Проект электрической части ГЭС-768 МВт

 

1. Отчисления на амортизацию и обслуживание

И_а=(α_а+α₀)·(К/100),

где α_а+0 = 9,4% (при 220 кВ) и 8,4% (при 110 кВ).

     При 220 кВ

И_а1  = 9,4·(4338 /100) = 407,8  о.е.

И_а2  = 9,4·(4334/100)= 407,4 о.е.

     При 110 кВ

И_а1  = 8,4·(4338/100) = 364,4 о.е.

И_а2  = 8,4·(4334/100)= 364,1 о.е.

∑ И_а1 =772,2 о.е.

∑И_а2 = 771,5  о.е.

2. Стоимость  потерь энергии:

С_п = β·ΔW·10^-5;  β = 0,62 о.е./кВт·ч

С_п1 = 0,62·17504,1 ·10^-5 = 108,52 о.е.

С_п2 = 0,62·20646,6 ·10^-5 = 128,0 о.е.

3. Годовые  эксплуатационные издержки: о.е.

И=И_а+С_п

И₁ =864,3 о.е.

И₂ =883,1 о.е.

4. Расчет  приведенных затрат:

З = р_н·К+И,

З₁ = 0,12×4246 + 864,3 = 1373,8 о.е.

З₂ = 0,12×4242 + 883,1 = 1392,7 о.е.

где: р_н – нормативный коэффициент экономической эффективности,

       принимается р_н =0,12;

       К – капиталовложения при сооружении электроустановки, о.е.

       И – годовые эксплуатационные издержки, о.е.

Результаты  расчета экономических показателей  сводим в таблицу 5

 

Таблица 5 –  Технико-экономическое сравнение  вариантов

Тип оборудования	Стоимость единицы,  тыс. руб.	1 Вариант		2 Вариант
		кол-во	Общая стоимость, тыс. руб.	кол-во	Общая стоимость, тыс. руб.
ТДЦ-200/220	290	3	870	2	540
ТДЦ-200/110	210	3	630	4	840
АТДЦТН-125000/ 220/110	270	2	540	-	-
АТДЦТН-250000/ 220/110	367	-	-	2	734
Ячейка выключателя UВН	124	10	1240	9	1116
Ячейка выключателя UСН	46	23	1058	24	1104
Капитальные затраты, К = Ктр+Кв.в			4338		4334
Отчисления на амортизацию и обслуживание Иа=(αа+α0)·(К/100)			755,788		755,076
Стоимость потерь электроэнергии Сп=β·ΔW·10-5			108,52		128,0
Годовые эксплуатационные издержки И=Иа+Сп			864,3		883,1
Расчетные затраты З=рн·К+И			1373,8		1392,7

Вывод: Оптимальным  вариантом схемы является тот, у  которого меньше:

1 Капиталовложения.

2 Расчетные  приведённые затраты.

Для дальнейших расчетов выбираем 1 вариант схемы, так как экономически выгоден.

 

 

4 Расчет  токов короткого замыкания

 

Короткое  замыкание - это замыкание между  фазами, замыкание фаз на землю (в  сетях с глухо - и эффективно-заземленной нейтралями), а также витковые замыкания в электрических машинах

Для расчета  токов короткого замыкания, я  пользуюсь следующим порядком выполнения расчета:

1. Составляется расчетная схема рассматриваемой электроустановки, намечаются расчетные токи короткого замыкания.
2. На основании расчетной схемы составляется эквивалентная схема замещения, все сопротивления на ней нумеруются.
3. Определяются величины сопротивлений, и указывается на схеме замещения, обозначаются расчетные токи короткого замыкания.
4. Путем постепенного преобразования приводят схему замещения к простому виду, чтобы источники питания были связаны с точкой короткого замыкания одним результирующим сопротивлением.
5. Определяют по закону Ома начальное действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания I_по , а затем ударный ток i_уд, периодическую и апериодическую составляющие тока короткого замыкания, для заданного момента времени t (I_nt i_at).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1 Расчетная  схема электроустановки

 

Расчетная схема электроустановки (схема замещения) – это однолинейная схема установки  с указанием параметров всех элементов, необходимых для расчетов.

