Проектирование тепловой электростанции мощностью 2500 МВт, работающей на газе (Выбор и обоснование оптимального варианта главной схемы. Выбор схем РУСН 6 кВ и 0,4 кВ)

2 Выбор и обоснование оптимального варианта главной схемы

2.1 Составление вариантов структурной схемы станции

Необходимо рассмотреть три варианта структурной схемы ГРЭС. Схема электрической станции принимается блочной.

Связь ГРЭС с системой осуществляется на напряжении 500 кВ, а потребители снабжаются электроэнергией на напряжениях 330 кВ и 220 кВ, поэтому на станции необходимо сооружение трех распределительных устройств (РУ) на напряжениях 500 кВ, 330 кВ, 220 кВ.

Количество блоков генератор-трансформатор , шт, необходимых для покрытия нагрузки на напряжении 330 кВ:

                                                           (2.1)

.

Поэтому, к РУ 330 кВ возможно присоединение одного либо ни одного блока 500 МВт.

Количество блоков генератор-трансформатор , шт, необходимых для покрытия нагрузки на напряжении 220 кВ:

                                                           (2.2)

.

Поэтому, к РУ 220 кВ возможно присоединение одного блока 500 МВт.

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

В первом варианте структурной схемы (рисунок 2.1) три блока присоединяются к РУ 500 кВ, по одному  блоку – к РУ 330 кВ и РУ 220 кВ. Связь между РУ 500 кВ и РУ 330 кВ, РУ 330 кВ и РУ 220 кВ осуществляется посредством не менее двух автотрансформаторов связи. 

Рисунок 2.1 – Первый вариант структурной схемы ГРЭС

Во втором варианте структурной схемы (рисунок 2.2) четыре блока присоединяются к РУ 500 кВ, один  блок – к РУ 220 кВ. Связь между РУ 500 кВ и РУ 330 кВ, РУ 330 кВ и РУ 220 кВ осуществляется посредством не менее двух автотрансформаторов связи. 

Рисунок 2.2 – Второй вариант структурной схемы ГРЭС

В третьем варианте структурной схемы (рисунок 2.3) четыре блока присоединяются к РУ 500 кВ, один  блок – к РУ 220 кВ. Связь между РУ 500 кВ и РУ 330 кВ, РУ 500 кВ и РУ 220 кВ осуществляется посредством не менее двух автотрансформаторов связи. 

Рисунок 2.3 – Третий вариант структурной схемы ГРЭС

2.2 Выбор трансформаторов

2.2.1 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,                                                        (2.3)

630 МВ∙А>588 МВ∙А.

Выбирается блочный трансформатор Т1-Т3 типа ТДЦ-630000/500, Т6 типа ТЦ-630000/330, Т9 типа ТЦ-630000/220.

2.2.2 Выбор блочных трансформаторов для второго варианта

Номинальная мощность блочных трансформаторов выбирается по мощности генератора исходя из условия (2.3). Выбираются блочные трансформаторы Т1-Т4 типа ТДЦ-630000/500, Т9 типа ТЦ-630000/220.

2.2.3 Выбор блочных трансформаторов для третьего варианта

Номинальная мощность блочных трансформаторов выбирается по мощности генератора исходя из условия (2.3). Выбираются блочные трансформаторы Т3-Т6 типа ТДЦ-630000/500, Т9 типа ТЦ-630000/220.

2.2.4 Выбор автотрансформаторов связи для первого варианта

2.2.4.1 Выбор автотрансформаторов связи Т4 и Т5

Для выбора автотрансформаторов связи Т4 и Т5 определяются перетоки мощности S, МВ·А, в трех режимах по формулам:

1) в режиме максимальной нагрузки:

S_мах=;       (2.4)

где n  - суммарное количество блоков генератор-трансформатор, подключенных к РУ 330 кВ и РУ 220 кВ, шт;

 - реактивная мощность генератора, Мвар;

^.tg(arccos j),                                                       (2.5)

 500Чtg(arccos 0,85)= 309,87 Мвар;

2) в режиме минимальной нагрузки:

S_min=;            (2.6)

3) в аварийном режиме при отключении генератора на РУ 330 кВ при максимальной нагрузке на шинах  330 и 220 кВ:

S_пав=.    (2.7)

Расчетные мощности:

S_мах= = 334,26МВ∙А,

S_min== 489,25 МВ∙А,

S_пав==255,96 МВ∙А.

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

S_ном ≥ ,                                                   (2.8)

- коэффициент аварийной перегрузки, учитывающий отключение параллельно работающего автотрансформатора,  =1,4 ;

n- число автотрансформаторов, шт;

S_ном ≥ МВ∙А.

Выбирается две группы из 3-х однофазных  автотрансформаторов связи АОДЦТН-167000/500/330. Параметры автотрансформаторов приведены в таблице 2.1.

2.2.4.2 Выбор автотрансформаторов связи Т7 и Т8

Для выбора автотрансформаторов связи Т7 и Т8 определяются перетоки мощности S МВ∙А. в трех режимах по формулам:

1)  в режиме максимальной нагрузки:

S_мах=;                                (2.9)

2) в режиме минимальной нагрузки:

S_min =;                                (2.10)

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

S_пав=.                                        (2.11)

Расчетные нагрузки:

S_мах= = 48,73 МВ∙А,

S_мin== 133,48 МВ∙А,

S _пав == 431,64 МВ∙А.

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

S_ном ≥ ,                                                              (2.12)

S_ном ≥  МВ∙А.

Выбирается два автотрансформатора связи АТДЦТН-240000/330/220. Параметры автотрансформатора приведены в таблице 2.1.