Проектирование электрической станции (123928)

Посмотреть архив целиком

1. Выбор основного оборудования


1.1 Выбор генераторов


Согласно заданию на дипломный проект выбираю два турбогенератора типа ТВФ-63-2 и один турбогенератор типа ТВФ-120-2 технические данные сносим в таблицу 1.1


Таблица 1.1

Тип генератора

cosц

Возбужден

Охлаждение

n

Завод изг.


МВА

кВ

кА




Стат.

Ротор

%


ТВФ-63-2

78.75

10.5

4.33

0,8

0.136

ВЧ

КВ

НВ

98,4

ЛЗ

ТВФ-120-2

125

10.5

6.875

0.8

0.192

ВЧ

КВ

НВ

98.4

ЛЗ


1.2 Выбор турбин


Для привода генераторов выбираю турбогенераторы типа Т-110/120-130-4 и ПТ-60-130-13 и их технические данные сносим в таблицу 1.2


Таблица 1.2

Тип турбины

Мощность

Температура свежего пара

Расход свежего пара

Удельный расход

Завод изготовитель


МВт

оС

т/час

ккал/кВт


Т-110/120-130-4

110

555

480

9080

ТМЗ

ПТ-60-130-13

60

565

390

9590

ТМЗ



1.3 Выбор парогенератора


Тепловая схема выполнена с поперечными связями по пару и воде, а необходимое количество пара от котельной определяется по формуле:



Где: - номинальный расход пара на турбину (т/час)

n- число турбин

= 2%- расход пара на собственные нужды станции.

= 1%- расход пара от утечек в паропроводах.


=1297.8 Т/ЧАС


Выбираю парогенераторы типа Е-420-140 и технические данные сносим в таблицу 1.3


Таблица 1.3


Тип котла

Температура свежего пара

Парапроизводительность

Топливо

Завод изготовитель


Со

т/час



Е-420-140

560

420

ГАЗ

ТКЗ


Выбираем три парогенератора Е-420-140 и один резервный.Всего =4 котла


2. Выбор главной схемы станции



Вариант 1








110 КВ





Т 1

Т 2


Т 3






10 КВ





G 1

G 2


G 3


СН



63 МВ 63 МВ 120 МВ

Рис. 2. 1 – Главная схема станции вариант №1




3. Выбор основных трансформаторов на станции


3.1 Выбор блочного трансформатора Т3


3.1.1 Находим полную максимальную и минимальную мощность потребителя:


; МВА (3.1)


; МВА (3.2)


3.1.2 Определяем полную мощность собственных нужд:


; МВА (3.3)


3.1.3 Выбираем блочные трансформаторы (Т3):


; МВА (3.4)


Из данного неравенства по [ с ] выбираю трансформатор ТДЦ -125000/110 и технические данные сношу в таблицу 3


3.1.4 Выбираем трансформаторы связи (Т1,Т2).

Если с шин10 кВ потребляется максимальная мощность, то есть максимальный режим


;


Где: n- число генераторов включенных на шины 10 кВ.

- мощность на собственные нужды генератора.

- максимальная потребляемая мощность с шин 10 кВ.


МВА (3.5)


Минимальный режим - с шин 10кВ потребляется минимальная мощность


; МВА (3.6)


Определим в ремонтном режиме (вывод одного генератора с шин 10кВ в ремонте)


; (3.7)


МВА; МВА


Аварийный режим - при выходе из строя одного трансформатора связи Т1


МВА


МВА


МВА


Где: =1.4- коэффициент аврийной перегрузки.

МВА

Из полученных данных выбираю два трансформатора типа ТРДН-63000/110 из [ с ] и технические данные сносим в таблицу 3


Тип трансформатора

Напряжение

Pхх

Потери К.З.

Iхх

Напряжение К.З.

