Рсчет электрической части станции ГРЭС

Рсчет электрической части станции ГРЭС

1. ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СТАНЦИИ

 

 

1.1.   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).

1.2.   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

 

 

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.

2. 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

Преобразуем 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

.

, 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

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