На расчетной  схеме указываются номинальные  параметры ( напряжения, мощности, сопротивления  и т.д. ) всех элементов ( систем, генераторов, трансформаторов, линий электропередачи, реакторов ), сопротивления которых  учитываются при расчетах токов  короткого замыкания, т.е необходимо указать:

для энергосистемы  – S_ном , МВА; Х_ном

для генераторов - S_ном ,МВА; Х_d^»

для трансформаторов ( АТ ) - S_ном , МВА; U_кз , %

для линии  электропередачи – L , км; Х_уд , Ом/км

Расчет  токов К.З. производится для выбора или проверки параметров электрооборудования, а также для выбора или проверки установок РЗ и А. Для упрощения  расчетов принят ряд допущений, не вносящий существенных погрешностей (не более 10% в сторону увеличения токов К.З.):

1. ЭДС всех генераторов не изменяются в течение всего времени К.З.
2. Не учитывается насыщение сердечников.
3. Пренебрегают намагничивающими токами трансформаторов.
4. Не учитывают ёмкостные проводимости.
5. Считают 3х фазную систему симметричной, расчет производят для одной фазы.
6. Пренебрегают активными сопротивлениями (кроме определения Та – постоянной времени затухания апериодической составляющей), расчет ведут по индуктивным сопротивлениям.

Расчет  ведется в относительно базисных единицах

При выполнении следует учесть, что сборные шины, электрические аппараты, кабельные  и воздушные перемычки небольшой  длины не учитываются.

Порядок расчета токов короткого замыкания.

1. Выполняется  расчетная схема электроустановки.

2. Составляется  схема замещения. 

3. Преобразуем  схему замещения до простейшего  вида.

4. Определяем  составляющие токи короткого  замыкания. 

 

Рисунок 6 – Расчетная схема электроустановки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 Схема  замещения электроустановки

 

          Схема замещения электроустановки - это однолинейная электрическая схема, в которой все элементы представлены индуктивными сопротивлениями - X, а источники ЭДС - индуктивными сопротивлениями - X и ЭДС – Е``.

Следует помнить, что в схему замещения  входят элементы, через которые осуществляется подпитка точки КЗ. Схема замещения должна быть преобразована до простейшего вида, когда между источником  ЭДС и точкой короткого замыкания останется одно результирующее сопротивление. 

Составляем  схему замещения электроустановки рисунок 7.

 

Рисунок 7 – Схема замещения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3 Расчёт  составляющих токов короткого  замыкания.

 

Расчет первой точки короткого замыкания

 

Расчёт ведем  в относительно – базисных единицах.

Принимаем: S_Б=1000 МВА

                      U_Б=U_СР=115 кВ

Х₁ = Х_*× S_б / S_н = 0,04 × 1000 / 5000 = 0, 008

X₂ = Х₃ = Х₄ = Х_уд× L× (S_б / U² _ср) = 0, 4×60×1000 / 230² = 0,45

Х₅ = Х₆ = Х₇ = _ΔU_кз / 100% × S_б / S_н = 11 / 100 × 1000 / 200 = 0,55

Х₈ = Х₉ = Х₁₀ = Х^’’_d × S_б / S_н = 0, 4 ×1000 / 160 = 2,5

Х₁₁ = Х₁₂ = _ΔU_кз  / 100% × S_б / S_н = 11 / 100 × 1000 / 125 = 0,88

Х₁₃ = Х₁₄ = Х₁₅ =_Δ U_кз / 100% × S_б / S_н = 10,5 / 100 × 1000 / 200 = 0,525

Х₁₆ = Х₁₇ = Х₁₈ = Х^’’_d × S_б / S_н = 0,4 × 1000 / 160 = 2,5

Преобразуем схему к упрощенному  виду

 

Х₁₉ = Х₂ / 3 = 0,15

Х₂₀ = Х₂₁ = Х₂₂ = Х₅ + Х₈ = 0,55 +  2,5  = 3,05

Х₂₃ = Х₂₀ / 3 = 3,05 / 3 = 1,017

Х₂₄ = Х₁₁ / 2 = 0,88 / 2 = 0,44

Х₂₅ = Х₂₆ = Х₂₇ = Х₁₃ + Х₁₆ = 0,525 + 2,5  = 3,025

 

