Проектирование КЭС 1000 Мвт

СОДЕРЖАНИЕ

 

Список сокращений

1 Выбор основного  силового оборудования………………………………….….6

1.1 Выбор структурной  схемы КЭС……………………………………………....6

1.2 Выбор генераторов  и блочных трансформаторов……………………….…..8

1.3 Выбор числа  и мощности автотрансформаторов  связи на КЭС. ….……... 10

2 Расчет технико-экономических  показателей сравниваемых вариантов...…..14

2.1 Определение  капитальных вложений для каждого варианта структурной схемы……………………..…………………………….………………...……..... 15

2.1.1 Расчет капиталовложений  для первого варианта структурной схемы…..15

2.1.2 Расчет капиталовложений для второго варианта структурной схемы.….16

2.2 Определение  годовых эксплуатационных издержек  для каждого варианта структурной  схемы……………………………………………………………..…16

2.2.1 Для первого  варианта структурной схемы………………………....…..….18

2.2.2 Для второго  варианта структурной схемы……………………………..….19

3 Выбор схем  распределительных устройств…………………………………...21

3.1 Выбор рабочих трансформаторов  с.н. (ТСН)….…………………………....21

3.2 Выбор резервных трансформаторов с.н. и выбор места их включения…..22

4. Выбор     и      обоснование      схем     распределительных устройств……………………………………………………………………..25

4.1 Выбор схемы распределительного устройства высшего напряжения…....25

4.2 Выбор схемы распределительного устройства низшего  напряжения   из    двух высших……………………………………   ………………………………26

5 Расчет токов короткого замыкания…………………………………………...28

5.1 Расчет параметров  элементов схемы замещения……………………….….28

5.1.1 Расчет токов короткого замыкания в точке К-1…………………….....…30

5.1.2 Расчет токов короткого замыкания в точке К-2…………………….....…33

5.1.3 Расчет токов короткого замыкания в точке К-3…………………...…..…35

Список источников информации

 

СПИСОК  СОКРАЩЕНИЙ

 

 

 

 

АТ – автотрансформатор

ВН – высокое  напряжение

к.з. – короткое замыкание

НН – низкое напряжение

ОРУ – открытое распределительное устройство

ПРТ – пуско-резервный трансформатор

РПН – устройство регулирования напряжения под нагрузкой

РУ – распределительное  устройство

СН – среднее  напряжение

с.н. – собственные  нужды

ТСН – трансформатор собственных нужд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ВЫБОР ОСНОВНОГО СИЛОВОГО  ОБОРУДОВАНИЯ

1.1 Выбор структурной  схемы КЭС

Как и схемы других электростанций (ТЭЦ, АЭС), схемы КЭС должны выполняться в соответствии с требованиями в отношении надежности, ремонтопригодности, безопасности обслуживания, удобства эксплуатации, гибкости, возможности расширения, экономичности.

Проектирование главной  схемы включает в себя: выбор структурной  схемы на основании технико-экономического расчета, выбор источников питания и схемы собственных нужд, выбор и обоснование схем распредустройств (РУ), расчет токов короткого замыкания (КЗ) на трех ступенях напряжения.

Главная электрическая  схема электростанции является частью схемы энергосистемы. Электроэнергия, вырабатываемая генераторами, передается через трансформаторы и электрические соединения главной схемы и поступает в систему по воздушным и кабельным линиям.

Структурная электрическая  схема КЭС зависит от числа и единичной мощности устанавливаемых генераторов.

В данной работе первоначально намечается три логически возможных варианта структурных схем КЭС, которые отличаются распределением генераторов между системами напряжений, построением блоков, количеством и типом трансформаторов.

Рисунок 1.1- Первый вариант  структурной схемы КЭС-1000 МВт

Первый вариант: два блока по 200 МВт на 220 кВ, три блока по 200 МВт на 500 кВ.   (рис. 1.1).

Рисунок 1.2 - Второй вариант структурной  схемы КЭС-1000 МВт

 

Второй вариант: три блока по 200 МВт на 220 кВ и два блока по 200 МВт на 500кВ (рис. 1.2).

Рисунок 1.3 - Третий вариант структурной схемы КЭС-1000 МВт

 

Третий вариант: четыре блока по 200 МВт на 220 кВ, и один блок         200 МВт на 500 кВ.   (рис. 1.3).

Проанализировав этот вариант можно сделать вывод, что он технически не реализуем, т.к. перетоки мощности через АТ связи получаются очень большими и таких АТ не существует, поэтому наиболее целесообразным и технически реализуемыми являются первый и второй варианты структурных схем.

Для выбора одного из них  в дальнейшем буду выполнять их технико-экономическое сравнение.

 

1.2 Выбор генераторов, блочных трансформаторов

 

Генераторы выбираю  в соответствии с заданием на проектирование.

Таблица 1.1- Паспортные данные турбогенераторов

Тип генератора	Номинальная мощность		U,кВ	cоs φ ном	I,кА		Возбужден-ие	Охлаждение
	S, МВА	Р, МВт						О.Р.	О.С.
ТГВ-200-2У3	235,3	200	15,75	0,85	8,625	0,19	ТС(ТН)	НВ	НВ

 

 

Для первого варианта выбираем блочные трансформаторы. Они выбираются из условия:

,

где - номинальная мощность трансформатора,

- расчетная мощность трансформатора, которая определяется по формуле:

,    (1.1)

 

где - номинальная активная мощность генератора, МВт;

       - расход активной мощности на с.н. МВт.