ВН

СН

НН


ВН

ВС

СН


ВН

ВС

СН


МВА

кВ

кВ

кВ

кВт

кВт

кВт

кВт

%

кВ

кВ

кВ

ТРДН-63000/110

63

115

-

10.5

50

245

-

-

0.5

-

10.5

30

ТДЦ -125000/110

125

121

-

10.5

120

400

-

-

0.55

-

10.5

-

Таблица 3



4. Выбор реактора


кА

кА


Выбираю реактор типа РБДГ-10-4000-0.18 из [ с ] и технические данные сношу в таблицу 4


Таблица 4


Тип реактора

Номинальное напряжение,


Длительно допустимый ток

Номинально индуктивное сопротивление


кВ

А

Ом

РБДГ-10-4000-0.18

10

4000

0.18



5. Технико-экономический расчет выбора главной схемы станции


Таблица 5 стоимость оборудования

Наименование электрооборудования

Стоимость единицы оборудования

Вариант 1

Кол-во

Общая стоимость



Тыс. руб.


Тыс. руб.

1

ТДЦ 125000\110

966

1

966

2

ТРДН-63000/110

1080

2

2160

3

Ячейка реактора с секционным выключателем

240

1

240

4

Ячейка РУ 110

276

8

2208

5

Ячейка выключатель генератор связи

90

2

180

ИТОГО

5754


Проведем технико-экономический расчет схемы Варианта 1.


5.1 Определим приведенные затраты для варианта 1


5.1.2 Определим стоимость потерянной электроэнергии за год


, (5.1)


где: в=0,48 руб /кВт ч- стоимость 1 кВт ч потерянной электроэнергии для Европейской части России.

-Суммарные потери электроэнергии в трансформаторах, кВт ч

Потери электроэнергии в двухобмоточном трансформатор.



Где: -потери холостого хода трансформатора, кВт

=-- число часов работы трансформатора в год

- потери короткого замыкания трансформатора, кВт

=3500- время наибольших потерь, ч




;


час.

тыс.руб


5.1.3 Определим отчисления на амортизацию и обслуживание станции



Где: -норма отчислений на амортизацию и обслуживание


=357644.8



тыс.руб (5.2)


Определим срок окупаемости капиталовложений


Т=Лет


Из технико-экономического расчета видно, что в данной местности строить станцию экономически выгодно.


6.Выбор трансформаторов собственных нужд станции


Так как в схеме стоит Три рабочих трансформатора, то ставиться три основных трансформаторов собственных нужд и один резервный трансформатор собственных нужд.


6.1 Мощность расходуемая на собственные нужды


;


МВА


МВА


6.2 Выбираем рабочий трансформатор собственных нужд по условию



Выбираю два трансформатора типа ТМНС-6300/10.5/6.3 и один трансформатор ТДНС-10000/10.5/6.3 из(с) и технические данные сносим в таблицу 5


6.3 Выбираю резервный трансформатор СН


Выбираю трансформатор типа ТДНС-10000/10.5/6.3 подключенного к обмоткам низкого напряжения трансформатора связи и технические данные сносим в таблицу 6


Таблица 6

Тип

Uвн,кВ

Uнн, кВ

Рх.х.,кВт

Рк,кВт

Uк,%

Iхх,%

ТМНС-6300/10.5

10.5

6.3

8

46.5

8

0.8

ТДНС-10000/10.5

10.5

6.3

12

60

8

0.75



7. Выбор схем на напряжение 110 кВ


7.1 Выбор схемы на напряжение 110 кВ


Согласно НТП на это напряжение применяется схема с двумя системами шин и обходной.

Схема применяется при большом числе присоединений. Она имеет обходной выключатель QО и ШСВ (QA) и обходную систему шин. Принято на станциях фиксированное подключение присоединений, то есть четные цепи идут на А2, нечетные на А1; ШСВ нормально включен.


110 кВ

ОА



QS 0





QS 1


QA


QO



A2



A1




Рис 7.1 – схема на напряжение 220



Схема позволяет вывести в ремонт любой выключатель не отключая присоединений – это основное достоинство схемы.



7.1.2 Вывести в ремонт Q1 не отключая линии


7.1.3 Собирается схема на обходном выключателе, то есть включается QS3 и QS4

7.1.4 У релейной зашиты выключателя QO выдержка времени устанавливается на минимум

7.1.5 Включается QO-этим проверяется исправность обходной системы шин.

Если там будет короткое замыкание, то QO отключается. Сначала ремонтируется обходная система шин. Если QO удержался, то обходная система шин исправна.


