Расчет электрической части ТЭЦ с установленной мощностью 180 МВт

Выбор генераторов и трансформаторов для теплоэлектроцентрали. Расчет токов короткого замыкания, определение параметров выключателей и разъединителей. Обеспечение релейной защиты оборудования электростанции. Установка контрольно-измерительных приборов.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

1

ВВЕДЕНИЕ

Электростанциями называют предприятия или установки, предназначенные для производства электрической энергии.

По особенностям основного технологического процесса преобразования энергии и виду используемого энергетического ресурса электростанции подразделяют на тепловые (ТЭС), атомные (АЭС), гидроаккумулирующие (ГАЭС), газотурбинные и др.

На тепловых электростанциях химическая энергия сжигаемого топлива преобразуется в парогенераторе (котле) в энергию водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат (паровую турбину, соединённую с генератором). Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электрическую. Топливом для электростанций служат газ, мазут, а так же уголь, торф, горючие сланцы.

Специфика электрической части ТЭЦ определяется положение электростанции вблизи центров электрических нагрузок. В этих условиях часть мощности может вдаваться в местную сеть непосредственно на генераторном напряжении. С этой целью на электростанции создаётся обычно генераторное распределительное устройство (ГРУ). Избыток мощности выдаётся в энергосистему на повышенном напряжении.

Существенной особенностью ТЭЦ является так же повышенная мощность теплового оборудования по сравнению с электрической мощностью электростанции с учётом выдачи тепла. Это обстоятельство определяет большой относительный расход электроэнергии на собственные нужды.

В данном курсовом проекте рассмотрен расчёт электрической части ТЭЦ с установленной мощностью 180 МВт.

1. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СХЕМ ВЫДАЧИ ЭНЕРГИИ

До разработки главной схемы составляются структурные схемы выдачи электроэнергии, на которых показываются основные функциональные части установки.

К основному электрическому оборудованию электростанций относятся генераторы и трансформаторы. Количество агрегатов и их параметры выбираются в зависимости от типа, мощности и схемы станции, мощности энергосистемы и других условий. Число и мощность генераторов на ТЭЦ выбирают в зависимости от характера тепловых и электрических нагрузок, при этом используют только турбогенераторы.

Структурные схемы выдачи электроэнергии для обоих рассматриваемых вариантов приведены на рис. 1.1 и 1.2.

Рис. 1.1

Рис. 1.2

1.1 Выбор генераторов

При выборе числа и мощности генераторов руководствуются следующими соображениями:

- число генераторов, присоединённых к ГРУ - не должно быть меньше двух и больше четырёх,

- ударный ток на шинах генераторного напряжения должен быть не меньше 300 кА,

- суммарная мощность выбранных генераторов должна быть в пределах от -5% до +10% от заданной мощности станции с учётом отбора мощности на собственные нужды.

Для первого варианта выбираем два генератора типа:

ТВФ-120-2У3 (U_Н = 10,5 кВ, S = 125 МВА, cos = 0,8., n = 3000 об/мин., x''_d = 19,2%, Цена: 350 тыс. у.е.).

Для второго варианта выбираем генераторы типа:

2ТВФ-63-2У3 (U_Н = 10,5 кВ, S = 78,5 МВА, cos = 0,8., x_d = 1,199, n = 3000 об/мин., Цена: 268 тыс. у.е.),

2ТВФ-32У3 (U_Н = 10,5 кВ, S =40 МВА, cos = 0,8., x_d = 2,648, n = 3000 об/мин., Цена: 250 тыс. у.е.)

1.2 Выбор трансформаторов связи

Вариант №1:

Так как питание потребителей осуществляется через КРУ-10 кВ, то выбор трансформаторов производим, как для блочной станции.

Расход мощности на собственные нужды (СН) одного турбогенератора для первого варианта S_СН находим по формулам (по заданию Р_СН = 8%):

Р_СН = (Р_СН% / 100) Р_УСТ.

где Р_СН% - расход на собственные нужды, принимаем 8%;

Руст. - установленная мощность генератора, МВт.

Р_СН = (8/100) 100 = 8 МВт.

Определяем расчётную нагрузку автотрансформаторов связи в режиме минимальных нагрузок, по формуле:

Smin.расчт.= (Рг - Рн.min_НН - Рн.min_CН - 2Рсн)/cos =

=(2100 - 22,5 - 75 - 28)/0,8 = 108,1 МВА.

Определяем расчётную нагрузку автотрансформаторов связи в режиме максимальных нагрузок:

Smax.расчт.= (Рг - Рн.max_НН - Рн.max_CН -2Рсн)/cos =

=(2100 - 30 - 100 - 28)/0,8 = 67,5 МВА.

Определяем расчётную нагрузку автотрансформаторов связи в режиме, при отключении одного генератора (аварийный режим):

Sавар.расчт.= (Рг - Рн.max_НН - Рн.max_СН - Рсн)/cos =

=(100 - 30 - 100 - 8)/0,8 = - 47,5 МВА.

Знак ”-” говорит о том, что поток мощности поменял своё направление.

Мощность автотрансформатора связи с учётом перегрузки 40%:

Sтр-ра = Sном (0,60,7)

Sном.= Sтип./k_ВЫГ.

где Sтип. - типовая мощность обмоток автотрансформатора, равная протекающей мощности самого тяжёлого режима;

k_ВЫГ. - коэффициент выгодности автотрансформатора:

k_ВЫГ.= 1- 1/(Uв/Uс) = 1-1/(330/110) = 0,66

Sтр-ра = 108,10,6/0,66 = 98,3 МВА

Принимаем стандартную ближайшую мощность и выбираем автотрансформатор связи типа: АТДЦТН-125000/330/110.

Данные трансформатора заносим в таблицу 2.

Вариант №2:

Выбор автотрансформаторов производим аналогичным способом что и для первого варианта:

режим минимальных нагрузок:

Smin.расчт.= (Рг - Рн.min_НН - Рн.min_СН -- Рсн)/cos =

= (263 - 22,5-16,1-10,1)/0,8 = 19,1 МВА.

режим максимальных нагрузок:

Smax.расч.= (Рг- Рн.max_НН -Pсн)/cos= =(263 - 30 - 10,1)/0,8 = 107,4 МВА.

аварийный режим:

Sавар.расчт.= (Рг - Рн.max_НН - Рн.max_СН - Рсн)/cos =

=(63 - 30 - 41,2 - 10,1)/0,8 = - 22,9 МВА.

Sтр-ра = 116,750,6/0,66 = 106,1 МВА.

Выбираем автотрансформатор связи типа: АТДЦТН-125000/330/110.

Выбираем трансформаторы (Т3 и Т4) для блока генератор-трансформатор питающих нагрузку на среднем напряжении:

Рсн = (Рсн% / 100) Руст= (8/100) 32 = 2,6 МВт._.

Во всех режимах через трансформаторы будет протекать одинаковая мощность:

Sтр-ра = 0,6 (Рг - 2Pсн) /cos = 0,6 (322 - 22,6)/0,8 =44,1 МВА.

Принимаем стандартную ближайшую мощность и выбираем трансформатор типа: ТРДН-63000/110.

1.3 Выбор трансформаторов СН

Напряжение собственных нужд принимаем равным 6,3 кВ.

Мощность рабочих трансформаторов собственных нужд рассчитывается по формуле:

,

где S_ГН - мощность генератора, МВ·А;

k_СН - коэффициент, учитывающий расходы на СН, %.

Для варианта №1

выбираем два трансформатора типа ТДНС-10000/35

Резервный трансформатор СН выбираем по условию:

выбираем трансформатор с расщеплённой обмоткой ТРДНС-15000/330.

Для варианта №2

- для ГРУ

выбираем трансформатор с расщеплённой обмоткой ТРДНС-15000/10.

- для блока генератор-трансформатор

выбираем два трансформатора типа ТМ-4000/10,

Резервный трансформатор СН выбираем, как и для первого варианта, с расщеплённой обмоткой типа ТРДНС-15000/330. Поскольку в каталожных данных типовых трансформаторов с такими параметрами нет, то они будут изготавливаться на заводе по специальному заказу (трансформаторы ТРДНС-15000/330 и ТРДНС-15000/10).

Данные трансформаторов заносим в таблицу 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 Номинальные данные выбранных трансформаторов

Тип	Номинальное напряжение	Потери, кВт	Uкз%	Iхх%	Цена, тыс. у.е.
	ВН	НН	Pхх	Pкз
ТРДН-63000/110	110	10,5	50	245 ... Другие файлы: Проектирование электрической части ТЭЦ мощностью 300 МВт Разработка электрической части ТЭЦ и релейной защиты силового трансформатора. Рассмотрение вопросов выбора и расчета теплового оборудования, системы п... Технический проект теплофикационной электростанции Выбор оборудования и разработка вариантов схем выдачи энергии. Технико-экономическое сравнение структурных схем выдачи электроэнергии. Разработка глав... Расчет электрической части атомной электростанции мощностью 4000 мВт Выбор и обоснование двух вариантов схем проектируемой атомной электростанции по технико-экономическим показателям. Выбор силовых трансформаторов, обос... Расчет параметров, режимов и оборудования электрических сетей Мероприятия по осуществлению энергосбережения в электрической сети. Расчет параметров электрической части подстанции. Выбор коммутационного и измерите... Проектирование теплоэлектроцентрали мощностью 320 МВт Специфика электрической части ТЭЦ. Выбор основного оборудования и разработка вариантов схем выдачи энергии. Расчет токов короткого замыкания для аппар...