Рисунок 8 – Схема замещения

Сворачиваем схему далее

Х₂₈ = Х₁₉ + Х₁ = 0,15+ 0,008 = 0,158

Х₂₉ = Х₂₅ / 3 = 3,025 / 3 = 1,008

Схема упростилась и приняла вид

Рисунок 9 – Схема замещения

Расчет связанной цепи

Х₃₀ = Х₂₃ × Х₂₈ / Х₂₃ + Х₂₈ = 1,017× 0,158/ (1,017+ 0,158) = 0,137

C₁ = X₃₀ / X₂₈ = 0,137/ 0,158 = 0,867

C₂ = X₃₀ / X₂₃ = 0,137/ 1,017= 0,135

X_рез = X₃₀ + X₂₄ = 0,137+ 0,44= 0,577

X₃₁ = X_рез / C₁ = 0,577/ 0,867= 0,665

X₃₂ = X_рез / C₂ = 0,577/ 0,135= 4,274

Рисунок 10 – Преобразование схемы

 

X₃₃ = X₃₂ × X₂₉ / X₃₂ + X₂₉ = 4,274× 1,008/ 4,274+ 1,008= 0,816

Рисунок 11 – Конечный вид схемы

 

 

 

 

Расчет второй точки короткого  замыкания

 .

Принимаем: S_Б=1000 МВА

                      U_Б=U_СР=230 кВ

Рисунок 12 – Преобразование схемы

Рисунок 13 – Схема замещения для расчета К-2

Х₃₄ = Х₂₄ + Х₂₉= 0,44+ 1,008= 1,448                                                

Рисунок 14 – Преобразованная схема

X₃₅ = X₂₃×X₃₄/X₂₃+X₃₄ = 1,017×1,448/1,017+1,448= 0,2945/1,089 = 0,597

Рисунок 15 – Конечный вид схемы

 

Расчет  третьей точки короткого замыкания

Рисунок 16 – Преобразованная схема

Х₃₆ = Х₂₀/2 = 3,05/2 =1,525

Х₃₇ = Х₂₄ + Х₂₉ = 0,44 + 1,008 = 1,448

X₃₈ = X₃₆ × X₃₇/ X₃₆ + X₃₇= 1,525×1,448/1,525+ 1,448= 0,74

Схема приобрела вид:

Рисунок 17 – Преобразованная схема

X_ЭКВ = X₂₈×X₃₈/X₂₈ + X₃₈ = 0,158×0,74/0,158+0,74 = 0,13

C₁ = X_ЭКВ/X₂₈ = 0,13/0,158 = 0,82

C₂ = X_ЭКВ/X₃₈ =0,13/0,74 = 0,18

X_РЕЗ = X_ЭКВ + X₅ = 0,13 + 0,55 = 0,68

X₃₉ = X_РЕЗ/C₁ = 0,68/0,82= 0,83

X₄₀ = X_РЕЗ/C₂ = 0,68/0,18 = 3,78

 

Рисунок 18 - Конечный вид схемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7 Расчет токов короткого замыкания

Точка К.З.	К1		К2		К3
Ucp., кВ	115		230		13.8
Источники	С	G1-6	С	G1-6	С	G1	G2-6
Ном. мощность источников Sном., МВА	5000	768	5000	768	5000	128	640
Результирующее сопротивление Хрез., о.е.(Ом)	0,665	0,816	0.158	0,597	0,83	2,5	3,78
Базовый ток	5,02		2,51		41,88
Е``([1],таб.3,4)	1	1.13	1	1.13	1	1.13	1.13
Iпо (3)  = (Е``/ Xрез)*Iб, кА	7,54	6,95	15,88	4,75	50,45	18,93	12,52
1	2	3	4	5	6	7	8
I`ном = Sном/ , кА	25	4,8	12,56	2,41	209,4	6,70	33,51
Iпо (3)  / I`ном	0,302	1,44	1,26	1,97	0,24	2,82	0,37
τ=0,01+tсв, с	0,045		0.045		0.045
Ynτ= Inτ(3) / Iпо (3)	1	0.95	1	0,92	1	0,87	1
Inτ(3) = Ynτ * Iпо (3), кА	7.54	6.602	15.88	4.37	50,45	16,46	12,52
Ку / Та	1,608 / 0,02	1,608 / 0,02	1,717 / 0,03	1,717 / 0,03	1,608 / 0,02	1,608 / 0,02	1,608 / 0,02
iу(3) = * Ку * Iпо (3), кА	17.1	15.76	38.5	11.5	114.38	42.92	28.39
e-t / Ta	0.105	0.89	0.22	0.89	0.47	0.89	0.89
iaτ(3) = * Iпо (3) * e-t / Ta, кА	1,119	8,747	4,94	5,978	33.53	23,82	15,75