Проектирование электрической части ТЭЦ с установленной мощностью проектируемой установки 780 МВт

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Омский Государственный Технический Университет

Кафедра  ЭсПП

Пояснительная записка к курсовому проекту

по курсу: “ Электрическая часть станций и подстанций ”

                                                                                              Шифр: Т-780-3-9-50-13-39

Выполнил студент

группы Э-416

Сайфутдинов Р.Н.

Проверил:

Вендерович Г.А.

Омск-1999

Оглавление

Введение__________________________________________________________2

Задание к работе____________________________________________________3

Выбор вариантов структурной схемы ЭУ_______________________________4

Выбор силовых трансформаторов_____________________________________6

Выбор схем РУ_____________________________________________________11

Технико-экономический расчет_______________________________________14

Расчет токов КЗ____________________________________________________17

Выбор шин­­­­­________________________________________________________26

Выбор изоляторов__________________________________________________29

Выбор токоограничивающих реакторов________________________________30

Выбор выключателей________________________________________________31

Выбор разъеденителей_______________________________________________33

Выбор ТТ__________________________________________________________34

Выбор ТН__________________________________________________________36

Используемая литература_____________________________________________38

Введение

Проектирование электрической части электростанций и подстанций представляет собой процесс выработки и принятия решений по схемам электрических соединений, составу электрооборудования и его размещению связанный с производством расчетов, оптимизацией объекта в целом и его фрагментов.

Особенности ТЭЦ:

1.  Строится вблизи потребителей тепловой энергии

2.  Обычно работает на привозном топливе

3.  Большую часть вырабатываемой электроэнергии выдает потребителям близлежащих районов на генераторном напряжении

4.  Низкоманевренны

5.  Имеют относительно высокий суммарный КПД--60-70%

Задание к работе

1.  Проектируемая электроустановка – ТЭЦ

2.  Установленная мощность проектируемой установки –  PY = 780 МВт.

3.  Схема подключения проектируемой ЭУ к энергосистеме:


Рис.1:  Схема подключения проектируемой ЭУ к энергосистеме.

4.  Параметры системы

UC = 220 кВ

Система С1: SН = 7200 МВА, I”=28 кА;

Система С2: X* = 1.3 о.е., I”= 26 кА;

ЛЭП: L1=230 км, L2=260 км.

5.  Максимальная нагрузка первого потребителя электроэнергии составляет 50% от PY

6. 
Отрасль промышленности первого потребителя – металлургия цветная, второго – машиностроение.

Рис.2.Суточный график нагрузок агрегатов станции

Выбор вариантов структурной схемы ЭУ.

Структурная схема электрической части станции задает распределение генераторов между РУ различных напряжений, определяет электромагнитные связи ( трансформаторные или автотрансформаторные ) между РУ и состав блоков генератор – трансформатор. Выбор структурной схемы основывается на сравнении возможных вариантов по технико-экономическим критериям.


Генераторы: ТВФ – 63-2У3-8 шт,

                      ТВВ-100-2ЕУ3-1шт,

                      ТВВ-110-2ЕУ3-2шт.

Рис.3. Структурная схема ЭУ ( I вариант ).


ΣPСТ= 824 МВт = 8*63+100+2*110

Генераторы: ТВФ – 63-2У3-7шт,

                      ТВВ-110-2ЕУ3-2шт,

                      ТВВ-160-2ЕУ3-1шт.

Рис.3. Структурная схема ЭУ ( II вариант ).

Мощность собственных нужд составляет 5% от PY и PСН= 40 МВт

Выбор силовых трансформаторов.

Расчет перетоков мощности.

        Расчет перетоков мощности между ГРУ-10 кВ и ОРУ-220 кВ производится для выбора трансформатора связи.

Мощность перетока считаем по формуле:

PПЕР= ΣPГРУ-10 кВ-P1-PСН  ,

где ΣPГРУ-10 кВ – суммарная мощность генераторов на ГРУ-10 кВ;

P1 – мощность первого потребителя;

PСН – мощность СН, забираемая с ΣPГРУ-10 кВ.

Мощность перетока Sпер в каждый час сведена  в таблице 1 для  I  варианта.

