Краткое описание системы электроснабжения КС-10
Главная схема внутреннего электроснабжения состоит из понизительной подстанции (ПС) 110/35/10 кВ и подстанций 10/0,4 кВ связанных электрической сетью. Понизительной подстанции 110/35/10 кВ находится на балансе АЭК «Комиэнерго», а граница обслуживания установлена на разъединителях между понижающими трансформаторами 110/10 и ЗРУ-10 кВ.
На промплощадке КС «Ухтинская» находится электростанция собственных нужд (ЭСН). В состав ЭСН входит комплекс сооружений, подстанций связи с энергосистемой, ЗРУ-10 кВ, КТП собственных нужд, блоки турбогенераторов, система постоянного оперативного тока.
ЗРУ-10кВ и ЦРП-10 кВ укомплектованы вакуумными выключателями серии LF1 и устройствами цифровой релейной защиты Sepam 2000, установленные в шкафах MCset.
Подстанции КТП-10/0,4 кВ предназначены для питания собственных нужд объектных электроприемников и вспомогательных электроустановок. Для особо ответственных электроустановок КТП-10/0,4 кВ выполняют с тремя источниками питания, два от трансформаторов, работающих в режиме неявного резерва, и один – от аварийного дизель-генератора. Эти подстанции оборудованы местными устройствами защиты и автоматики.
Щит постоянного тока (ЩПТ) состоит из набора распределительных панелей оперативного тока, аккумуляторной батареи, зарядных агрегатов, устройств защиты, автоматики и сигнализации.
Источником оперативного тока для питания цепей защиты, автоматики, управления и приводов выключателей являются аккумуляторные батареи =220В, оснащенные устройствами подзаряда от сети переменного тока 0,4 кВ. В некоторых случаях для защиты и автоматики применяется переменный и выпрямленный оперативный ток, получаемый от комбинированных устройств питания от трансформаторов тока, напряжения и других источников.
По территории КС кабельные сети прокладываются в траншее на глубине 1 м. В местах пересечения с подземными инженерными коммуникациями и автопроездами кабели прокладываются в асбоцементных трубах. Существующие кабели в местах пересечения с проектируемыми кабелями защищаются стальными кожухами из труб Æ80 мм.
Для повышения надежности электроснабжения все схемы внутреннего электроснабжения делятся на две независимые подсистемы, взаиморезервируемые на разных ступенях напряжения с помощью устройств АВР. Ответственные электродвигатели и электроприемники, имеющие технологическое резервирование, подключаются к разным подсистемам и также снабжаются технологическими АВР. Ответственные электроприемники, не имеющие технологического резервирования, имеют два ввода питания от разных подсистем и также снабжены устройствами АВР. Для повышения надежности системы электроснабжения предусматривается параллельная работа ЭСН с сетью.
Характеристики ЦРП-10 кВ
ЦРП-10 кВ представляет собой сборку из шкафов следующего назначения:
§ ввод от энергосистемы - 2 шкафа;
§ ввод от ЦРП-10 кВ КС “Ухтинская” - 2 шкафа;
§ секционный выключатель;
§ секционный разъединитель;
§ шинный трансформатор напряжения - 2 шкафа;
§ отходящие линии к КТП 10/0,4 кВ и ВЛ-10 кВ (38 шкафов)
Ячейка MCset представляет собой КРУ в металлическом корпусе, предназначенное для внутренней установки. Устройство MCset объединяет в себе множество технических решений, реализованных на основе испытанных технологий: КРУ с высокими эксплуатационными характеристиками, цифровую защиту, системы контроля и управления, корпуса, устойчивые к воздействию внутренней дуги.
В ЦРП-10 кВ предусматривается установка ячеек MCset c блоками Sepam 2000. Блоки терминалов Sepam 2000 осуществляют защиту, контроль и управление соединений между подстанциями (вводы или отходящие линии, кабели, линии), а также связей между сборными шинами, осуществляют измерения, защиту, управление и контроль, необходимых для их нормальной эксплуатации.
Преимущества ячеек MCset:
Надежность – разработка, изготовление и испытание серии MCset проводились в соответствии со стандартом качества ISO 9000.
Простота
§ устройство снабжено общедоступным пользовательским интерфейсом;
§ ошибочные действия оператора предотвращаются системой встроенных блокировок и навесных замков;
§ блоки защиты типа Sepam обеспечивают доступ к информации без применения дополнительных устройств; техническое обслуживание сводится к простой текущей проверке работоспособности, смазке и чистке аппаратов с периодичностью 5 - 10 лет.
Безопасность
§ все операции с оборудованием, включая доступ в отсек кабельной сборки и отсек сборных шин, осуществляются с передней панели;
§ вкатывание и выкатывание возможно только при закрытой дверце;
§ на передних панелях ячеек расположены стационарные указатели напряжения;
§ заземляющий разъединитель обладает стойкостью к включению на короткое замыкание;
§ для всех операций на MCset используется одна рукоятка с анти-рефлексным устройством;
§ все ячейки обладают стойкостью к воздействию внутренней дуги.