7.1.6 Недостатки схемы

- Схема дорогая, сложная;

- Требуется высокая квалификация персонала;

- При коротком замыкании в линии и отказе линейного выключателя отключается

половина присоединений;

- Короткое замыкание на ШСВ (QA) равносильно короткому замыканию на обеих системах шин (ОРУ "гаснет")

Согласно НТП обе системы шин секционируются, так как от ОРУ питается два резервных трансформатора собственных нужд. При этом на каждой секции ставится отдельно ШСВ и обходной выключатель.


8. Расчет трёхфазных токов короткого замыкания


8.1 Составим расчетную схему с ее параметрами



К1


3L=70 kM



110 КВ





Т 1

Т 2


Т 3





К2


10 кВ






СН

G 1

G 2


G 3




63 МВ 63 МВ 120 МВ

Рис 8.1 Расчетная схема



Т1, Т2 - трансформаторы ТРДН-63000/110

Т3 - трансформатор ТДЦ-125000/110

G1, G2 - генераторы ТВФ-63-2

=0.139, Sн=78.75 МВА

G3 - генераторы ТВФ-120-2

=0.192, Sн=125 МВА

Система

=6500 МВА, =0.91


8.2 Составляем полную схему замещения

С


1/0.14


3/2.12


2/2.12


4/2.12

К1


110


К2



5/1.67

7/1.6

8/1.67

10/0.84


11/1.56


6/1.95

9/1.95



G2


G3


G1



Рис.8.2. – полная схема замещения станции




8.3 Определим параметры схемы замещения, приводя к базисным условиям, при Sб=1000 МВА


8.3.1 Определяем сопротивление для системы


(8.1),


8.3.2 Определяем сопротивление для линии


(8.2),


8.3.4 Определяем сопротивление для генераторов


(8.3),


8.3.6 Определяем сопротивление для трансформаторов Т1, Т2


(8.4),


8.3.7 Определяем сопротивление для трансформатора Т3


(8.5)


8.3.8 Определяем сопротивление для реактора


(8.6)


8.4 Преобразуем схему замещения к удобному виду для определения токов короткого замыкания в точке К1.\


Сопротивление Х7 является пассивным, так как по нему токи короткого замыкания в данном случае не протекают, поэтому это сопротивление из расчета можно исключить.


С



1/0.14


К1


12/0.69


15/2.4

G3


13/3.62

14/3.62

G2





G1




Рис.8.3 – упрощенная схема замещения станции









15/2.4


К1


16/0.83



G3



17/1.81

С




G1, G2


Рис.8.4 – упрощенная схема замещения станции








8.5 Расчет токов короткого замыкания в точке К1



(кА) (8.17)


8.5.1 Определит токи короткого замыкания для системы

(кА


(8.18)


(кА) (8.19)


где:

-периодическая составляющая тока короткого замыкания

Iу -ударный ток короткого замыкания

ky=1,608- ударный коэффициент из

Намечаем выключатель и определяем собственное время отключения


8.5.2 определим токи короткого замыкания для генераторов G1,2,3






Полученные значения токов короткого замыкания сносим в таблицу 8.1


Таблица 8.1 токи короткого замыкания для точки К1


Iпо

кА

кА

τ

кА

Inτ

кА

Система

6.02

13.68

0.17

6.02

Генератор G1,2

2.89

8.02

3.51

2.69

Генераторы G3

2.25

6.28

2.99

2.12

токов

11.16

27.98

6.67

10.83



8.6 Преобразуем схему замещения к удобному виду для определения токов короткого замыкания в точке К2

С

1/0.14


3/2.12


2/2.12


4/2.12


К2


110


7/1.6


10/0.84


8/1.67

5/1.67

11/1.56


9/1.95


6/1.95


G2


G3


G1




Рис.8.5 полная схема замещения станции























С



14/0.83


110


К2


13/2.4

15/0.67


16/0.66

19/2.62

G3


9/1.95



G2




G1





Рис.8.6 – упрощенная схема замещения станции








С


21/1.73


20/5

19/2.62


G3


G1




К2


16/0.76


9/1.95




G2





Рис.8.7