Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра Злектромеханики

100

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

Подп. и дата
Подп. и дата
Взаим. Инв. №
Инв. № подл.
Инв. № дубл.

ТЭЦ 380МВт. Электрическая часть

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по « Электроэнергетике »

_{402.206.261.000.П3}

(обозначение документа)

		Фамилия И.О.	Подпись	Дата
Группа	ЭСС-32				Оценка
Студент		Меленчук М.А.
Консультант
Принял		Исмагилов Р.Р.

Уфа 2007 г.

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра факультет

_{Задание}

на курсовое проектирование по _________________________

на тему__________________

выдано ___________

2007 г. студенту _________________________

_{__________________}

курса

_________________________________________________________________

(ф., и., о.,)

Срок выполнения __________________

2007г.

Руководитель ________________________

Содержание

Аннотация

1. Введение 4

2. Выбор двух вариантов структурных схем 7

3. Выбор основного оборудования 9

1. Выбор генераторов 9

2. Выбор блочных трансформаторов 10

3. Выбор числа и мощности трансформаторов связи... 13

4Перетоки мощностей 19

5. Расчет количества линий 20

6. Выбор схем распределительных устройств 22

7. Технико-экономическое сравнение вариантов 24

8. Схемы питания собственных нужд 28

9. ^{Расчет токов короткого замыкания 31}

ЮВыбор выключателей и разъединителей. Выбор токоограничивающих

реакторов 49

10.1.1 Выбор выключателей в цепях РУ-ПОкВ 50

10.1.2Выбор выключателей в цепях РУ-10 кВ 51

10.1.З Выбор выключателей на отходящие линии с РУ-10 кВ 53

ЮААВыбор выключателей в системе собственных нужд 56

10.2.1 Выбор разъединителей в цепях РУ-ПОкВ 57

10.2.2 Выбор разъединителей в цепях ру-10 кВ 58

11 Выбор трансформаторов тока инапряжения 61

11.1 Выбор трансформаторов тока 61

11.2 Выбор трансформаторов напряжения 64

12 Выбор токоведущих частей 68

13. Выбор ограничителей перенапряжения 75

14. Выбор конструкции распределительных устройств 76

Заключение 79

Список используемой литературы

Приложение

АННОТАЦИЯ

В данном курсовом проекте разработана теплоэлектроцентраль ТЭЦ-380 МВт. Произведен выбор двух вариантов структурных схем, выбор генераторов, расчет и выбор блочных трансформаторов и трансформаторов связи. Произведен расчет количества линий. Выбраны схемы распределительных устройств. Для выявления наиболее оптимального варианта проведено технико-экономическое сравнение двух вариантов. Разработана схема питания собственных нужд. Рассчитаны токи короткого замыкания. Выбраны выключатели, разъединители, трансформаторы тока и напряжения. Произведен выбор токоведущих частей, ограничителей

перенапряжения, конструкции распределительных устройств.

1.Введение

Электроэнергетика - отрасль промышленности, занимающаяся производством электроэнергии на электростанциях и передачей ее потребителям.

Энергетика является основой развития производственных сил в любом государстве. Энергетика обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.

Энергетическая промышленность является частью топливно-энергетической промышленности и неразрывно связана с другой составляющей этого гигантского хозяйственного комплекса - топливной промышленностью. одновременно находятся у источников топливных ресурсов.

Для более экономичного, рационального и комплексного использования общего потенциала, электростанций нашей страны создана Единая энергетическая система (ЕЭС), в которой работают свыше 700 крупных электростанций, имеющих общую мощность свыше 250 млн кВт (т. е. 84% мощности всех электростанций страны). Управление ЕЭС осуществляется, из единого центра, оснащенного электронно-вычислительной техникой.

Энергосистема, - группа электростанций разных типов и мощностей, объединенная линиями электропередач и управляемая из единого центра. ЕЭС - единый объект управления, электростанции системы работают параллельно.

Объективной особенностью продукции электроэнергетики является

невозможность ее складирования или накопления, поэтому основной

задачей энергосистемы является наиболее рациональное использование продукции отрасли. Электрическая энергия, в отличие от других видовэнергии, может быть конвертирована в любой другой вид энергии с наименьшими потерями, причем ее производство, транспортировка и последующая конвертация значительно выгоднее прямого производства необходимого вида энергии из энергоносителя. Отрасли, зачастую не использующие электроэнергию напрямую для своих технологических процессов являются крупнейшими потребителями электроэнергии.

ЕЭС России - сложнейший автоматизированный комплекс электрических станций и сетей, объединенный общим режимом работы с единым центром диспетчерского управления (ДУ). Основные сети ЕЭС России напряжением от 330 до 1150 кет объединяют в параллельную работу 65 региональных энергосистем от западной границы до Байкала. Структура ЕЭС позволяет функционировать и осуществлять управление на Зх уровнях: межрегиональном (ИДУ в Москве), межобластном (объединенные диспетчерские управления) и областном (Местные ДУ). Такая иерархическая структура в сочетании с противоаварийной интеллектуальной автоматикой и новейшими компьютерными системами позволяет быстро локализовать аварию без значительного ущерба для ЕЭС и зачастую даже для местных потребителей. Центральный диспетчерский пункт ЕЭС в Москве полностью контролирует и управляет работой всех станций, подключенных к нему.

