Проектирование ГРЭС, работающей на угле, установленной мощностью 1900 МВт

1 Общий баланс мощности ГРЭС и выбор синхронных генераторов

1.1 Выбор генераторов

По заданной номинальной мощности Р_н=200 и 300 МВт и номинальному напряжению U_ном=15,75 и 20 кВ принимаются к установке турбогенераторы типа ТГВ-200-2УЗ  и ТГВ-300-2У3. Номинальные параметры данного генератора приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1– Номинальные параметры генераторов

Тип турбогенератора		ТГВ-200-2УЗ	ТГВ-300-2У3
Параметр
NНОМ , об/мин		3000	3000
Номинальная мощность, МВ∙А		235,3	353
Номинальная активная мощность, МВт		200	300
Номинальное напряжение, кВ		15,75	20
Номинальный COS φ		0,85	0,85
Номинальный ток статора, А		8625	10189
Максимальная мощность, МВ∙А		294	367
Схема соединения обмоток		YY	YY
Число выводов		9	12
Система возбуждения		ТН	ТН
Возбудитель		СВТ-300	ВТ
Номинальное напряжение возбудителя, В		1465/840	485/840
Номинальный ток возбудителя, А		3350/6100	3200/6100
Охлаждение обмотки статора		Н/ВОДОЙ	Н/ВОДОЙ
Охлаждение стали статора		Н/В	НВ
Охлаждение обмотки ротора		Н/В	НВ
Хd //, о.е.		0,19	0,195

1.2 Построение графиков нагрузки

Согласно заданию проектируемая станция должна обеспечивать электроэнергией потребителей, в качестве которых выступают предприятия цветной металлургии на напряжениях 330 кВ и 220 кВ. Характерные суточные графики электрических нагрузок  приведены на рисунках 1.1, 1.2.

Величина максимальной  активной нагрузки потребителей , МВт,

                                               (1.1)

где  i  - класс напряжения нагрузки;

N_л.i – количество линий на данном напряжении, шт;

Р_л.i – мощность одной линии, МВт;

Р_мах.330=3Ч253=759 МВт,

Р_мах.220 =8Ч120=960 МВт.

Максимальная реактивная мощность потребителей Q_мах.i, Мвар,

Q_мах.i=Р_мах.i·tg(arccos j),                                              (1.2)

Q_мах.330 =759Чtg(arccos 0,87)=430,15 Мвар,

Q_мах.220 = 960Чtg(arccos 0,86)=569,63 МВар.

Полная мощность потребителей S_мах.i, МВЧА,

S_мах.i =                                                  (1.3)

S_мах.330==872,41 МВ∙А,

S_мах.220==1116,28 МВ∙А.

Данные для построения графиков нагрузок на напряжении 330 кВ приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2- Данные для построения суточного графика нагрузок на напряжении 330 кВ

%	P, МВт	Q, Мвар	S, МВ∙А	t, ч
100	759,00	430,15	872,41	8
95	721,05	408,64	828,79	16

Рисунок 1.1-График нагрузки для потребителей 330  кВ

Данные для построения графиков нагрузок на напряжении 220 кВ приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3- Данные для построения суточного графика нагрузок на напряжение 220 кВ

%	P,МВт	Q,Мвар	S,МВ∙А	t, ч
100	960,00	569,63	1116,28	8
95	912,00	541,15	1060,47	16

Рисунок 1.2-График нагрузки для потребителей 220 кВ

1.3 Общий баланс мощности

Общий баланс мощности представляет собой баланс между общей электрической нагрузкой и установленной мощностью станции.  Суммарная нагрузка определяется путём суммирования нагрузок на всех напряжениях.

Суммарная мощность нагрузки, отдаваемая внешним потребителям , МВт:

,                                                    (1.4)

   МВт.

Баланс активной мощности, МВт, в максимальном режиме:

                                            (1.5)

где α_с.н.-удельный расход на собственные нужды, принимается равным 0,06 /9/, о.е.;

Р_ГΣ-суммарная активная мощность генераторов станции, МВт;

Р_ГΣ=n₂₀₀∙Р_г.200+ n₃₀₀∙Р_г.300,                                          (1.6)

где n₂₀₀, n₃₀₀ -количество генераторов мощностью 200 МВт и 300 МВт соответственно, шт;

Р_Г.200, Р_Г.300-активная мощность генераторов, МВт;

Р_ГΣ=2∙200+5∙300=1900 МВт,

 

Баланс активной мощности , МВт,  в минимальном режиме:

                                   (1.7)

где γ-коэффициент понижения нагрузки в минимальном режиме,γ=0,95;

 

Баланс мощности в аварийном режиме , МВт, при отключении одного генератора мощностью 300 МВт при максимальной нагрузке на шинах:

                                         (1.8)

Таким образом, видно, что в максимальном и минимальном режимах станция избыточна и выдает мощность в энергосистему, а в аварийном режиме станция дефицитна и потребляет мощность из энергосистемы.

1.4 Определение расхода электроэнергии на собственные нужды

Расход активной мощности на собственные нужды ГРЭС Р_СН.300, МВт, для блока 300 МВт составляет:

Р_СН.300 =α_с.н..ЧР_г.300,                                                        (1.9)

Р_СН.300 =0,06Ч300=18 МВт.

Расход реактивной мощности на собственные нужды ГРЭС Q_СН.300, Мвар,  для блока 300 МВт составляет:

Q_СН.300= Р_СН.300 Чtg(arccos j),                                                (1.10)                                             

Q _СН.300= 18Чtg(arccos 0,85)=11,16 Мвар.

Расход полной мощности на собственные нужды ГРЭС S_СН.300, МВ∙А, для блока 300 МВт составляет:

S_СН.300=                                                 (1.11)

S_СН.300=

Расчет расхода активной, реактивной и полной мощности для блока 200 МВт производится аналогично по формулам (1.9)-(1.11):

Р_СН.200 =0,06Ч200=12 МВт,

Q _СН.200=12Чtg(arccos 0,85)=7,44 Мвар,

S_СН.200=