Таблица 1

t,ч

Pг, %

Pген

Pсн, МВт

P1, МВт

Pпер

Sпер,мва

0-1

80

403,2

20,2

370

13

15,3

1-2

80

-

-

-

-

-

2-3

80

-

-

-

-

-

3-4

80

-

-

-

-

-

4-5

80

-

-

-

-

-

5-6

80

-

-

-

-

-

6-7

80

403,2

20,2

-

13

15,3

7-8

100

504

25,2

370

108,8

128

8-9

100

-

-

390

88,8

104,5

9-10

100

-

-

390

88,8

104,5

10-11

100

-

-

390

88,8

104,5

11-12

100

-

-

370

108,8

128

12-13

100

-

-

390

88,8

104,5

13-14

100

-

-

-

-

-

14-15

100

-

-

-

-

-

15-16

100

-

-

-

-

-

16-17

100

-

-

390

88,8

104,5

17-18

-

-

-

370

108,8

128

18-19

-

504

25,2

-

108,8

128

19-20

100

453,6

22,7

-

108,8

128

20-21

90

-

-

-

60,9

71,6

21-22

90

-

-

-

60,9

71,6

 22-23

90

-

-

-

60,9

71,6

23-24

90

453,6

22,7

370

60,9

71,6

II вариант:      

Таблица 2

t,ч

Pг, %

Pген

Pсн, МВт

P1, МВт

Pпер

Sпер,мва

0-1

80

353

17,7

370

-35

-41

1-2

80

-

-

-

-

-

2-3

80

-

-

-

-

-

3-4

80

-

-

-

-

-

4-5

80

-

-

-

-

-

5-6

80

-

-

-

-

-

6-7

80

353

17,7

-

-35

-41

7-8

100

441

22,1

370

48,9

57,6

8-9

100

-

-

390

28,9

34

9-10

100

-

-

390

28,9

34

10-11

100

-

-

390

28,9

34

11-12

100

-

-

370

48,9

57,6

12-13

100

-

-

390

28,9

34

13-14

100

-

-

-

-

-

14-15

100

-

-

-

-

-

15-16

100

-

-

-

-

-

16-17

100

-

-

390

28,9

34

17-18

-

-

-

370

48,9

57,6

18-19

-

-

-

-

48,9

57,6

19-20

100

441

22,1

-

48,9

57,6

20-21

90

397

19,9

-

7,1

8,4

21-22

90

-

-

-

7,1

8,4

 22-23

90

-

-

-

7,1

8,4

23-24

90

397

19,9

370

7,1

8,4

 

I вариант:

Формула (1) Sср.кв=    =92,2 МВт

Предварительно выбираем трансформатор

ТДЦ – 125000/220

Определяем коэффициент начальной загрузки

трансформатора:

формула (2) K1=1/SТ.НОМ      =0,33

коэффициент аварийной  перегрузки:

 


формула (3)   K2/=1/SТ.НОМ   

по таблице 1.36 из [2] находим:

К2 ТАБЛ =0.98

Выбранный трансформатор ТДЦ – 125000/220

проходит по условиям аварийной перегрузки.

Вариант II

Формула (4) Sср.кв=    =39,7 МВт

Предварительно выбираем трансформатор

ТРДН – 63000/220.

Определяем коэффициент начальной загрузки:

 


Формула (5) K1=1/SТ.НОМ      =0,55

Коэффициент аварийной перегрузки:

 


Формула (6) )   K2/=1/SТ.НОМ    =0,91

 Коэффициент максимальной перегрузки:

Формула (7) KМАХ=57,6/63=0,91

По таблице 1.36 из [2] находим:

K2 ТАБЛ =1.36

Выбранный трансформатор ТРАН – 63000/220 проходит по условиям аварийной перегрузки.

Трансформаторы  блочные для обоих вариантов рассчитываем по формуле (8)

Для генераторов : ТВВ – 100-2ЕУ3- ТДЦ – 125000/220

                               ТВВ-110-2ЕУ3- ТРДЦН – 160000/220

 ΣPГРУ-10 кВ ТВВ-160-2ЕУ3 – ТРДЦН – 200000/220

Выбор схем РУ
При выборе схем РУ должны учитываться требования гибкости и надежности, простоты и экономичности схемы, возможность расширения и условия гражданской обороны. По возможности следует применять типовые схемы электрических соединений электростанций и подстанций, рекомендованные проектными институтами.

Для ОРУ-220 кВ принимаем схему с двумя секционированными системами сборных шин и с обходной системой шин.

ГРУ-10 кВ – одинарная секционированная кольцевая система шин.


Здесь две схемы


Сравнительный технико-экономический расчет

Наиболее экономичным вариантом при выборе числа и мощности генераторов, трансформаторов является тот, который обеспечивает минимальное значение приведенных затрат

З = ЕН˙К+И , где И – годовые издержки ( руб./год ),

К – капиталовложение в электростанцию,

ЕН – нормативный коэффициент нормативности капиталовложений , ЕН=0.12

Таблица 3

Оборудование

Стоим.

Оборудования,

тыс.руб

вариант

I

II

Кол-во ед-ц

(штук)

Общая стоимость

тыс.руб.

Кол-во ед-ц

(штук)

Общая стоимость

тыс.руб.

