения одного трансформатора:
.
Принимаем к установке реактор типа РБГ-10-2500-0,14УЗс параметрами .

Ток через реакторы в нормальном режиме равен

.
Потеря напряжения в реакторе в нормальном режиме, согласно (6.10) равна
,
что меньше допустимого значения потерь.



 
« Выбор аккумуляторных батарей на ТЭС   Звіт з переддипломної практики, дослідження підстанції »
электрические сети