Проектирование электрической части ТЭЦ мощностью 300 МВт

Разработка электрической части ТЭЦ и релейной защиты силового трансформатора. Рассмотрение вопросов выбора и расчета теплового оборудования, системы питания собственных нужд, охраны труда и расчета технико-экономических показателей электрической станции.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Энергетический факультет

Кафедра “Электрические станции”

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

“Проектирование электрической части ТЭЦ мощностью 300 МВт”

Специальность Т 01.01 “Электроэнергетика”

Специализация Т 01.01.01“ Электрическая часть электростанций и подстанций”

Студент-дипломник

группы 106111 А.В. Поливанчук

Руководитель В.Н. Мазуркевич

Консультанты:

по разделу “Экономическая часть” А.И. Лимонов

по разделу “Теплотехническая часть” И.И. Ковшик

по разделу “Охрана труда” Л.П. Филянович

Ответственный за нормоконтроль П.И. Климкович

Минск 2006

ВВЕДЕНИЕ

электрическая станция трансформатор релейная защита

В настоящее время в связи с повышением единичной мощности энергетических блоков и электрических станций, увеличением неравномерности графиков электрических нагрузок и усложнением режимов эксплуатации оборудования ТЭС, удорожанием органического топлива возрастает актуальность задач обеспечения экономичной, надежной и маневренной работы электрических станций.

Одновременно предусматривается дальнейшее развитие теплофикации и централизованного теплоснабжения потребителей за счет ликвидации мелких низкоэкономичных котельных, использующих дефицитные виды топлива, что обеспечивает как экономию топлива, так и значительное высвобождение рабочей силы.

Большое внимание необходимо уделять реконструкции электрических станций, демонтажу и модернизации морально устаревшего оборудования и повышению на этой основе его технико-экономической эффективности.

Успешное функционирование народного хозяйства Республики Беларусь в значительной степени обуславливается устойчивой работой отраслей топливно-энергетического комплекса. Однако проблема обеспечения потребителей необходимыми объемами топлива и энергии в последние годы имеет тенденцию к обострению.

Республика Беларусь на 80% зависит от поставок ТЭР из России. В настоящее время республика покупает энергоносители в России по ценам ниже мировых. В дальнейшем ожидается переход на мировые цены и зависимость республики от ввоза энергоресурсов несомненно усилится. В связи с этим проблема сокращения импорта ТЭР приобретает государственное значение.

Тепловые электрические станции являются на сегодняшний день основным источником электрической энергии. Даже современные КЭС на сегодняшний день имеют невысокий КПД - это обусловлено технологией производства. Выработка электрической энергии на тепловом потреблении позволяет существенно повысить КПД и тем самым снизить расход столь дорогого на сегодняшний день топлива. В связи с этим проектирование и строительство новых ТЭЦ является основным направлением сбережения топливных ресурсов. Очевидно, что подобное направление топливосбережения возможно лишь при стабильной экономике и активно развивающемся производстве, требующем большие объёмы тепловой энергии.

Целью настоящего дипломного проекта является проектирование электрической части ТЭЦ-300 МВт.

Основное внимание в данном дипломном проекте уделяется разработке электрической части ТЭЦ и релейной защиты силового трансформатора. Так же рассматриваются вопросы выбора и расчета теплового оборудования, охраны труда и расчет технико-экономических показателей электрической станции.

2 ВЫБОР ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ АГРЕГАТОВ И СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ТЭЦ

К основному электрическому оборудованию электростанций относятся генераторы и трансформаторы. Количество и их параметры выбираются в зависимости от типа, мощности и схемы станции, мощности энергосистемы и других условий.

2.1 Выбор числа и мощности генераторов

Проектируемая ТЭЦ имеет потребителей на генераторном напряжении 10 кВ, отбираемая мощность в максимальном режиме 80 МВт, что составляет менее 30% мощности станции. Но принято решение о сооружении генераторного распределительного устройства (ГРУ) с расчетом на то, что в перспективе вырастит нагрузка потребителей.

