Задание на контрольную работу 1
1. Составить структурную схему станции. Рассчитать и построить суточные графики протекания мощности через силовые трансформаторы в нормальном режиме и возможных аварийных режимах. Выбрать необходимое число, мощность и тип трансформаторов.
2. Выбрать схему распределительного устройства (РУ) на генераторном напряжении и схему РУ на высшем напряжении.
3. Определить необходимость установки секционного реактора. Выбрать секционный реактор.
Методические указания
К пункту 1 задания
Следует составить только один наиболее характерный вариант структурной схемы – схему с генераторным распределительным устройством (ГРУ). При этом не следует подключать к шинам ГРУ более двух генераторов по 100 МВт и более трех по 63 МВт. Если имеются еще генераторы такой мощности, то их подключают к РУ ВН по схеме электрического блока, минуя ГРУ. В контрольной работе должна быть приведена схема и дано ее краткое описание.
Далее рекомендуется построить заданные графики генераторов, нагрузки, собственных нужд в единицах измерения – МВА. Графики протекания мощности через трансформаторы связи определяются как разница между графиками выработки мощности (генераторами, подключенными к ГРУ) и потребления (нагрузки и собственных нужд). Кроме графика нормального режима необходимо построить графики протекания мощности через трансформаторы при аварийных отключениях одного генератора на ГРУ или одного трансформатора (при наличии двух трансформаторов связи).
Обязательно следует обосновать установку одного или двух трансформаторов связи. Более экономично устанавливать один трансформатор. Установка одного допускается, если соблюдаются два основных условия:
а) в нормальном режиме мощность выдается с шин ГРУ станции в систему, а не наоборот;
б) мощность, выдаваемая в систему с шин ГРУ в нормальном режиме, не превышает мощности одного генератора.
При подключении к шинам ГРУ трех и более генераторов в любом случае рекомендуется устанавливать два трансформатора связи.
Мощность трансформаторов связи следует выбирать по полученным графикам с обязательным учетом допустимых систематических и аварийных перегрузок. При этом следует использовать таблицы, приведенные в [2]. Среднегодовая температура принимается равной +10 0С. В нормальном режиме (с учетом систематических перегрузок) и при отключении одного генератора (с учетом аварийных перегрузок) трансформаторы обязаны передать всю мощность. Из этих соображений выбирается номинальная мощность трансформаторов. Далее, если установлены два трансформатора, эти трансформаторы проверяются по режиму отключения одного с выдачей мощности через другой. Часто выбранные трансформаторы с учетом аварийных перегрузок не проходят по этому режиму. В таком случае не рекомендуется сильно завышать мощность трансформаторов. Для станции это аварийный режим, и поэтому можно снизить выдачу мощности на 20-30%, что покроется имеющимся резервом мощности системы.
Если имеются блочные трансформаторы, то их мощность выбирается по номинальной мощности генератора без учета перегрузок.
Выбирая трансформаторы связи по типу, следует учесть наличие регулирования под нагрузкой – РПН. Для блочных трансформаторов РПН не требуется. Большая часть трансформаторов средней мощности имеет расщепленную обмотку низшего напряжения. Устанавливая один трансформатор связи, следует учесть возможность использования расщепления. Иногда возможно использование расщепления при двух трансформаторах и трех генераторах (секциях). Если расщепление не используется, то трансформаторы рассматриваются как обычные двухобмоточные.
К пункту 2 задания
По каждому РУ составляются как минимум два варианта схемы. В работе следует изобразить данные схемы с указанием всех выключателей и разъединителей, дать подробное описание схем. При описании рекомендуется оценивать их по достоинствам и недостаткам, надежности, экономичности, возможным режимам работы. На основе сравнительного анализа для каждого РУ выбирается одна конкретная схема.
Для ГРУ рекомендуется применять схемы с одной или двумя системами сборных шин. Рабочие системы шин секционируются по числу генераторов. Исключением являются схемы с генераторами по 32 МВт – иногда допустимо подключать по два таких генератора к одной секции.
Для РУ ВН при небольшом числе присоединений (линии связи и трансформаторы) рекомендуется применять упрощенные схемы – мостика, сдвоенного мостика. Возможно применение схем треугольника и четырехугольника. При большом числе присоединений – схемы с одной или двумя системами сборных шин, с обходной системой или без нее (на напряжении 35 кВ обходная система не используется). Не рекомендуется в РУ ВН станций применять схемы на отделителях и короткозамыкателях.
К пункту 3 задания
Следует рассчитать начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ только в одной точке – на сборных шинах ГРУ. Если ток превышает 45-63 кА (номинальные токи отключения выключателей типа МГГ), необходима установка секционного реактора.
Реактор выбирается по номинальному напряжению, номинальному току, номинальному индуктивному сопротивлению. Номинальный ток реактора можно выбрать приближенно по току, равному 0,6- 0,8 номинального тока генератора. Тип реактора и его сопротивление выбирается по справочным материалам [2, 5]. Сопротивление выбирается максимальным для реактора с данным номинальным током.
После выбора реактора следует вновь рассчитать ток КЗ в той же точке, но уже с учетом секционного реактора. Сделать вывод об эффективности применения реактора.