Выбор основного оборудования ТЭЦ. Разработка вариантов схем выдачи энергии

1.  ВВЕДЕНИЕ

Современная электроэнергетика базируется на трехфазном переменном токе с частотой 50 Гц. Применение трехфазного тока объясняется большей экономичностью сетей и установок трехфазного тока по сравнению с установками однофазного переменного тока, а также возможностью применения наиболее надежных, простых и экономичных асинхронных электродвигателей по сравнению с электродвигателями других типов.

В городах, поселках и на крупных предприятиях электрические сети строятся на напряжение 10кВ и реже 6кВ. Напряжения 35 и 110кВ применяются для связи электростанций между собой при небольших расстояниях и в распределительных сетях при питании потребителей от мощных станций. Напряжения 220, 330 и 500кВ применяются для связи мощных электростанций между собой, передачи больших мощностей на дальние расстояния, а также для межсистемной связи.

ТЭЦ, как правило, сооружаются в городах, рабочих поселках и при крупных промышленных предприятиях, т. е. в центре тепловых и электрических нагрузок. Поэтому большая часть генераторов ТЭЦ присоединяется непосредственно к сборным шинам генераторного напряжения 6-10кВ, от которых отходят линии для питания местных потребителей, т. е. промышленных предприятий и городских трансформаторных пунктов ТП. С этих же сборных шин питаются,  и трансформаторы собственных нужд при наличии избыточной мощности на ТЭЦ последняя передается в энергосистему с помощью повышающих трансформаторов связи, сборных шин повышенного напряжения и линий электропередачи ВЛ. В случае дефицита (недостатка) генерирующей мощности последняя поступает из энергосистемы через те же трансформаторы связи.

Электрическая часть каждой электростанции, прежде всего характеризуется схемой электрических соединений, на которой условными обозначениями нанесены все агрегаты и аппараты электрической части станции и соединения между ними.

В данном курсовом проекте производим выбор оборудования ТЭЦ : генераторов, трансформаторов, аппаратов и токоведущих частей. Расчет токов короткого замыкания, выбор типов релейной защиты и измерительных приборов.  

2. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СХЕМ ВЫДАЧИ ЭНЕРГИИ

Выбор генераторов

Поскольку мощность проектируемой ТЭЦ – 320, то выбираем  турбогенераторы по  63 МВт и турбогенераторы  по 160 МВт, 200 МВт.

По [3] табл. 2.1,стр.76 выбираем генераторы марки ТВФ –63-2У3 и                      ТВВ –200-2АУ3,  ТВВ -160-2EУЗ;

Технические данные турбогенераторов заносим в таблицу 2.1.

      Таблица 2.1 Технические данные выбранных генераторов

Генератор ТВФ-63-2УЗ: генератор с водородным форсированным охлаждением, 63- мощность в продолжительно допустимом режиме перегрузки , МВт, 2- количество полюсов, У- для работы в районах с умеренным климатом, З- для работы в закрытых помещениях с естественной изоляцией.

Генератор ТВВ-160-2ЕУЗ: генератор с водородно-водяным  охлаждением обмоток, 160-номинальная  мощность, МВт, 2- количество полюсов, Е-принадлежность к единой унифицированной серии,  У- для работы в районах с умеренным климатом, З- для работы в закрытых помещениях с естественной изоляцией.

Выбор двух вариантов схем

проектируемой электростанции

                        Вариант 1

В первом варианте все линии питаются через ГРУ 10 кВ, а во втором два генератора подключается к РУ 330 кВ через блочные трансформаторы. ГРУ выполняется с одиночной секционированной системой шин.

Питание потребителей генераторного напряжения осуществляется через групповые  реакторы.

В двух вариантах РУ 330 кВ выполняется полуторной.

Выбор трансформаторов на проектируемой ТЭЦ

Выбираем трансформаторы связи для первого варианта исходя из двух условий:

1)Выдача избыточной мощности в энергосистему в период минимума нагрузки на шинах генераторного напряжения:

                          ,                   (2.1)

где Р_г и cosφ_г – номинальная мощность и номинальный коэффициент мощности  генераторов;

Р_{г.н. мин} и cosφ_ср – минимальная нагрузка шин генераторного напряжения и средний коэффициент мощности нагрузки;

Р_с.н. и cosφ_сн  - мощность потребляемая собственными нуждами и коэффициент мощности собственных нужд.

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

,                     (2.2)

где Р_{г.н. макс} и cosφ_ср – максимальная нагрузка шин генераторного напряжения и средний коэффициент мощности нагрузки.

При аварийном отключении одного из двух параллельно работающих трансформаторов или при одновременном отключении одного генератора и одного трансформатора (наложение аварий), перегрузка оставшегося в работе трансформатора S_{т ав} не должна превышать 1,4.

В связи с обратимым режимом работы трансформаторов связи предусматриваем устройства для регулирования напряжения нагрузкой (РПН) на стороне высшего напряжения (ВН).

S_т =

Блочный трансформатор рассчитываем по формуле

;      

По [3] табл. 3.6 стр.146 выбираем трансформаторы типа ТРДЦН-63000/330 , блочный трансформатор типа ТДЦ-200000/330

Трансформаторы связи для второго варианта:

1.                                

2.                                 

S_т =

Блочный трансформатор рассчитываем по формуле

;       

По [3] табл. 3.6 стр.146 выбираем трансформаторы типа ТРДЦН-63000/330, а блочный трансформатор типа ТДЦ-250000/330.

Номинальные данные выбранных трансформаторов сводим в таблицу 2.2.

Трансформаторы собственных нужд выбираются по условию:

где -процент расхода мощности на собственные нужды.

Определяем мощности трансформаторов собственных нужд для первого варианта схемы:

Генераторы ТВФ-63-2У3:

 МВ∙А.

Выбираем трансформатор ТДНС-10000/35 (таблица3.8.[2]).

Основные технические данные приведены в таблице 2.3.

Генераторы ТВВ-160-2ЕУ3:

 МВ∙А.

Выбираем трансформатор ТРДНС-25000/35 (таблица3.8.[2]).

Выбираем резервный трансформатор:

 МВ∙А.

Выбираем трансформатор ТРДНС-25000/330, которой изготавливаем на заказ.

Выбираем пускорезервный трансформатор:

 МВ∙А.

Выбираем трансформатор ТРДНС-32000/330 (таблица3.8.[2]).

Определяем мощности трансформаторов собственных нужд для второго