- •3 Выбор трансформаторов на проектируемой электростанции
- •6 Выбор схемы собственных нужд и трансформаторов собственных нужд
- •8 Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей для заданных цепей
- •9 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения
- •10. Описание конструкции распределительного устройства
Содержание:
Введение-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1. Выбор генераторов-----------------------------------------------------------------------------------------------------
2. Выбор и обоснование двух вариантов схем проектируемой электростанции------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Выбор трансформаторов на проектируемой электростанции--------------------
4.Технико-экономическое сравнение вариантов схем проектируемой электростанции------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5. Выбор и обоснование упрощённых схем распределительных устройств разных напряжений-------------------------------------------------------------------------------
6. Выбор схемы собственных нужд и трансформаторов собственных нужд----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
7. Расчёт токов короткого замыкания----------------------------------------------------------------------
8. Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей для заданных цепей---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
9. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения--------------------
10. Описание конструкции распределительного устройства--------------------------
11. Вывод-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Список литературы---------------------------------------------------------------------------------------------------------
Введение
Электростанция – это установка, предназначенная для получения электрической или электрической и тепловой энергии. В зависимости от вида используемых энергетических ресурсов электрические станции делятся на тепловые, гидравлические, атомные, ветряные, геотермические и др.. Наиболее широко распространены тепловые (ТЭС) и гидравлические станции (ГЭС).
Тепловыми называют такие электростанции, где тепловую и электрическую энергию благодаря сжиганию в топках или в самих двигателях твердого, жидкого или газообразного топлива. Тепловые электростанции делятся на конденсационные (КЭС) и теплофикационные (ТЭЦ).
Теплофикационные электростанции – теплоцентрали (ТЭЦ) предназначены для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом.
ТЭЦ получили широкое применение в районах (городах) с большим потреблением тепла и электроэнергии.
Специфика электрической части ТЭЦ определяется расположением электростанции вблизи центров электрических нагрузок. В этих условиях часть мощности может выдаваться в местную сеть непосредственно на генераторном напряжении. С этой целью на электростанции создаётся обычно генераторное распределительное устройство (ГРУ). Избыток мощности выдаётся в энергосистему на повышенном напряжении.
Существенной особенностью ТЭЦ является повышенная мощность теплового оборудования по сравнению с электрической мощностью электростанции. Это обстоятельство предопределяет больший относительный расход электроэнергии на собственные нужды, чем на КЭС. Размещение ТЭЦ преимущественно в крупных промышленных центрах, повышенная мощность теплового оборудования по сравнению с электрическим повышают требования к охране окружающей среды. Так, для уменьшения выбросов ТЭЦ целесообразно, где это возможно, использовать в первую очередь газообразное или жидкое топливо, а также высококачественные угли.
Курсовой проект состоит из пояснительной записки и двух листов графической части, на которых изображена главная схема электрических соединений, разрез КРУ – 10 кВ.
Выбор генераторов проектируемой электростанции
Для составления схем выдачи мощности необходимо выбрать мощность и количество генераторов, установленных на проектируемой электростанции ТЭЦ-320 МВт. Для проектируемой станции ТЭЦ-320 МВт заданы два однотипных генератора по 160 МВт. Выбираем тип генератора из таблицы П2.1[1] и заносим его номинальные параметры в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 Выбор генераторов
Тип генератора |
Ном. активная мощность, МВт |
Полная мощность, ВМА |
КПД, %
|
Напряжение, кВ |
Частота вращения, Об/мин |
Общий вес, т |
Вес ротора, т |
Вес статора, т |
ТВВ-160-2ЕУЗ |
160 |
188,2 |
98,5 |
18 |
3000 |
165 |
31 |
115 |
Турбогенераторы серии ТВВ - имеют водородно-водяное охлаждение, обмотка статора непосредственное водой, а сердечник статора и обмотка ротора непосредственное водородом.
