Проектирование тепловой электростанции мощностью 960 МВт, работающей на мазуте (Выбор и обоснование оптимального варианта главной схемы. Выбор схем РУСН 6 кВ и 0,38 кВ)

2 Выбор и обоснование оптимального варианта главной схемы

2.1 Составление вариантов структурной схемы станции

Главная схема должна обеспечивать безотказную выдачу мощности станции, т.е. быть надежной. Надежность является одним из основных требований, предъявляемых к схемам электрических соединений станции.

Вторым важным требованием к схемам электростанции является экономичность, под которой понимается требование минимальных затрат материальных ресурсов и времени на сооружение станции и минимальных ежегодных расходов на ее эксплуатацию.

Существенным также является требование маневренности, которое подразумевает возможность легкого приспособления схемы к изменяющимся условиям работы.

Схема электрических соединений станции зависит также от соотношения мощности нагрузки и суммарной мощности генераторов, которые должны покрывать эту нагрузку.

Количество генераторов, необходимое для покрытия местной нагрузки , шт:

,                                               (2.1)

.

Для покрытия нагрузки на напряжении 10 кВ применяется два генератора.

На проектируемой электростанции мощность нагрузки на напряжении 10 кВ, от суммарной мощности генераторов, ее покрывающих, составляет , %,

,                                                   (2.2)

%.

При заданном напряжении и мощности нагрузки целесообразно использовать КРУ 10 кВ.

Количество блоков (генератор-трансформатор) присоединяемых к РУ 220 кВ , шт., при присоединении нагрузки 10 кВ к блокам, подключенным к РУ 110 кВ:

                                                        (2.3)

.

Поэтому, к РУ 220 кВ возможно присоединение одного или двух блоков.

Количество блоков (генератор-трансформатор) присоединяемых к РУ 220 кВ , шт., при присоединении нагрузки 10 кВ к блокам, подключенным к РУ 220 кВ:

                                                        (2.4)

.

Поэтому, к РУ 220 кВ возможно присоединение двух или трех блоков.

С учетом сказанного выше, намечаются два варианта структурных схем проектируемой ТЭЦ.

В первом варианте (рисунок 2.1) четыре блока генератор-трансформатор присоединяются к РУ 110 кВ, два блока присоединяются к РУ 220 кВ. КРУ присоединяется отпайками от блоков генератор-трансформатор, подключенных к РУ 110 кВ. РУ 220 кВ и РУ 110 кВ связаны между собой при помощи автотрансформаторов связи.

Во втором варианте (рисунок 2.2) четыре блока генератор-трансформатор присоединяются к РУ 110 кВ, два блока присоединяются к РУ 220 кВ. КРУ присоединяется отпайками от блоков генератор-трансформатор, подключенных к РУ 220 кВ. РУ 220 кВ и РУ 110 кВ связаны между собой при помощи автотрансформаторов связи.

Рисунок 2.1 – Первый вариант структурной схемы ТЭЦ

Рисунок 2.2 – Второй вариант структурной схемы  ТЭЦ

2.2 Выбор трансформаторов

2.2.1 Определение расхода на собственные нужды

Расход активной мощности на собственные нужды ТЭЦ Р_СН, МВт, для одного блока составляет:

Р_СН =α_снЧР_Г,                                                                (2.5)

Р_СН =0,06Ч160=9,6 МВт.

Расход реактивной мощности на собственные нужды ТЭЦ Q_СН, Мвар,  для одного блока составляет:

Q _СН= Р_СН Чtg(arccos j),                                                        (2.6)

Q_СН= 9,6Чtg(arccos 0,85)= 5,95 Мвар.

Расход полной мощности на собственные нужды ТЭЦ S_СН, МВ∙А, для одного блока составляет:

S_СН=                                                          (2.7)

S_СН=

2.2.2 Выбор блочных трансформаторов для первого варианта

Мощность блочных трансформаторов, S_НОМ.Т, МВ∙А, выбирается по мощности генератора по формуле:

S_НОМ.Т≥S_НОМ.Г- S_С.Н,                                                 (2.8)

200>188-11,294=176,706 МВ∙А.

Выбирается блочный трансформатор Т1,Т2 типа ТДЦ-200000/220, Т5-Т8 типа ТДЦ-200000/110

2.2.3 Выбор автотрансформаторов связи Т3 и Т4

Для выбора автотрансформаторов связи Т3 и Т4 определяются перетоки мощности, S, МВ·А в трех режимах по формулам:

1)  в режиме максимальной нагрузки:

S_мах=,                     (2.9)

где n – количество блоков генератор-трансформатор, присоединенных к РУ 220 кВ;

∙tg(arccos j),                                                        (2.10)

160∙tg(arccos 0,85)= 99,16 Мвар;

2) в режиме минимальной нагрузки:

S_min=                (2.11)

3) в аварийном режиме при отключении одного генератора при максимальной нагрузке на шинах 220 кВ:

S_пав=.             (2.12)

Расчетные нагрузки:

S_мах= МВ∙А,

S_мin= МВ∙А,

S_пав=МВ∙А.

Номинальная мощность автотрансформатора связи S_ном, МВ∙А , выбирается исходя из условия:

S_ном ≥ ,                                                        (2.13)

где - коэффициент аварийной перегрузки,  =1,4;

n- число автотрансформаторов, шт;

S_ном ≥ =89,07 МВ∙А.

Выбирается автотрансформатор связи АТДЦТН-125000/220/110. Его параметры приведены в таблице 2.1.

2.2.4 Выбор понижающих трансформаторов Т9 и Т0

Трансформаторы Т9, Т10 выбираются по максимальному перетоку мощности исходя из условия (2.13):

S_мах.р =106,67 МВ·А,

S_ном ≥ МВ·А.

Выбирается два трансформатора связи ТРДН-80000/20. Параметры трансформаторов приведены в таблице 2.1.

2.2.5 Выбор блочных трансформаторов для второго варианта

Блочные трансформаторы аналогичны предыдущему варианту.

2.2.6 Выбор автотрансформаторов связи Т3 и Т4

Для выбора автотрансформаторов связи Т2 и Т3 определяются перетоки мощности, S, МВ·А в трех режимах по формулам: