Выбор структурной схемы КЭС на генераторном напряжении

2. ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ КЭС

2.1 Выбор вариантов выполнения блоков

Электрическая схема КЭС на генераторном напряжении строится по блочному принципу с питанием собственных нужд блока от сети генераторного напряжения. Параллельная работа блоков осуществляется на повышенном напряжении. С учетом наличия оборудования и ограничений, налагаемых энергосистемой, блоки выполняются простыми или укрупненными, с двухобмоточными трансформаторами или с трансформаторами с расщепленной обмоткой низшего напряжения, а в отдельных случаях и с автотрансформаторами. Применение автотрансформаторов в блоках оправдано только тогда, когда помимо мощности, передаваемой из сети низшего напряжения в сеть высшего напряжения, существует постоянный переток мощности из сети среднего напряжения в сеть высшего напряжения. Варианты блоков приведены на рис 2.1.

Выбираем схему, в которой генератор соединён с повышающим трансформатором непосредственно, т.е. без всяких коммутационных аппаратов (рис. 2.1, а). Между генератором и повышающим трансформатором предусматривают ответвление для отбора части мощности в систему собственных нужд (СН) блока через понижающий трансформатор. Последний присоединяют также без выключателя на ответвлении, чтобы не снижать надёжности блока установкой дополнительного аппарата, вероятность повреждения которого заметно больше вероятности повреждения трансформатора. Выключатели предусматривают только на стороне высшего напряжения повышающего трансформатора и на стороне низшего напряжения трансформатора собственных нужд.

Чтобы ввести блок в работу, необходимо обеспечить электроэнергией систему СН через пускорезервный трансформатор, присоединённый к сборным шинам

Рис.2.1. Варианты блочных схем

высшего или среднего напряжения. Пуск блока производится в следующем порядке. При отключенных выключателях блока и выключателях рабочего трансформатора СН включают пускорезервный трансформатор на соответствующие секции системы СН и пускают электродвигатели рабочих машин. Подогревание и разворот турбины происходит одновременно. Когда частота вращения агрегата достигнет номинальной, генератор может быть возбуждён, синхронизирован и включён, т.е. соединён электрически с сетью энергосистемы. Теперь можно постепенно нагрузить блок, включить рабочий трансформатор СН и отключить пускорезервный. Процесс останова блока протекает в обратном порядке. Система СН должна быть переключена с рабочего трансформатора на пускорезервный, так как после отключения блока часть рабочих машин должна продолжать свою работу. После этого блок может быть разгружен, отключён от сборных шин и генератор может быть развозбуждён.

    Недостаток рассматриваемой схемы заключается в необходимости переключения системы СН в процессе пуска и останова; в случае повреждения в тепломеханической части блока он должен быть отключен выключателями высшего напряжения, что нежелательно в РУ кольцевого типа, поскольку нормальная работа РУ при этом нарушается.

2.2 Выбор генератора

В соответствии с исходными данными, принимаем генератор ТВФ-110-2ЕУ3, со следующими номинальными данными (табл.2.1)

Таблица № 2.1

Номинальные данные генератора

Тип турбогенератора	Номинальная мощность		Номинальное напряжение, кВ	cosjном	Номинальный ток, кА	Х’’d
	полная, МВА	активная, МВт
ТВФ-110-2ЕУЗ	137,5	110	10,5	0,8	7,56	0,189

2.3 Выбор мощности блочных трансформаторов

Мощность трансформаторов блоков согласовывается с мощностью генераторов. Она должна обеспечивать выдачу всей энергии, вырабатываемой генераторами, за вычетом энергии, потребляемой на собственные нужды, в сеть повышенного напряжения. Мощность двухобмоточных трансформаторов и трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения определяется по формуле:

S_{т, ном}≥ |S_г.ном-S_СНmax|,

где S_г.ном – номинальная мощность генератора, МВА; S_СНmax – максимальная мощность СН, МВА. Блочные двухобмоточные трансформаторы применяются без РПН.

S_г.ном=P_г/cosφ_г=110/0,80=137,5 МВА;

S_СНmax=0,08P_г/ cosφ_СН=(0,08·110)/0,8=11,0 МВА;

     Согласно заданию данная станция имеет нагрузку, запитанную от сети 6 кВ.

Подключим к трансформатору СН нагрузку, питающую РП. Мощность нагрузки

S_нг=Р_нг/cos j_нг=2,5/0,8=3,125 МВА

Теперь мощность блочного трансформатора определяется так:

S_т,ном≥ 137,5-11,0-3,125=123,375 МВА.

Выбираем трансформатор ТДЦ–125000/110. Номинальные данные трансформатора приведены в таблице № 2.2.

Таблица № 2.2

Номинальные данные блочного трансформатора

Тип трансформатора	SНОМ, МВ∙А	Напряжение обмотки, кВ		Потери, кВт		UК, %	IХ, %
		ВН	НН	PК	PХ
ТДЦ-125000/110	125	121	10,5	400	120	10,5	0,55