2 Выбор двух вариантов схем проектируемой электростанции
При проектировании электроустановок составляется структурная схема выдачи энергии, на которой показываются основные функциональные части электроустановки (распределительные устройства (РУ), трансформаторы, генераторы, комплектные распределительные устройства (КРУ)) и связи между ними.
Структурная схема зависит от состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов), распределения генераторов и нагрузки между РУ и КРУ.
По заданию связь с системой осуществляется на высшем напряжении 220 кВ, потребители получают питание с шин 10 кВ по воздушным линиям.
Для выбора схемы ТЭЦ, производим сравнение нескольких вариантов. Структурные схемы вариантов приведены на рис. 2.1 и 2.2.
В обоих вариантах 2 генератора подключаются с повышающими трансформаторами по схеме блока, так как по технологическим нормам для уменьшения токов КЗ генераторы мощностью 100 МВт и выше необходимо подключать по схеме блока.
В первом варианте потребители 10 кВ питаются по воздушным линиям от шин КРУ, которые в свою очередь получают питание отпайкой от блока через 2 трансформатора с расчепленной обмоткой (от 2-х генераторов).
Во втором варианте схема имеет принципиальное отличие в том, что на шины КРУ питание подаётся от 2-х генераторов, но через 4 трансформатора.
Два варианта схем выдачи энергии приведены на рисунке 2.1 и рисунке 2.2.
W1 W2 W3 W4
T1 T2
~ ~
G1 G2
T3 T4
n1-n16
Рисунок 2.1 Вариант 1
W1 W2 W3 W4
Т1 Т2
~ ~
G1 G2
Т1 Т2 Т3 Т4
Рисунок 2.2 Вариант 2
3 Выбор трансформаторов на проектируемой электростанции
Вариант 1:
Мощность блочных трансформаторов (Т1-Т2)выбираем по формуле:
Выбираем из таблице П2.7 [1] трансформатор типа ТДЦН-160000/220кВ
Таблица 3.1 Номинальные параметры трансформатора
Тип тр-ра |
Ном. U, кВ |
Потери, кВт |
Uк.з., % |
Iх.х. , % |
|||||
ВН |
НН |
х.х. |
к.з. |
|
|
||||
ТДЦН-160000/220 |
230 |
18 |
155 |
500 |
12,5 |
0,6 |
Мощность трансформаторов (Т3-Т4) выбираем по формуле:
;
Выбираем из таблице П2.4 [1] трансформатор типа ТРДН-63000/35кВ
Таблица 3.2 Номинальные параметры трансформатора
Тип тр-ра |
Ном. U, кВ |
Потери, кВт |
Uк.з., % |
Iх.х. , % |
||||
ВН |
НН |
х.х. |
к.з. |
|||||
ТРДН-63000/35 |
18 |
10,5-10,5 |
50 |
250 |
12,7 |
0,45 |
Вариант 2:
Мощность блочных трансформаторов (Т1-Т2)выбираем по формуле:
Выбираем из таблице П2.7 [1] трансформатор типа ТДЦН-160000/220кВ
Таблица 3.3 Номинальные параметры трансформатора
Тип тр-ра |
Ном. U, кВ |
Потери, кВт |
Uк.з., % |
Iх.х. , % |
||||
ВН |
НН |
х.х. |
к.з. |
|||||
ТДЦН-160000/220 |
230 |
18 |
155 |
500 |
12,5 |
0,6 |
Мощность трансформаторов (Т3-Т6) выбираем по формуле:
;
Выбираем из таблице П2.4 [1] трансформатор типа ТДН-25000/35кВ
Таблица 3.4 Номинальные параметры трансформатора
Тип тр-ра |
Ном. U, кВ |
Потери, кВт |
Uк.з., % |
Iх.х. , % |
||||
ВН |
НН |
х.х. |
к.з. |
|||||
ТДН-25000/35 |
18 |
6,3-6,3 |
25 |
115 |
10,5 |
0,65 |
4 Технико–экономическое сравнение вариантов схем проектируемой электростанции
Экономически целесообразный вариант определяется минимумом приведенных затрат.
