Проект электрической станции типа ТЭЦ. Выбор главной схемы электрических соединений, типов и мощностей трансформаторов связи

Введение

В работе представлен проект электрической станции типа ТЭЦ. Произведен выбор главной схемы электрических соединений. Выбраны типы и мощность трансформаторов связи. Определены схемы распределительных устройств. Рассчитаны токи короткого замыкания и рассмотрены меры по их снижению. Выбрано основное оборудование станции.

ТЭЦ относится к тепловым станциям. Теплоцентрали предназначены для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов теплом и электроэнергией. При такой комбинированной выработке электрической и тепловой энергии достигается значительная экономия топлива сравнительно с раздельным энергоснабжением Поэтому станции типа ТЭЦ получили широкое распростра­нение в районах и городах с большим потреблением тепла.

Установленную мощность ТЭЦ и типы турбоагрегатов выбирают в соответствии с потребностями в тепле и пара­метрами пара, используемого в произ­водственных процессах и для отопления. Наибольшее применение получили тур­бины с одним и двумя регулируемыми отборами пара и конденсаторами. Регулируемые отборы поз­воляют независимо регулировать в из­вестных пределах отпуск тепла и вы­работку электроэнергии. При неполной тепловой нагрузке они могут в случае необходимости развивать номинальную мощность с пропуском пара в конденса­торы. При большом и постоянном пот­реблении пара в технологических процес­сах применяют также турбины с проти­водавлением без конденсаторов. Рабочая мощность таких агрегатов полностью определяется тепловой нагрузкой.

В периоды, когда потребление тепла относительно мало, например ле­том, а также зимой при температуре воз­духа выше расчетной и в ночные часы электрическая мощность ТЭЦ, соответст­вующая потреблению тепла, уменьшает­ся. Если энергосистема нуждается в электрической мощности, ТЭЦ должна перейти в смешанный режим, при котором увели­чивается поступление пара в части низ­кого давления турбин и в конденсаторы. Экономичность электростанции при этом снижается.

Большинство ТЭЦ используют при­родный газ, транспортируемый по газо­проводам.

Исходные данные

Основные параметры проектируемой станций типа ТЭЦ:

Генераторы:

количество: 2

P_ном=30 МВт; U_ном=6,3 кВ; cosφ_ном=0,8; x_d``=0,143

Котлы:

количество:  3     

топливо: уголь

Собственные нужды:

P_max=9% от P_уст; U_ном=6 кВ; U_ном=380 В; cosφ_ном=0,8

Система С-1:

P_Σ=2200 МВт; x_c=0,7; аварийный резерв P=180 МВт

Данные о сети:

U_ном=6 кВ; P_max=30 МВт;; cosφ_ном=0,85; тип сети – кабельная

потребители %: 

1 категории       20

2 категории       80

3 категории       ---

Данные о сети:

U_ном=35 кВ; P_max=60 МВт;; cosφ_ном=0,8; тип сети – кабельная

потребители %: 

1 категории       ---

2 категории       80

3 категории       20

Линии связи с системой:

U_ном=35 кВ; n=2 шт; l=25 км

Число отходящих от шин линий

U_ном=35 кВ; n=4 шт

Нагрузка РП, МВт:

№1-6 – 2 МВт; №7-12 – 3 МВт

Минимальное сечение кабеля от ТП до РП:     

S_min=70 м²

Длина кабеля от шин станции до РП:

l=1,0 км

Глава 1.

Главная схема электрических соединений

1.1. Выбор числа и мощности трансформаторов связи

Руководствуясь соображениями надежности электро- и теплоснабжения местного потребителя, на ТЭЦ, как правило устанавливают два трансформатора связи с системой. Однако даже и при наличии условий, определяющих выбор одного трансформатора связи, из соображений уменьшения перетоков мощности между секциями (что особенно важно при наличии секционных реакторов) обычно устанавливают два трансформатора связи [1]. Структурная схема ТЭЦ представлена на рис 2.1

Выбор мощности трансформаторов связи осуществляем на основании перетоков мощности через каждый из них в различных режимах:

1. Нормальный режим

Перестроим графики нагрузок в именованных величинах (рис 1.2, 1.3). 

Установленная полная мощность:

Установленная реактивная мощность:

Максимальная полная мощность сети 6 кВ:

Максимальная реактивная мощность сети 6 кВ:

          Потребление мощности на собственные нужды считаем постоянным в течение суток. Мощность, расходуемая на собственные нужды:

активная: P_сн=0,09Р_уст=0,09^.60=5,4 МВт;

полная: S_сн= P_сн/ cosφ_ном=5,4/0,8=6,75 МВА;

реактивная: Q_сн=4,05 МВАр.

Определяем перетоки мощности через трансформаторы:

График перетока полной мощности в нормальном режиме приведен на рис. 1.4

                                    Рис. 1.4 График перетока мощности в нормальном режиме и при выходе из строя одного трансформатора.

2. Рассмотрим случай выхода из работы одного генератора. При этом второй генератор работает с постоянной нагрузкой, равной номинальной установленной. График перетока мощности через трансформаторы приведен на рис. 1.5.

             Рис. 1.5 График перетока мощности при выходе из строя одного генератора.

3. В случае отказа одного трансформатора связи графики перетоков мощности не будут отличаться от графиков нормального режима, однако оставшийся трансформатор может работать с перегрузкой.

Выбор трансформаторов связи:

1)  Нормальный режим  МВА (Зима).

 МВА

2)  Выход из строя одного генератора   МВА (Зима).

 МВА

3)  Отказ одного трансформатора связи   МВА (Зима). 

т.к. работает один трансформатор, то следует учесть его перегрузку

МВА, где к_авп=1,4 – коэффициент аварийной перегрузки.

Максимальная мощность равна S=31,21 МВА, по [1]  выбираем  трансформатор ТРНД-32000/35 со следующими паспортными данными: