Компановка и расчет главной электрической схемы ТЭЦ

 

Содержание.

 

1. Техническое задание на расчет.                                                    2                                      
2. Компановка структурной схемы ТЭЦ.                                         4
3. Расчет графиков нагрузок.                                                             5
4. Выбор трансформаторов.                                                               11
5. Выбор схем распределительных устройств.                                15
6. Технико-экономический расчет структурных схем.                   18
7. Расчет токов КЗ.                                                                              21
8. Выбор и проверка аппаратов и проводников                               36

9.  Список литературы                                                                          43 
1. Техническое задание на расчет

 

1. Проектируемая электроустановка………………………………………………ТЭЦ
2. Установленная мощность станции (SТЭЦ)………………………………….750МВА
3. Схема подключения ТЭЦ к энергосистеме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                            Рис. 1.1

 

4. График нагрузки генероторов:

                 S,%

 

                  80

                  60

 

                  40

                 

                  20

                                                                      t, ч

                       0     4      8    12   16    20

                                          рис. 1.2

 

5. Вид топлива……………………………………………………………………….уголь
6. Параметры энергосистем:

Табл. 1.1

Параметр системы	Система 1	Система 2
Напряжение, кВ	220	220
Сверхрерходная мощность, МВА		6000
Номинальная мощность, МВА	6000	6600
Относительное сопротивление, о.е.	0,8

 

7. Длина ЛЭП:  W1………………………………………………………………….140км

                             W2………………………………………………………………….80км

                             W3………………………………………………………………….100км

8. Параметры потребителей:

Табл. 1.2

Параметр потребителя	S1	S2
Максимум мощности, МВА	188	413
Напряжение на шинах, кВ	10	220
Отрасль промышленности	машиностроение	химическая

 

 

 

Суточные гафики потребления мощности отрослями промышленности

Табл. 1.3

t, ч	S1, %	S1, МВА	S2, %	S2, МВА	t, ч	S1, %	S1, МВА	S2, %	S2, МВА
0	76	168,1	97	471,3	12	100	221,1	92	447,1
1	76	168,1	90	437,3	13	86	190,2	92	447,1
2	70	154,8	90	437,3	14	100	221,1	95	461,5
3	78	172,5	90	437,3	15	100	221,1	100	485,8
4	85	188	95	461,5	16	78	172,5	100	485,8
5	81	179,2	97	471,3	17	86	190,2	92	447,1
6	85	188	97	471,3	18	95	210,1	92	447,1
7	90	199,1	97	471,3	19	97	214,5	90	437,3
8	80	176,9	100	485,8	20	73	161,4	90	437,3
9	78	172,5	100	485,8	21	99	218,9	92	447,1
10	95	210,1	95	461,5	22	90	199,1	92	447,1
11	88	194,6	92	447,1	23	82	188,3	92	447,1

 

9. Дополнительные технические условия:

• коэффициент мощности для всех потребителей (cosφ)………………………...0,85

• годовая эквивалентная температура воздуха…………………………………+10 0С
• расчеты вести без учета сезонной нагрузки (по зимнену графику).
 

2. Компановка структурной схемы ТЭЦ

 

Компановка структурной схемы начинается с выбора числа генераторов и их мощностей и заключается в правильном распределении генераторов по РУ. Согласно техническому заданию станция должна отдавать мощность на двух напряжениях 10 кВ и 220 кВ, в результате чего в главной схеме должны быть предусмотрены два распределительных устройства.

Для получения оптимального проектного решения обычно разрабатывают несколько вариантов структурной схемы энергоустановки и выбирают из них лучший по результатам техникоэкономического расчета. В учебном проекте для данного анализа достаточно разработать два варианта.

Число генераторов должнос составлять 3 – 8 единиц. По условиям электродинамической стойкости оборудования мощность генераторов ГРУ при U=10 кВ Pген<=63 МВт. Для питания нагрузки на повышенном напряжении (35 кВ и выше) целесообразно использовать блоки «генератор-трансформатор» с генераторами мощностью 120-250 МВт.

Таким образом имеем две структурные схемы:

а)                                                                         

 

     б)

Рис. 2

 

 

3.  Расчет графиков  нагрузок

 

Целью данных расчетов является определение графиков перетоков мощности через трансформаторы связи и графиков обменной мощности станции с энергосистемой. Первый график необходим для выбора трансформаторов связи, второй позволяет определить необходимое число линий связи станции с энергосистемой и с потребителем.

При расчете графиков нагрузок необходимо учитывать собственные нужды станции по формуле:

Рсн=Ксн*Рген

Ксн=10% (для станции, работающей на угле).

В учебном проекте графики расчитываются для различных режимов работы станции с целью определения наиболее тяжелого продолжительного режима.

