Разработка главной электрической схемы КЭС и выбор электрооборудования (количество и мощность генераторов = 5×220 МВт)

1.Исходные данные:

Генераторы:

                       число: 5;

                       мощность: 220 МВт;

Система:

                      напряжение: 220 кВ;

                      длина ЛЭП связи: 200 км;

                      аварийный режим: 250 МВА;

Нагрузка потребителей на U1:

                      напряжение: 110 кВ;

                      число потребителей: 8;

                      мощность: 40 МВт;

                      коэффициент одновременности:  0,8;

                      коэффициент мощности: 0,9;

Примечание: связь не блочная;

Дополнительные исходные данные:

Минимальная нагрузка КЭС составляет 0,7 максимальной, в предположении двухступенчатого суточного графика нагрузка.

Нагрузки потребителей относятся к первой и второй категориям.

2. Разработка главной электрической схемы КЭС.

Схему трансформаторных соединений между генераторами и РУ основных напряжений называют структурной электрической схемой.

На КЭС с двумя повышенными напряжениями, когда сети обоих напряжений эффективно заземлены, обычно применяют схему с отдельными АТС между РУ ВН и РУ СН.

Определим распределение блоков, устанавливаемых на РУ ВН и на РУ СН.

Данные по нагрузке:

Активная и реактивная мощности нагрузки в максимальном режиме:

Активная и реактивная мощности нагрузки в минимальном режиме:

Мощность аварийного резерва:

Максимальная активная мощность нагрузки получилась равной 256 МВт. Так как КЭС имеет 5 турбогенераторов мощностью 220 МВт каждый, то наилучшим вариантом исполнения схемы будет вариант,  в котором мощность генераторов, подключенных к шинам РУ 110 кВ, будет равна мощности нагрузки, подключенной к этим шинам. Поэтому к шинам 110 кВ подключаем 2 генератора, а остальные к шинам РУ 220 кВ.

2.2 Выбор генераторов

Выбор генераторов сводится к выбору типа генератора по заданным параметрам ( мощности и напряжения ). Выбираю генератор типа ТВВ – 220 – 2ЕУ3 ( с водородно – водяным охлаждением ).

Номинальная реактивная мощность:

Мощности собственных нужд:

Принимаю коэффициент собственных нужд равным 0,08.

Активная мощность: 

Реактивная мощность:

Полная мощность:

Выбираем количество линий по [1]. Максимальная мощность отдаваемая в систему:

Выбираем 4 линии.

2.3 Выбор трансформаторов.

2.3.1 Выбор трансформаторов блока и собственных нужд.

Расчетная мощность трансформаторов блоков определяется с учетом нагрузки собственных нужд.

Напряжения обмоток трансформаторов выбираются исходя из заданных напряжений генераторов и РУ.

Исходя из расчетов, выбираем трансформаторы:

2.3.2 Выбор автотрансформаторов связи.

Выбираем АТС по трем условиям:

1.  Нормальный режим.

2.  Аварийное отключение блока.

3.  Аварийное отключение 1 АТС:

4.   

Выбранный трансформатор удовлетворяет всем условиям.

3. Расчет токов короткого замыкания для выбора электрических аппаратов.

3.1 Составление расчетных схем.

3.1.1 Составление принципиальной схемы электрических соединений.

 Расчетная схема обладает следующими характерными особенностями:

1. У трансформаторов и автотрансформаторов указаны виды соединения обмоток, а также казан вид заземления нейтрали.
2. Указаны все подлежащие выбору выключатели.
3. Прямоугольники РУ заменены сборными шинами.
4. В коммутационных узлах всех напряжений указаны точки КЗ, для которых необходимо рассчитать токи КЗ.

Расчетная точка выбирается таким образом, чтобы через нее протекал наибольший ток.

3.1.2 Составление схемы замещения.

Схема замещения повторяет расчетную схему, в которой все элементы заменены соответствующими индуктивными сопротивлениями, а электромагнитная связь в трансформаторах заменена гальванической.

3.2 Расчет параметров схемы замещения.

Расчет производится в точных базисных относительных единицах. Зададим базисные напряжения ( по числу ступеней ) и базисную мощность:

Определим базисные токи на всех ступенях: