Рсчет электрической части станции ГРЭС

  1. ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СТАНЦИИ

    1. Расчет перетоков мощности в структурной схеме

Найдем перетоки мощности в схеме 1 (рисунок 1).

Рисунок 1 – Структурная схема ГРЭС (вариант №1)

Определим мощность протекающую через блочный трансформатор

где – активная и реактивная мощности турбогенератора; – активная и реактивная мощности собственных нужд.

Таблица 1.1 – Справочные данные турбогенератора

Тип турбогенератора

Номинальная мощность

ТВВ-160-2ЕУ3

188

160

18

0.85

0.213

Подставив значения в формулу (1.1), получим

.

Из условия , выбираем блочные трансформаторы, данные которых сведены в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 – Данные трансформатора

Тип трансформатора

Потери, кВ

Цена, тыс. руб.

110

ТДЦ 200000/110

200

170

550

10.5

222

220

ТДЦ 200000/220

200

130

660

11

253

Произведем расчет перетока при максимальной мощности нагрузки , получим

где – количество блоков на среднем напряжении; – реактивная мощность нагрузки.

Подставив значения в формулу (1.2), получим

.

Произведем расчет перетока при минимальной мощности нагрузки , получим

где – реактивная мощность нагрузки.

Подставив значения в формулу (1.3), получим

.

Произведем расчет перетока в аварийном режиме при максимальной мощности нагрузки , получим

Подставив значения в формулу (1.4), получим

.

Так как в аварийном режиме при максимальной мощности нагрузки, то мощность потребляется от энергосистемы.

Определим перетоки находящиеся за автотрансформатором на высшем напряжении

.

Определим максимальный переток: .

Выберим автотрансформаторы связи по формуле

, (1.5)

где – максимальный переток; – коэффициент перегрузки ().

.

Таблица 1.3 – Данные автотрансформатора

Тип автотрансформатора

Потери, кВ

Цена, тыс. руб.

ВС

ВН

НН

АТДЦТН 250000/220/110

11

32

20

250

100

120

500

324



Найдем перетоки мощности в схеме 2 (рисунок 2).

Рисунок 2 – Структурная схема ГРЭС (вариант №2)

Произведем расчет перетока при максимальной мощности нагрузки , по формуле (1.2)

.

Произведем расчет перетока при минимальной мощности нагрузки , по формуле (1.3)

.

Произведем расчет перетока в аварийном режиме при максимальной мощности нагрузки , по формуле (1.4)

.

Определим перетоки находящиеся за автотрансформатором на высшем напряжении

.

Определим максимальный переток: .

Выберим автотрансформаторы связи по формуле (1.5)

Выберим автотрансформатор типа АТДЦТН 250000/220/110 (таблица 1.3).

    1. Выбор подключения резервных трансформаторов и трансформаторов собственных нужд

Так как присутствуют генераторные выключатели, то мощность трансформаторов собственных нужд примем равным мощности резервного трансформатора собственных нужд

(1.6)

где – мощность собственных нужд, %.

.

.

Таблица 1.4 – Трансформаторы собственных нужд

№ схемы

Тип трансформатора

Цена, тыс. руб.

1

ТСН

ТРДНС 25000/35

25

115

62

РТСН

2

ТСН

ТРДНС 25000/35

25

115

62

РТСН

1.3. Определение потерь энергии в трансформаторах и автотрансформаторах

Потери в блочных трансформаторах

(1.7)

где – потери холостого хода; – потери короткого замыкания; – время ремонта блока; – номинальная мощность трансформатора; – максимальная мощность протекающая через трансформатор; – время максимальных потерь [1].

На стороне среднего напряжения

;

на стороне высшего напряжения

.

Потери в автотрансформаторе при не подключенном генераторе на низшем напряжении рисунок 1

. (1.8)

.

Потери в автотрансформаторе при не подключенном генераторе на низшем напряжении рисунок 2 по формуле (1.8)

.

1.4. Определение суммарных потерь

Суммарные потери в схеме 1 по формуле (1.9)

(1.9)

.

Определим стоимость годовых потерь электроэнергии по формуле (2.0)

, (2.0)

где – себестоимость электроэнергии.

.

Суммарные потери в схеме 2 по формуле (1.9)

.

Определим стоимость годовых потерь электроэнергии по формуле (2.0)

.

1.5. Расчет технико-экономических показаний для выбора варианта структурной схемы

Для расчета технико-экономических показаний необходимо выбрать не только трансформаторы, но и выключатели, которые находятся по максимально рабочему току ().

Выберим выключатели на высшем напряжении (220 кВ) по формуле (2.1)

, (2.1)

где – номинальное напряжение.

.

Выберим выключатели на среднем напряжении (110 кВ) по формуле (2.1)

.

Выберим выключатели на низшем напряжении (генераторном) по формуле (2.1)

.

Сведем расчетные данные трансформаторов и выключателей в таблице 1.5, 1.6 для расчета капитальных затрат.

Таблица 1.5 – Расчет капитальных затрат вариант схемы 1

Наименование оборудования

Количество, ед.

Стоимость, тыс. руб.

Сумма, тыс. руб.

1. Блочный трансформатор: ТДЦ 200000/220

2

253

506

ТДЦ 200000/110

2

222

444

2. Автотрансформатор связи:

АТДЦТН 250000/220/110

2

324

648

3. ТСН: ТРДНС 25000/35

4

62

248

4. РТНС: ТРДНС 25000/35

1

62

62

5. Выключатели высоковольтные:

ВВБК-220Б-56/3150У1

4

33.76

135.04

ВВБК-110Б-50/3150У1

4

26

104

6. Выключатели генераторные: МГУ-20-90/6300

4

4.51

18.04

7. Выключатель РТСН: МГУ-20-90/6300

1

4.51

4.51

ИТОГО

------

------

2169.59

Таблица 1.6 – Расчет капитальных затрат вариант схемы 2

Наименование оборудования

Количество, ед.

Стоимость, тыс. руб.

Сумма, тыс. руб.

1. Блочный трансформатор: ТДЦ 200000/220

1

253

253

ТДЦ 200000/110

3

222

666

2. Автотрансформатор связи:

АТДЦТН 250000/220/110

2

324

648

3. ТСН: ТРДНС 25000/35

4

62

248

4. РТНС: ТРДН 25000/35

1

62

62

5. Выключатели высоковольтные:

ВВБК-220Б-56/3150У1

3

33.76

101.28

ВВБК-110Б-50/3150У1

5

26

130

6. Выключатели генераторные: МГУ-20-90/6300

4

4.51

18.01

7. Выключатель РТСН: МГУ-20-90/6300

1

4.51

4.51

ИТОГО

------

------

2130.8

Для оценки эффективности схем электрической станции примем минимум приведенных затрат

, (2.2)

где – нормативный коэффициент; – амортизационные отчисления; – капитальные затраты в станцию; – суммарные расходы.

Произведем оценку эффективности схемы 1 по формуле (2.2)

.

Произведем оценку эффективности схемы 2 по формуле (2.2)

.

Определим различимость вариантов схем по формуле (2.3)

. (2.3)

Так как , то варианты схем являются почти не различимыми, а, следовательно, выберим схему 2.

Потому что схема является более надежной с точки зрения эффективности.

  1. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

2.1. Выбор базисных условий

Расчет проводим в относительных единицах, используя приближенные приведения к одной ступени напряжения, при базисных условий: , .

Базисное напряжение: .

Базисные токи:

.

2.2. Определение параметров электрической схемы замещения

Электрическая схема замещения станции ГРЭС (рисунок 2) с указанием аварийных узлов представлена на рисунок 3.



2.3. Вычисления режимных параметров

Так как на всех ступенях напряжения, то величины ЭДС в относительных базисных к номинальным единицам равны: . Значение ЭДС приняты из [2, таблица 6.1].

2.4. Определение системных параметров

Определим количество ЛЭП и сечение проводов

;

,

где – максимальный переток в систему; – придельная мощьность линии [1].

.

Выберим провод АС 240/39.

; .

2.5. Расчет симметричного короткого замыкания в узле К-1

П
реобразуем схему замещения (рисунок 3) к простейшему виду (рисунок 3, а).

(рисунок 3, б);

;

(рисунок 3, в);

(рисунок 3, г);

(рисунок 3, д);

(рисунок 3, е);

(рисунок 3, а).





Искомая величина периодической составляющей аварийного тока от эквивалентной системы

.

Начальное значение периодической слагающей аварийного тока от генераторов

.

Искомый аварийный ток

.

Номинальный приведенный ток группы генераторов

, где

.

Определим отношение

.

По типовым (основным) кривым [2, рисунок 3.26] для определим отношение .

Искомый аварийный ток от генераторов

.

Искомый аварийный ток в месте КЗ

.

Определим ток апериодической составляющей по формуле (2.4)

, (2.4)

где – время срабатывания выключателя; для системы [3]; для генератора .

Определим ударный ток по формуле (2.5)

, (2.5)

где для системы [3]; для генератора .

Определим процентное содержание апериодического тока

.

Определим интеграл Джоуля

, где

,

где – относительный интеграл Джоуля.

.

Результаты расчета всех точек короткого замыкания сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Результаты расчетов токов короткого замыкания

Точка КЗ

источник

К-1

шины

220 кВ

Генер.+бл. тр-ор

1.7

1.63

2.1

4.7

42.8

6.39

Система

6.8

6.8

3

16.5

Сумма

8.5

8.43

5.1

21.5

К-2

шины

110 кВ

Генер.+бл. тр-ор

10.3

9.9

2.5

28.3

47.1

55.6

Система

7.6

7.6

9.3

17.1

Сумма

17.9

17.5

11.8

45.4

К-3

шины

генератора

Генер.+бл. тр-ор

32.1

23.4

30.1

88.7

91.8

1854.7

Система

35.9

35.9

3.5

92.9

6.9

5232.6

Сумма

68

59.3

33.6

181.6

98.7

7087.3

К-4

шины

генератора

Генер.+бл. тр-ор

32.1

23.4

30.1

88.7

91.8

1854.7

Система

38.7

38.7

3.8

100.2

7.01

6054.6

Сумма

70.8

62.1

33.9

188.9

98.81

7935.3

К-5

Система

48.6

48.6

4.7

125.9

6.9

9589.6

4