З = рнК + И = min,
где рн=0,12 – нормативный коэффициент экономической эффективности; К – капитальные вложения на сооружение электроустановки, тыс. руб; И – годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб.
Годовые эксплуатационные расходы складываются из расходов на амортизацию и потерь энергии.
αа + αр
И = ———— · К + ∆Wт·β·10-5
100
где αа + αр = 8,4% – отчисления на амортизацию и обслуживание, %;
∆Wт – потери электроэнергии в трансформаторах, кВт·ч;
β – стоимость 1 кВт·ч потерянной электроэнергии, β = 1.5·10-2 у.е./кВт·ч.
Потери энергии в блочных трансформаторах:
∆Wт = Рх· Т + Рк · (Sнб / Sном )2·τ ,
где Рх, Рк – потери холостого хода и короткого замыкания, кВт;
Sном – номинальная мощность трансформатора, МВА;
Sмах – максимальная нагрузка трансформатора, МВА;
Т – число часов работы трансформатора, Т = 8760 ч;
- число часов максимальных потерь, определяется по кривой рисунок 5.6 [1] в зависимости от продолжительности использования максимальной нагрузки.
При Тmax = 4700ч → = 3300 ч.
Таблица 4.1 Капитальные затраты
Оборудование |
Стоимость единицы тыс. у.е. |
Вариант |
|||
Первый |
Второй |
||||
Кол-во единиц, шт. |
Общая стоимость, тыс. у.е. |
Количес-тво единиц, шт. |
Общая стои-мость, тыс. у.е. |
||
ТДЦН-16000/220 |
345
|
2
|
690
|
2
|
690
|
ТРДН-63000/35 |
121 |
2 |
242 |
- |
- |
ТДН-25000/35 |
76 |
- |
- |
4 |
304 |
Итог: |
|
|
935у.е. |
|
994у.е. |
Вариант 1
Капитальные затраты:
К=932у.е.
Потери энергии в трансформаторах:
;
Годовые эксплуатационные расходы:
а + р
И= ————— * K+Wт * * 10 –5
100
Приведенные годовые затраты:
Вариант 2
Капитальные затраты:
К=994у.е.
Потери энергии в трансформаторах:
;
Годовые эксплуатационные расходы:
а + р
И= ————— * K+Wт * * 10 –5
100
Приведенные годовые затраты:
Так как варианты практически равноценны З1 и З2, то выбираем вариант 2.
5 Выбор и обоснование упрощенных схем РУ разных напряжений
Для выбранного варианта выбираем схемы РУ. Подсчитываем количество присоединений в КРУ 10 кВ и 220 кВ.
10 кВ: n = 16ЛЭП + 4LR = 20
220 кВ: n = 4ЛЭП + 2Т = 6
Для схемы КРУ 10 кВ принял схему одиночного секционирования. В нормальном режиме секционные выключатели выключены, секции работают раздельно, потребители подключаются к сетям через отдельный выключатель. К каждой секции разрешается подключать 5-6 КЛ.
Достоинства: простота конструкции, более легкие условия проведения ремонтных работ (выключатели выкатываются), экономичность, секционирование сборных шин приводит к ограничению Iк.з. в аварийном режиме.
Для схем РУ 220 кВ я принял схему с одной рабочей и обходной системами шин.
Недостаток состоит в том, что длительность ремонтов выключателей и особенно воздушных возрастает и становиться недопустимым отключать цепь на все время ремонта.
При большем числе присоединений(7-15) рекомендуется схема с отдельными обходным Q0 и секционным QВ выключателями. Это позволяет сохранить параллельную работу линий при ремонте выключателей. На электростанциях возможно применение схемы с одной секционированной системой шин, но с отдельными обходными выключателями на каждую секцию.
Рисунок 4.1. Вариант 1
Рисунок 4.2 Вариант 2