Выбор основного оборудования и разработка вариантов схем выдачи энергии при проектировании ТЭЦ

2.Выбор основного  оборудования  и  разработка  вариантов  схем выдачи  энергии

К основному электрическому оборудованию электростанций относятся генераторы и трансформаторы. Количество агрегатов и их параметры выбираются в зависимости от типа, мощности и схемы станции, мощности энергосистемы и нового оборудования. Разработаем схемы, в которых оно будет работать.

До разработки главной схемы составляем структурные схемы выдачи электроэнергии (мощности), на которых показываем основные функциональные части  установки (генераторы, трансформаторы, РУ) и связи между ними.

Схемы выдачи электроэнергии зависят от типа и мощности станции, состава оборудования (числа генераторов и трансформаторов) и распределения нагрузки разного напряжения.

Выбор той или иной структурной схемы электростанции производится на основании технико-экономического сравнения двух вариантов.

На основании выданного задания составляем следующие структурные схемы:

Вариант 1                        Вариант 2

нагрузка

Рис.1.1-Структурные схемы вариантов схем

На проектируемой ТЭЦ для двух вариантов выбираем генераторы типа:

Тип           генератора	Sном, МВА	Р,МВт	cos f	Uном, кВ	Iном, кА	xd’’	Цена, т.р.
ТВС-32У3	40	32	0.8	10.5	2.2	0.153	250
ТВС- 32У3	40	32	0.8	10.5	2.2	0.153	250
ТВФ-63-2У3	78.75	63	0.8	10.5	4.33	0.153	268

Для выбора мощности трансформаторов связи рассмотрим следующие режимы работы:

- выдача избыточной мощности в энергосистему в период минимума нагрузки на шинах генераторного напряжения

                        Sт > Рг/cos fг – Рг.н.мин/cos fср – Рсн/cos fcн

                                                    (2.1)

где Рг и -номинальная мощность и коэффициент мощности генератора, МВт и о.е.;

Р      -минимальная нагрузка шин генераторного напряжения, МВт;

Р     -максимальная нагрузка шин генераторного напряжения, МВт;

-средний коэффициент мощности нагрузки, 0,8…0,9;

Р  -мощность собственных нужд, МВт;

-коэффициент мощности собственных нужд, 0,8.

- пропуск от энергосистемы недостающей мощности на шинах генераторного напряжения в момент максимальной нагрузки и при отключении одного из наиболее мощных генераторов

                                                                         (2.2)

Sт > Рг/cos fг – Рг.н.макс/cos fср – Рсн/cos fcн

Выбор мощности трансформатора, работающего в блоке с генератором определяем по:

                                                                                   (2.3)

Выбор мощности трансформатора по условию перегрузки:

                                                                                           (2.4)

где  - наибольшее по модулю значение расчётной мощности, МВ×А;

   -коэффициент учитывающий допустимую аварийную длительную перегрузку.

Вариант 1

Трансформаторы Т1, Т2 :

1.                          Sт = 127/0.8 – 22,75/0.85 – 11,25= 120,73МВА ;

2.                          Sт = 64/0.8 –35/0.85 – 11,25= 41,985 МВ×А;

МВА.

Выбираем: ТРДЦН-125000/110 с характеристиками: Рх = 105 кВт; Рк = 400 кВт; Uк =11 %;

U_вн = 115 кВ; U_нн1 = U_нн2 = 10,5 кВ; Ix =0,55 %; S_ном.т = 125 МВ×А; цена: 176 тыс. у.е.

Вариант 2

Трансформаторы Т1 и Т2

1.                          Sт = 95/0.8 – 22,75/0.85 –7,2= 84,79  МВ×А;

2.                          Sт = 64/0.8 – 35/0.85 –3,6= 32,65               МВ×А;

S1т = 84,79/1,4 = 60,564МВ×А.

Выбираем: ТДЦ-80000/110 с характеристиками: Рх = 85 кВт; Рк = 310 кВт; Uк = 11 %;

U_вн = 121 кВ; U_нн = 10,5 кВ; Ix =0,6 %; S_ном.т = 80 МВ×А; цена: 133 тыс. у.е.

Трансформатор Т3, так как он работает в блоке генератор-трансформатор, то он выбирается из условия, что  должен пропускать полную мощность генератора. Причём на трансформаторе в блоке устройство РПН не устанавливается, отсюда по (2.3):

Sт =32/0.8 – 32*9/0.85*100= 36,611МВ×А.

Выбираем: ТРДН-40000/110 с характеристиками: Рх = 34 кВт; Рк = 170 кВт; Uк = 10,5 %;

U_вн = 115 кВ; U_нн = 10,5 кВ; Ix =0,5 %; S_ном.т = 40 МВ×А; цена: 88 тыс. у.е.

Трансформаторы собственных нужд выбираются по условию:

                                                               (2.5)

где -процент расхода мощности на собственные нужды.

Вариант 1

Рабочие трансформаторы собственных нужд принимаются из заданного процента потребления собственных нужд, резервный трансформатор собственных нужд принимаем равным по мощности наибольшего рабочего трансформатора.

   Sс.н. = (9/100)*63*0.8 = 7,87  МВ×А.

Выбираем ТСН: ТДНС-10000/35 с характеристиками: Рх = 12 кВт; Рк = 60 кВт; Uк = 8 %;

U_вн = 10,5 кВ; U_нн = 6,3 кВ; Ix =0,75 %; S_ном.т = 10 МВ×А; цена: 43 тыс. у.е.

Выбираем РТСН: ТДН-10000/110 с характеристиками: Рх = 14 кВт; Рк = 58 кВт; Uк = 10,5 %; U_вн = 115 кВ; U_нн = 6,6 кВ; Ix = 0,9 %; S_ном.т = 10 МВ×А; цена: 40 тыс. у.е.

Вариант 2

На станциях с блоками до 160 МВт устанавливают один пуско-резервный