График перетока мощности. Перетоком мощности называется мощность, проходящая между ГРУ и ОРУ. Как видно из схем, эта мощность проходит через трансформаторы связи. Для определения наиболее тяжелого графика перетока рассматриваются два режима работы станции:

• нормальный, при котором с проектными нагрузками работают все генераторы и потребитель;
• ремонтный режим ГРУ, при котором на станции выведен в ремонт самый мощный генератор, подключенный к шинам ГРУ;

В соответствии со структурной схемой переток мощности между ГРУ и ОРУ в каждый момент времени определяется как:

Sпер=Sггру – Sснгру – S1,

где Sггру – полная мощность генераторов, работающих на шинах ГРУ с учетом рис. 1.2;

 Sснгру – полная мощность собственных нужд генераторов ГРУ с учетом рис. 1.2;

S1 – полная мощность потребителя 1.

График обменной мощности. Обменной мощностью называется мощность обмена станции с энергосистемами. Эта мощность проходит по линиям связи станции и поэтому по её величине будет закладываться в проект количество цепей ЛЭП, подключаемых к Шинам ОРУ – 220 кВ от энергосистемы.

Ремонтный режим генератора станции – это режим, в котором выведен в ремонт самый мощный генератор станции.

В соответствии со структурной схемой обменная мощность ровна:

Sобм= Sпер+Sгбл – Sснбл – S2

Произведем расчеты для схемы рис. 2а и сведем их в таблицы 3.1 – 3.3, а графики на рис. 3.1 – 3.2:

1) График перетока мощности в нормальном режиме работы станции:

Табл. 3.1

t, ч	Sггру – Sснгру	S1	Sпер	Sгбл – Sснбл	S2	Sобм
0	269,325	168,1	101,2	402,3	471,3	32,2
1	269,325	168,1	101,2	402,3	437,3	66,2
2	269,325	154,8	114,5	402,3	437,3	79,5
3	269,325	172,5	96,8	402,3	437,3	61,8
4	269,325	188	81,3	402,3	461,5	22,1
5	269,325	179,2	90,1	402,3	471,3	21,1
6	269,325	188	81,3	402,3	471,3	12,3
7	269,325	199,1	70,2	402,3	471,3	1,2
8	283,5	176,9	106,6	423,5	485,8	44,3
9	283,5	172,5	111	423,5	485,8	48,7
10	283,5	210,1	73,4	423,5	461,5	35,4
11	283,5	194,6	88,9	423,5	447,1	65,3
12	283,5	221,1	62,4	423,5	447,1	38,8
13	283,5	190,2	93,3	423,5	447,1	69,7
14	283,5	221,1	62,4	423,5	461,5	24,4
15	283,5	221,1	62,4	423,5	485,8	0,1
16	283,5	172,5	111	423,5	485,8	48,7
17	283,5	190,2	93,3	423,5	447,1	69,7
18	269,325	210,1	59,2	402,3	447,1	14,4
19	269,325	214,5	54,8	402,3	437,3	19,8
20	269,325	161,4	107,9	402,3	437,3	72,9
21	269,325	218,9	50,4	402,3	447,1	5,6
22	269,325	199,1	70,2	402,3	447,1	25,4
23	269,325	188,3	81	402,3	447,1	36,2

 

Суточный график перетока мощности в нормальном режиме работы станции:

 

 2) График перетока мощности в ремонтном режиме ГРУ:

Табл. 3.2

t, ч	Sггру – Sснгру	S1	Sпер	Sгбл – Sснбл	S2	Sобм
0	201,994	168,1	33,8	402,3	471,3	-35,2
1	201,994	168,1	33,8	402,3	437,3	-1,2
2	201,994	154,8	47,1	402,3	437,3	12,1
3	201,994	172,5	29,4	402,3	437,3	-5,6
4	201,994	188	13,9	402,3	461,5	-45,6
5	201,994	179,2	22,7	402,3	471,3	-46,3
6	201,994	188	13,9	402,3	471,3	-55,1
7	201,994	199,1	2,8	402,3	471,3	-66,2
8	212,625	176,9	35,7	423,5	485,8	-26,6
9	212,625	172,5	40,1	423,5	485,8	-22,2
10	212,625	210,1	2,5	423,5	461,5	-35,5
11	212,625	194,6	18	423,5	447,1	-5,6
12	212,625	221,1	-8,5	423,5	447,1	-32,1
13	212,625	190,2	22,4	423,5	447,1	-1,2
14	212,625	221,1	-8,5	423,5	461,5	-46,5
15	212,625	221,1	-8,5	423,5	485,8	-70,8
16	212,625	172,5	40,1	423,5	485,8	-22,2
17	212,625	190,2	22,4	423,5	447,1	-1,2
18	201,994	210,1	-8,2	402,3	447,1	-53
19	201,994	214,5	-12,6	402,3	437,3	-47,6
20	201,994	161,4	40,5	402,3	437,3	5,5
21	201,994	218,9	-17	402,3	447,1	-61,8
22	201,994	199,1	2,8	402,3	447,1	-42
23	201,994	188,3	13,6	402,3	447,1	-31,2