Включение ячеек MCset в АСУ ЭС позволит решать задачи оптимизации системы электроснабжения. Это означает поиск путей для снижения прямых и косвенных эксплуатационных расходов и для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии. Для достижения этой цели ячейки MCset предоставляют необходимую информацию о работе ЦРП-10 кВ.
Определение максимального режима работы сети электроснабжения
Так как планируется строительство электростанции собственных нужд на КС «Ухтинская» на базе газотурбогенераторов ГТГ-1800 с трехфазными синхронными генераторами с выходным напряжением 10,5 кВ, то можно предложить следующий режим работы сети представленный на рисунке 1.6. ЭСН будет основным источником питания как для потребителей на КС «Ухтинская», так и потребителей КС-10, то есть два основных ввода на ЦРП-10 кВ будет от ЗРУ-10 кВ расположенного в здании ЭСН. В качестве третьего ввода будет использоваться один ввод от энергосистемы, который будет работать в параллель с ЭСН, второй ввод от энергосистемы отключен, и будет использоваться в качестве резервного. Таким образом, необходимо определить количество постоянно работающих генераторов на ЭСН, при этом примем, что генераторы будут брать на себя всю нагрузку, располагающуюся на территории двух КС. Известно, что в среднем за год КС-10 потребляет , тогда расчетная мощность потребителей составит
|
, |
(1.2) |
где – потребляемая электроэнергия, за год;
– число часов в году.
кВт.
Мощность, потребляемая электроустановками КС «Ухтинская» , составляет . Таим образом, полная мощность, которую должны обеспечить генераторы ЭСН, составит
|
, |
(1.3) |
кВт.
При работе генераторов с сетью с нулевым перетоком мощности возможны следующие варианты (номинальная мощность 1-го турбогенератора ):
§ 3 турбогенератора в работе, тогда каждый работает с загрузкой 1122,5 кВт, при аварии (выходе одного генератора из строя) будет работать два генератора с загрузкой 1683,8 кВт, генераторы близки к перегрузке.
§ 4 турбогенератора в работе, тогда каждый работает с загрузкой 841,9 кВт, при аварии (выходе одного генератора из строя) будет работать три генератора с загрузкой 1122,5 кВт (на 62%).
Таким образом, для обеспечения нормальной надежной работы системы необходимо, чтобы в работе постоянно находилось 4 турбогенератора.
Расчет токов короткого замыкания
Рассчитаем ток трехфазного короткого замыкания на шинах ЦРП-10 кВ. Для этого составим схему замещения прямой последовательности (рисунок 1.7). Определим сопротивления элементов входящих в схему замещения.
Сопротивление турбогенератора ГСБ-18000-10,5-1500УХЛ2
|
, |
(1.4) |
Ом.
, |
(1.5) |
кВ.
Сопротивление системы, определим, зная ток трех фазного к.з. на шинах ЗРУ-10 кВ ПС-110/35/10
|
, |
(1.6) |
Ом.
Активное и реактивное сопротивление кабельной линии ААБ2 (3х185) от ЗРУ-10 кВ на ПС-110/35/10 до ЦРП-10 кВ
|
, . |
(1.7) |
Ом,
Ом.
Активное и реактивное сопротивление воздушной линии АС-150 (3х150) от ЗРУ-10 кВ на электростанции собственных нужд до ЦРП-10 кВ
|
, . |
(1.8) |
Ом,
Ом.
Активное и реактивное сопротивление трансформаторов расположенных в КТП-10/0,4 кВ
|
, . |
(1.9) |
Трансформатор с номинальной мощностью 1000 кВА (Т1, Т3, Т6, Т11)
Ом,
Ом.
Трансформатор с номинальной мощностью 630 кВА (Т2, Т5, Т8, Т9)
Ом,
.
Трансформатор с номинальной мощностью 400 кВА (Т4, Т7, Т10, Т12, Т13)
Ом,
Ом.
Для определения токов к.з. в максимальном режиме определим эквивалентные сопротивления и ЭДС. Значения эквивалентных сопротивлений и соответствующих токов 3-х фазного к.з. представлены в таблице 1.9. Ток 3-х фазного к.з. определяется по формуле
, |
(1.10) |
где – эквивалентное ЭДС, кВ;
– эквивалентное сопротивление до точки к.з., Ом.
Таблица 1.9 – Расчет токов к.з. в максимальном режиме
|
Точка к.з. |
Эквивалентное сопротивление |
|
|
1 |
1,34 |
4,701 |
|
2 |
7,59 |
0,830 |
|
3 |
11,07 |
0,570 |
|
4 |
7,50 |
0,841 |
|
5 |
13,77 |
0,458 |
|
6 |
10,97 |
0,575 |
|
7 |
7,47 |
0,844 |
|
8 |
13,92 |
0,453 |
|
9 |
11,02 |
0,572 |
|
10 |
11,03 |
0,572 |
|
11 |
13,87 |
0,455 |
|
12 |
7,61 |
0,829 |
|
13 |
13,77 |
0,458 |
|
14 |
13,88 |
0,454 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19