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

- Число генераторов присоединенных к ГРУ, должно быть не меньше двух и не больше четырех.

- Все генераторы принимаются одинаковой мощности.

- Суммарная мощность генераторов присоединенных к ГРУ должна несколько превышать выдаваемую потребителям мощность, включая собственные нужды.

Исходя из выше сказанного, и выбранных ранее турбин 2Т-100 присоединяем к ГРУ генераторы 2ТВФ-110-2ЕУЗ.

Так как суммарная мощность ТЭЦ превышает нагрузку на генераторном напряжении, то устанавливаем блоки генератор-трансформатор и подключаем их к распределительному устройству (РУ) повышенного напряжения. Мощность генераторов выбираем исходя из мощности ТЭЦ, мощности выдаваемой на повышенном напряжении и выбранных ранее теплофикационных турбин 1Т-100. Таким образом, устанавливаем генератор ТВФ-110-2ЕУЗ.

Параметры генераторов приведем в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Параметры генераторов

Генератор	S, МВА	Uн, кВ	Iн, кА	nном, об/мин	cosц	XdЅ
ТВФ-110-2ЕУЗ	137,5	10,5	7,56	3000	0,8	0,189

2.2 Разработка структурных схем

До разработки главной схемы составляются структурные схемы выдачи электроэнергии, на которых показываются основные функциональные части установки (генераторы, трансформаторы, распределительные устройства) и связи между ними.

Схемы выдачи электроэнергии зависят от типа и мощности станции, состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов) и распределения нагрузки между распределительными устройствами разного напряжения.

Варианты структурных схем представлены на рисунках 2.1 и 2.2.

Рисунок 2.1- Первый вариант структурной схемы ТЭЦ 300

Рисунок 2.1- Второй вариант структурной схемы ТЭЦ 300

2.3 Выбор трансформаторов для структурных схем

Выбор трансформаторов для первой структурной схемы рисунок 2.1.

Блочный трансформатор выбирают по мощности генератора за вычетом мощности на собственные нужды и нагрузку. Нагрузка собственных нужд принимаем в зависимости от типа электростанции и рода топлива. Из [3] для газомазутных ТЭЦ Р_сн = 6 %. Тогда для блоков 110 МВт .

Мощность блочного трансформатора Т3 рисунок2.1:

(2.1)

где - мощность генератора, МВ А;

- нагрузка на собственные нужды.

По (2.1) находим:

Принимаем трансформатор двухобмоточный типа ТДЦ-125000/110 [4].

Рассчитаем мощности, которые будут течь по обмоткам трансформаторов связи в разных режимах работы.

Режим максимальных нагрузок.

Режим минимальных нагрузок.

Аварийный режим (отключен один из генераторов).

По справочнику [4] выбираем трансформатор ТДЦ-125000/110

Мощность трансформаторов собственных нужд выбираем из процента расхода на собственные нужды от мощности генераторов ТЭЦ. Мощность пускорезервного трансформатора собственных нужд определяем исходя из условия замены одного из наибольших рабочих трансформаторов СН и одновременного обеспечения запуска блока. Она примерно в 1,5 раза больше мощности рабочего трансформатора собственных нужд. Рабочие трансформаторы собственных нужд блоков присоединяются к отпайкам от токопроводов генераторного напряжения. Пускорезервный трансформатор собственных нужд присоединен к распределительному устройству высшего напряжения. Все трансформаторы СН, а также повышающие трансформаторы Т1 и Т2 имеют регулирование под нагрузкой (РПН) для поддержания необходимого уровня напряжения на сборных шинах.

Выбор трансформаторов для второй структурной схемы рисунок 2.2.

Режим максимальных нагрузок.

Режим минимальных нагрузок.

Аварийный режим (отключен один из генераторов).

Т.к. трансформаторы работают параллельно, то необходимо учесть возможность перегрузки трансформатора на 40 %.

По справочнику [4] выбираем трансформатор ТДЦ-80000/110