1. Генераторы

3130

2920

ТВФ-63-2У3

260

8

7

ТВВ-100-2ЕУ3

350

1

ТВВ-110-2ЕУ3

350

2

2

ТВВ-160-2ЕУ3

40

1

2.Трансформаторы

1096

1046,2

ТРДН-63000/220

119,6

2

ТРДЦН-125000/220

186

3

ТРДЦН-160000/220

206

2

2

ТРДЦН-200000/220

206

1

3. Ячейки ГРУ

9

8

72

7

63

4.Секционный реактор

24,5

8

196

7

206,92

5.Ячейки ОРУ

88

10

880

10

880

ИТОГО

5374

5116,1

Все данные из {2}.

Годовые издержки производства:

И = ИИОПОТ

 Ф(9) – издержки на амортизационные отношения, где а – норма амортизационных отношений а=0.064

ИА1=0.064·5374=344 т.р.,

ИА2=0.064· 5116.1=327.5 т.р.

ИО= (в·к/100) – ежегодные расходы на обслуживание,

 где в – норма затрат на обслуживание, в = 3%

ИО1=0.03·5374=161.22 т.р.

ИО2=0.03·5116.1 т.р.

ИПОТ=βΔА – удельные издержки на потери ,

β = 20 коп/кВт·час

ΔА=ΔАТ – потери энергии в трансформаторах

ΔАТ=n·ΔPX · 8760+(1/n) ·ΔPX· (SCР.КВ/SНОМ)2·τ,

где n-число трансформаторов

ТMAX=(Σ Pi·ti)/PMAX – время максимальных нагрузок

По рис.7 определяем

Ф(10)

По рис.8 определяем:

Ф(10)

Ф(11)

Ф(12)-время максимальных потерь в трансформаторе,

Ф(13)

Ф(14)

Потери энергии в трансформаторах связи:

Ф(15,16)

 Потери энергии в блочных трансформаторах:

Ф(17,18)

ΔА1=7449.84 МВт·ч/год ;

ΔА2=6722.23 МВт·ч/год.

ИПОТ1=0.2·7449.84=1489 т.р./год

ИПОТ2=0.2·6722.23=1344 т.р./год

З1=0.12·5374+(1489+112.21+359.07)=2605 т.р.

З2=0.12·5116.1+(1344+110.75+354.41)=2423 т.р.

В результате проведенного технико-экономического видно, что полные приведенные затраты во втором варианте меньше. Предпочтение отдаем второму варианту.

Расчет токов КЗ

Расчет токов к.з. проводится для:

1.  Проверки шин и аппаратов по условию электродинамической и термической устойчивости

2.  Выбора токоограничивающих элементов

3.  Проверки и выбора устройств релейной защиты.

Расчет ведем для 3-х фазного к.з. по приближенному методу в относительных единицах.

Сопротивления элементов приводим к одним базисным условиям.

За базисную мощность принимаем Sб=1000 МВт


Рис.11 Схема замещения расчетной схемы ЭУ

Для  К-1: Uб=230 кВ, Iб1==2,5 кА;

Для  К-2: Uб=10,5 кВ, Iб2==55 кА.

Сопротивления системы:

X2==0,09;

X4=Xсж*()=0,13;

Сопротивления ЛЭП:

X2===1,74;

X3===1,94;

Сопротивления трансформаторов:

X5=X6==0,88;

X7==0,63;

X8=X9==0,78.

Сопротивление реакторов:

Xp=Xном*;

X11=X13=X15=X17=X19=X21=X23=0,105*=1,47;

Сопротивления генераторов:

Xг=XdII;

X10=X12=X14=X16=X18=X20=X22=0,203*=3,22;

X24=0,213=1,33;

X25=X26=0,189*=1,72.


Преобразуем схему

          Рис.12. Эквивалентная схема замещения ЭУ

X28===0,97;

X29==0,76

X30=0,5*X5=0,5*0,88=0,44;


Ec=Ec1=Ec2=1.

Рис.13 Эквивалентная схема замещения ЭУ

Параллельно сворачиваем X28 и X29

X31==0,43.


Рис.14 Эквивалентная схема  ГРУ-10кВ.

X33=X36=;


X32=X34=X35=X37=

Рис.15 Эквивалентная схема ГРУ-10кВ.

X40=X45=

X41=X44=  

X42=X43=      


Рис.16  Эквивалентная схема ГРУ-10кВ.

X46=X23+X37+X45+X40+X32=1,47+0,6+0,41+0,41+0,6=3,49;

X47=X48=X42+X15=1,01+1,47=2,48.


Так как потенциалы точек А и В равны, то эквивалентная схема

Похожие материалы

Информация о работе