Система собственных нужд КЭС-100 МВт

Следовательно двигатель ВАН 143/36-16У3 удовлетворяет условиям пуска при номинальном напряжении на его зажимах ϑ≤ϑдоп, где ϑдоп – предельно допустимое превышение температуры обмотки над температурой охлаждающей среды.

Проверим двигатель по условиям пуска при пониженном напряжении: U=0.8Uн, т.е. при Ки=0,8 [9] , стр.41.

 

В табл.12сведены значения  m’=f(s), полученные умножением значения m из табл.9 на коэффициент Ku2= 0,64.

 

Таблица 12. Значения момента электродвигателя при пониженном напряжении.

, о.е.	0,544	0,55	0,563	0,57	0,576	0,598
s, о.е.	1	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5

 

 

 

Продолжение табл.12

, о.е.	0,64	0,726	0,89	1,208	1,28	0,672
s, о.е.	0,4	0,3	0,2	0,1	0,071	0,019

 

 

Избыточные моменты, в зависимости от скольжения, также примут другие значения (разность значений табл.12 и табл.6). помещаем их в табл. 13.

 

Таблица 13. Значения избыточных моментов при напряжении 0,8Uн

изб, о.е.	0,433	0,439	0,447	0,441	0,422	0,402
s, о.е.	1	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5

 

Продолжение табл.13

изб, о.е.	0,383	0,382	0,432	0,602	0,625	-0,118
s, о.е.	0,4	0,3	0,2	0,1	0,071	0,019

 

 

При sн= 0,0066, аналогично предыдущему случаю, принимаем (рабочая точка). Зависимость mизб’=f(s) при напряжении U=0,8Uн приведено на рис.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Характеристика избыточного момента m’изб=f(s) при U=1.0Uн и U=0.8Uн

Задаемся теми же интервалами и определяем средние значения избыточных моментов в интервале . Результаты расчетов сводим в таблицу14.

Dsi = s(i+1) − si – приращение скольжения, равное разности граничных значений скольжения на i-м интервале (Dsi – отрицательное);

 – среднее значение  относительного избыточного момента  на i-м интервале скольжения.

Таблица 14. Средние значения избыточных моментов при напряжении 0,8Uн

	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
mизб. ср.’	0,436	0,443	0,444	0,432	0,412	0,398

 

Продолжение табл.14

	0,1	0,1	0,1	0,029	0,052
mизб. ср.’	0,383	0,407	0,517	0,614	0,254

 

 

Определим время пуска агрегата при напряжении U=0,8Uн:   

Полученное превышение температуры меньше допустимого для изоляции всех классов нагревостойкости . Следовательно, выбранный для привода насоса ОПВ6-110 асинхронный электродвигатель типа ВАН 143/36-16У3 удовлетворяет всем нормируемым эксплуатацией условиям пуска.

 

 

 

 

 

Определение успешности самозапуска электродвигателей секции СН 6 кВ

 

Для надежной работы оборудования электростанции процесс самозапуска должен быть успешным. Оценка условий самозапуска производится приближенно по уровню начального напряжения при самозапуске. Критерий успешности: , где принимается равным 0,6Uном [11, с.95]. При наличии генераторного выключателя расчетным режимом самозапуска будет следующий: подхват РТСН наиболее загруженной секции одного блока.

Рассмотрим самозапуск для секции Б блока №1, как наиболее загруженной электродвигателями секции СН. Расчетная схема самозапуска приведена ниже.

 

Рис.4. Расчетная схема самозапуска

 

Определение параметров схемы замещения. Схема замещения для расчетной схемы представлена на рис. 5.

Рис. 5 Схема замещения для расчета Uнач. самозапуска.

Значение Uc принимаем равным 1,05 о.е.[9, с.49] В качестве Ucр рассматривается значение сети, где исследуется самозапуск (шины СН 6 кВ), т.е. Ucр =6,3 кВ.[9], стр.49.

Резервный трансформатор собственных нужд имеет расщепленные обмотки низкого напряжения, с учетом этого

Предполагаем выполнение резервной магистрали комплектными шинопроводом. Его параметры: Худ.=0,2 Ом/км, а длина при вводе от РТСН в середину магистрали может быть принята равной сумме ширины машинного зала (L≈50 м) и половины его длины. Тогда

Хрез.маг. = Худ.∙L = 0.2∙50∙103=0.010 Ом;

Хвнеш. = Хртсн+ Хрез.маг.=0,31+0,01=0,32 Ом.

 

Для упрощения расчетов пренебрегаем активным сопротивлением ЭД при самозапуске (cosφc/з=0 вместо обычных 0,25). Ошибка в определении Uнач. не превышает 1%.

Сопротивление всех электродвигателей, Ом при пуске рассчитываются индивидуального по формуле и сводятся в таблицу 15. Параметры АД взяты из табл.4.

Таблица 15. Значения сопротивлений электродвигателей при пуске

Механизмы	КНБ	ДВ	СН	ЦН	НКП	РВ	НСВ
, Ом	20,77	9,56	3,72	11,62	9,08	7,13	20,77

 

 

Суммарное сопротивление ЭД, подключенных к секции А, определяется по формуле:

 

Сопротивление электродвигателей , приведенное к условиям самозапуска определяется по формуле , где коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления группы двигателей, К=1/I* определяется по обобщенным кривым [9] рис.5, по заданному значению tпер=2,5 с., стр. 2 КП.:

Следовательно

Далее, с учетом принятых выше допущений, определяется начальное напряжение на секции СН при самозапуске от предварительно ненагруженного трансформатора:

Получили, что (0,83>0,60), следовательно процесс самозапуска можно считать успешным.