Расход активной мощности на с.н. определяется по формуле:

      _.,                                                                             (1.2)

 

где – коэффициент затрат электроэнергии на собственные нужды, который зависит от вида топлива, способа его сжигания и типа станции; т.к. тип станции КЭС , вид топлива – уголь, то принимаю расход на с.н. 7% от мощности генератора, т.о.:

= 7%;

 = 0,62 (табл. 1.1);

= 0,67(принимаю из задания на проектирование).

 

 МВА

 

Выбираю трансформатор блока 200 МВт, с высшим напряжением 220 кВ          ТДЦ-250000/220 из справочника [1. с. 146-147]. Данные трансформаторов приведены в таблице 1.2.

 

Таблица 1.2 - Паспортные данные трансформатора блока 200МВт, с ВН 220кВ

Тип	Sном, МВА	Напряжение обмоток, кВ		Потери, кВт		Напряжение короткого замыкания Uк, %	Цена, тыс.у.е
		ВН	НН	Рхх	Ркз	ВН-НН
ТДЦ-250000/220	250	242	15,75	600	207	11	284

 

Для второго варианта структурной схемы (Рисунок 1.2) выбор блочных трансформаторов с высшим напряжением 220 кВ осуществляется аналогично предыдущему случаю. Данные трансформатора приведены в таблице 1.2. и взяты из справочника [1. с. 146-147].

 

Выбираю трансформатор блока 200 МВт, с высшим напряжением 500 кВ          ТДЦ-250000/500 из справочника [1. с. 156-157]. Данные трансформаторов приведены в таблице 1.3.

 

 

 

 

 

Таблица 1.3 - Паспортные данные трансформатора блока 200МВт, с ВН 500кВ

Тип	Sном, МВА	Напряжение обмоток, кВ		Потери, кВт		Напряжение короткого замыкания Uк, %	Цена, тыс.у.е
		ВН	НН	Рхх	Ркз	ВН-НН
ТДЦ-250000/500	250	525	15,75	205	590	13	335

 

 

1.3 Выбор числа  и мощности автотрансформаторов  связи на КЭС.

Мощность АТ связи выбирается по максимальному перетоку мощности между распределительными устройствами ВН и НН, который определяем по наиболее тяжелому режиму из условия:

 

если  , то ;

 

если  , то .

 

Переток мощности через АТ связи, определяется выражением:

,   (1.3)

где - суммарная номинальная мощность генераторов, ;

- мощность нагрузки, выдаваемой близлежащему району, ;

- суммарная мощность с.н., .

По формуле (1.3) считаем  четыре перетока мощности через АТ связи для первого варианта структурной схемы (Рисунок 1.1):

• Переток мощности в нормальном режиме при максимальной нагрузке  , в этом случае , ,

                 = 0,69, т.о.:

 

• Переток мощности в нормальном режиме при минимальной нагрузке , в этом случае ,

                = 0,69, т.о.:

 

• Переток мощности в аварийном  режиме (один генератор отключен) при максимальной нагрузке , в этом случае , , = 0,69, т.о.:

 

• Переток мощности в аварийном  режиме (один генератор отключен) при минимальной нагрузке , в этом случае ,           , = 0,69, т.о.:

Для первого варианта структурной схемы (Рисунок 1.1) наиболее тяжелым режимом является аварийный режим при максимальной нагрузке. Поэтому, используя условие выбора АТ связи, получим:

, отсюда:

 

Выбираю АТ связи с высшим напряжением 500 КВ

3×АОДЦТН-167000/500/220 из справочника [1. с. 156-157]. Из соображений надежности устанавливаем два АТ связи параллельно. Данные АТ связи приведены в таблице 1.5.

 

Таблица 1.5 - Паспортные данные АТ связи

Тип трансформатора	Sном, МВА	Напряжение обмоток, кВ		Потери, кВт		Напряжение короткого замыкания Uк, %		Цена, тыс. у.е.
		ВН	НН	Рхх	Ркз	ВН-НН	СН-НН
АОДЦТН-167000/500/220	167	500√3		90	315	35	21,5	202

 

Для второго варианта структурной схемы (Рисунок 1.2), пользуясь формулой (1.3), считаем четыре перетока мощности через АТ связи:

• Переток мощности в нормальном режиме при максимальной нагрузке  , в этом случае , ,

                 = 0,69,т.о.:

 

• Переток мощности в нормальном режиме при минимальной нагрузке , в этом случае , ,

           = 0,69,т.о.:

 

• Переток мощности в аварийном  режиме (один генератор отключен) при максимальной нагрузке , в этом случае , , = 0,69,т.о.:

 

• Переток мощности в аварийном  режиме (один генератор отключен) при минимальной нагрузке , в этом случае , , = 0,69,т.о.:

 

Для второго варианта структурной  схемы (Рисунок 1.2) наиболее тяжелым  режимом является нормальный режим  при минимальной нагрузке. Поэтому, используя условие при выборе трансформатора связи, получим: