Выбор основного оборудования и разработка вариантов схем выдачи энергии при проектировании ТЭЦ-400 МВт

2 ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СХЕМ ВЫДАЧИ ЭНЕРГИИ

            2.1 РАЗРАБОТКА ВАНРИАНТОВ СХЕМ

            Произведем разработку вариантов схем электроснабжения для схемы внешнего электроснабжения, показанной на рисунке 1.

Рисунок 1- Схема энергосистемы

              При проектировании ТЭЦ до разработки главной схемы составляют структурные схемы выдачи электроэнергии. Схемы выдачи электроэнергии зависят от типа и мощности станции, состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов) и распределения нагрузки между распредустройствами разного напряжения.

            При выборе числа и мощности генераторов ТЭЦ, присоединенных к шинам генераторного напряжения, руководствуемся следующими соображениями:

-           с целью снижения токов К.З. число генераторов, присоединенных к ГРУ, не должно быть меньше двух и больше четырёх;

-           ударный ток К.З. на шинах генераторного напряжения должен быть не более 300 кА;

-           суммарная мощность генераторов, присоединенных к шинам генераторного напряжения, должна превышать мощность, выдаваемую с этих шин потребителям;

-           связь с системой должна осуществляться ни менее чем через два трансформатора.

            Учитывая это, составляем два варианта схем выдачи энергии. Выбранные варианты изображаем на рисунке 2 и рисунке 3.

 Рисунок 2 - Первый вариант схемы выдачи энергии

Рисунок 3 - Второй вариант схемы выдачи энергии

2.2 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

            Для проектируемой ТЭЦ принимаем к установке на ГРУ 10 кВ три генератора по 63 МВ·А, а на РУ 110 кВ - два генератора по 100 МВ·А. Из ([1], таблица 2.1, стр. 76) выбираем синхронные генераторы марки ТВФ, а их параметры заносим в таблицу 1.

Таблица 1 - Выбор синхронных генераторов

            2.3 ВЫБОР БЛОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ И ТРАНСФОРМАТОРОВ СВЯЗИ

            При выборе числа и типов трансформаторов стремятся сократить затраты как  на сами трансформаторы так и на сооружение РУ, уменьшая его размеры и количество устанавливаемой электротехнической аппаратуры. Высокая надежность трансформаторов дает возможность увеличивать их единичную мощность и уменьшать удельную стоимость. При этом одновременно сокращается и количество аппаратов, устанавливаемых на подстанции. Отсюда вытекает, что для заданных условий необходимо выбирать трансформаторы предельной мощности.

            Блочные трансформаторы соединяют генераторы с РУ. Расчетная мощность блочных трансформаторов S_Т , МВ·А, определяется по условию     ,                                                                                              (2,1)

где       S_Г -мощность генератора, входящего в состав блока, МВ·А.

            Число трансформаторов связи определяется схемой прилегающего района энергосистемы, и выбирают мощность для двух трансформаторов по  условию

            .                                                                                      (2,2)

Значение S_рас.Т.С , МВ·А, выбирается наибольшей из трех условий: режима минимальных нагрузок, режима максимальных нагрузок и послеаварийный режим, когда отключается один из генераторов.

            ,                                                         (2,3)

                                                                      (2,4)

                                                                        (2,5)

где       S_СН - расчетная  мощность на собственные нужды i-го трансформатора, МВ·А;

            S_Н.max - максимальная нагрузка на РУ, МВ·А;

            S_Н.max - минимальная нагрузка на РУ, МВ·А, которая находится по формуле

            ,                                                                       (2,6)

где       P_min.% - процент минимальной нагрузки, %;

            P_Н.max - максимальная нагрузка на РУ, кВт;

            cosφ_Н - коэффициент мощности нагрузки, принимается равным 0,8.

            Значение полной максимальной мощности нагрузки S_Н.max, МВ·А определяется по формуле

            .                                                                                (2,7)

            Расчетная мощность для трансформатора собственных нужд определяется из выражения

            ,                                                                                (2,8)

где       S_СН.% - процент расхода на собственные нужды.

            Блочные трансформаторы и трансформаторы собственных нужд выбираются одинаковые для двух схем по условию (2,1) и (2,8) соответственно

            S_Т ≥ 125 МВ·А.

По ([1], таблица 3.6, стр. 150 ) выбираем трансформатор типа ТДЦ-125000/110 и заносим его номинальные данные в таблицу 2.

            125 МВ·А ≥ 125 МВ·А, - условие выполняется.

            В основном энергия собственных нужд расходуется на приготовление и транспортировку топлива, подачу питательной воды и воздуха в котлы и удаление дымовых газов, техническое водоснабжение, вентиляцию, освещение и т.д. Основные требования, предъявляемые к системе собственных нужд, состоят в обеспечении надежности и экономичности работы механизмов собственных нужд. Учитывая это, принимаем количество трансформаторов СН равным количеству генераторов. А число резервных трансформаторов примем равным 1.

            Условие выбора трансформаторов собственных нужд

            S_Т.СН ≥ S_СН.                                                                                       (2,9)

По (2,8) при S_Г = 78,75 МВ·А (для генераторов Г1-Г3)            , МВ·А.

            10 МВ·А ≥ 7,087 МВ·А.

При S_Г = 125 МВ·А (для генераторов Г4, Г5)

            , МВ·А.

            16 МВ·А ≥ 11,25 МВ·А.

По ([1], таблица 3.4, стр. 130) выбираем трансформаторы собственных нужд типа ТДНС, результаты выбора заносим в таблицу 2.

            Резервный трансформатор собственных нужд выбирается по условию

            S_{Т.СН.рез} ≥ 1,5·S_Т.СН.max ,                                                                      (2,10)

где       S_Т.СН.max - наибольшая мощность трансформатора СН, МВ·А.

Тогда по (2,10)

            25 МВ·А ≥ 1,5·16=24 МВ·А

Таблица 2 - Выбор блочных трансформаторов и трансформаторов