Выбор выключателя в системе собственных нужд 6 кВ

Рис. 6. Расчетная схема сети с указанием точек КЗ

Согласно схемы (рис.6), в худших условиях по режиму КЗ находится выключатель в цепи ТСН 6/0,4-В-2. При КЗ в точке К-2 он будет отключать суммарный ток КЗ от системы и электродвигателей. Выключатель в цепи питания секции СН выбирается по большему из двух токов КЗ: току от системы или току подпитки от ЭД.

1. Определение начальных периодических токов КЗ. Заданием определены токи КЗ от системы:

При питании от рабочего ТСН IПОс = 10 кА;

При питании от резервного ТСН IПОс = 11 кА.

Определим ток подпитки при КЗ в системе СН 6 кВ от каждого электродвигателя, для чего воспользуемся формулой и паспортными данными двигателей из табл.4:

 

КНБ: ;

ДВ: ;

СН:

ЦН:

НКП:

РВ:

НСВ:

Результаты расчетов сведем в таблицу.

 

Таблица 16. Результаты расчета ТКЗ от электродвигателей.

АД механизма	КНБ	ДВ	СН	ЦН	НКП	РВ	НСВ
, кА	0,15	0,33	0,84	0,27	0,34	0,44	0,15

 

Суммарный ток подпитки от АД 6 кВ с учетом реального их числа на секции Б блока №1 будет равен:

.

Для определения тока подпитки от двигателей 0,4 кВ обратимся к карте СН, согласно которой на секции Б блока №1 подключен один блочный трансформатор 6/0,4 кВ с Sнт = 1000 кВА.

Группу АД 0,4 кВ вместе питающим трансформатором и кабельными линиями можно представить эквивалентным двигателем, приведенным к шинам 6 кВ, со следующими усредненными параметрами[4], стр.178:

- номинальная мощность  Рном. экв.д=Sном.т. (6/0,4 кВ), кВт;

- кратность пускового  тока эквивалентного ЭД Кi =5,6;

- коэффициент мощности  cosφн = 0,87;

- номинальный КПД = 0,94;

 

Суммарный ток подпитки от электродвигателей напряжением 6 кВ и 0,4 кВ и ток КЗ в точке К-2 составят:

 

 

2. Определение ударных токов КЗ. Основным элементом расчетной схемы, ограничивающим ток КЗ от системы, является резервный ТСН. По его мощности определим ударный коэффициент Кус и постоянную времени затухания апериодической составляющей тока КЗ от системы Тас.

 

Суммарный ударный ток будет равен

  , где -среднее значение ударного коэффициента для группы электродвигателей [4], стр.179; - ударный коэффициент от системы (зависит от элементов связывающих место КЗ с энергосистемой, и в основном определяется мощностью трансформатора) [4, с.179].

С учетом того, что мощность РТСН Sном=25 МВА;

Кус=1,84; Тас=0,06 с.

При рассмотрении КЗ на рабочих секциях 6 кВ при их питании от резервного ТСН значения токов КЗ будут следующими:

Заметим, однако, что для выключателей ввода расчётным током будет являться только один ток, наибольший из двух:  от системы или от двигателей. В нашем случае первый из токов больше: 11кА > 3,11кА, следовательно расчётным будет ток системы.

 

3. Выбор выключателя ввода. Для установки в цепях собственных нужд 6 кВ в настоящее время рекомендуются вакуумные выключатели, которые встраиваются в КРУ-6 кВ, например отечественного производства ВВЭ, ВБПЭ, ВБКЭ и т.д., зарубежного производства Siemens, ABB, Areva и т.д.

Для выбора выключателя в цепи ввода от РТСН (рис. 6, расчетная точка КЗ К-1) не требуется учитывать подпитку места КЗ от ЭД СН. Также для цепи ввода от ТСН блочной КЭС с выключателями в цепях генераторов при расчете интеграла Джоуля Вк можно принять время отключения tоткл = 0,3 с.[9], стр. 53.

В условиях недопустимости перегрузок трансформаторов СН Iмакс. дл = Iнт, где Iнт – номинальный ток трансформатора

Каталожные данные на выключатели: *н =20% или 0,2 о.е.;

 

Результаты расчетов по всем условиям выбора сведем в таблицу17:

Таблица 17. Выбор выключателя в цепи ввода от РТСН

Расчетные данные	Каталожные данные ВВЭ-10-31,5/1600УЗ [8, с.232]	Условия выбора
Uуст=6,3 кВ	Uн=10 кВ	По напряжению Uн ≥Uуст
Iмакс.дл. =1145 А	Iн =1600 А	По макс.дл. току Iн ≥Iмакс.дл
iу =28,9 кА	iдин =80 кА	По эл.дин. сто-сти iдин ≥iу
		По терм.стойкости
		По току отключения
iу =28,9 кА	iвкл =50 кА	iвкл≥ iу Iвкл≥ IПО
IПО =11 А	Iвкл =31,5 А