Единая Энергосистема распределена по 7 часовым поясам и тем самым позволяет сглаживать пики нагрузки электросистемы за счет "перекачки" избыточной электроэнергии в другие районы, где ее недостает. Восточные регионы производят электроэнергии гораздо больше, чем потребляют сами. В центре же России наблюдается дефицит электроэнергии, который пока не удается покрыть за счет передачи энергии из Сибири на. запад. К удобствам ЕЭС можно таксисе отнести и возможность размещения электростанции вдалеке от потребителя. Транспортировка электроэнергии обходиться во много раз

дешевле, чем транспортировка газа, нефти или угля и при этом происходит мгновенно и не требует дополнительных транспортных затрат. Если бы ЕЭС не сугцествоеало, то понадобилось бы 15 млн. кВт дополнительных мощностей.

Российская энергосистема обоснованно считается одной из самых наделсных в мире. За 35 лет эксплуатации системы в России в отличие от США(1965, 1977) и Канады (1989) не произошло ни одного глобального нарушения электроснабжения.

На сегодняшний день вырабатывание мощностей втрое превышает ввод новых. Может создаться такая ситуация, что как только начнется рост производства возникнет катастрофическая нехватка электроэнергии, производство которой невозможно будет нарастить еще по крайней мере в течение 4-6 лет.

Правительство пытается решить проблему с разных сторон : одновременно идет акционирование отрасли (51% акций остается у государства), привлечение иностранных инвестиций, начала внедряться подпрограмма по снижению энергоемкости производства. В качестве основных задач развития российской энергетики можно выделить следующие :

1. Снижение энергоемкости производства, за счет внедрения новых технологий.

2. Сохранение единой энергосистемы России.

3. Повышение коэффициента используемой мощности электростанций.

4. Полный переход к рыночным отношениям, освобождение цен на энергоносители, полный переход на мировые целы, возможный отказ от клиринга.

Для решения всех этих мер принята правительственная программа "Топливо и энергия". Насколько эта программа, будет выполняться, покажет время.

2 СОСТАВЛЕНИЕ ДВУХ ВАРИАНТОВ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ

В соответствии с заданием составляют 2 варианта структурных схем станций, чтобы в дальнейшем проведя технико-экономическое сравнение двух вариантов, выбрать наиболее лучший вариант. На рис. 3.1 и рис. 3.2 представлены структурные схемы станций.

В первом варианте проектируемой станции устанавливаем три генератора, мощностью 63 МВт каждый, работающие на шины генераторного напряжения. Также устанавливаем два блока генератор-трансформатор с мощностью генераторов по 110 МВт каждый, которые работают на шины высокого напряжения 110 кВ.

Связь между распределительными устройствами различных напряжений происходят через трёхобмоточные трансформаторы имеющие согласно НТП, РПН.

Связь с энергосистемой производится через РУВН 110 кВ.

Во втором варианте проектируемой станции устанавливаем два генератора, мощностью 63 МВт каждый, работающие на шины генераторного напряжения. И устанавливаем два блока генератор-трансформатор мощностью генератора 220 МВт, и 63 МВт которые работает на шины высокого напряжения 110 кВ.

Связь между распределительными устройствами различных напряжений происходит также как и в первом варианте через два параллельно работающих трансформатора имеющих РПН.

3 Выбор основного оборудования

3.1 Выбор генераторов

ТЗВ-110-2ЕУЗ

Турбогенератор с тройным водяным охлаждением.. Номинальная мощность 110 МВт. Имеет два полюса, принадлежит к единой унифицированной серии, предназначен для работы в районах с умеренным климатом, в закрытых помещениях с естественной циркуляцией.

ТВФ-63-2УЗ

Турбогенератор с тройным водяным охлаждением.. Номинальная мощность 63 МВт. Имеет два полюса, предназначен в районах с умеренным климатом, в закрытых помещениях с естественной циркуляцией.

	Таблица 3.1 — технические данные				генераторов
Тип генера­торов	Р, ном. генера тора	S, ном. генера тора	Cos ф	Uhom. cm кВ	Iн, cm кА	X"d, %	Система возбуж­дения
ТЗВ-63-2	63	78,75	0,8	10,5	4,33	0,15	—
ТЗВ-110-2	110	137,5	0,8	10,5	7,56	0,19	СТС

3.2.1 Выбор блочных трансформаторов для первого варианта Для выбора блочных трансформаторов необходимо соблюдать условия:

1) U нвн ≥ U уст

2. U_шн = U_r

3. S_HT > S₆

Определяем реактивную мощность генератора Q _нг, MB Ар:

где Р _нг - номинальная мощность генератора, МВт. Паспортные данные. cos ф² ,, - коэффициент мощности генератора.

Расход активной и реактивной мощности на собственные нужды Р_сн ,

где п% - процентный расход на собственные нужды, зависит от вида топлива и мощности генератора. [ 5. С. 433 ]

Теперь подсчитаем мощность проходящую через блочный трансформатор

По данной мощности не подходит ни один трансформатор, следовательно трансформатор будет работать с 90%-ной нагрузкой.

По заданным условиям подходит трансформатор типа: ТДЦ125/110 1)125 кВ> 110 кВ

2. 115 кВ> 110 кВ

3. 10,5 = 10,5

Для генератора ТЗв-63-2

Воспользовавшись формулой (1) определяем реактивную мощность

генератора:

Определим расход активной и реактивной мощности на собственные нужды по формулам (3,2), (3,3):

Рассчитаем мощность, проходящую через трансформатор по формуле (3.4)

По заданным условиям подходит трансформатор типа: ТДЦ- 80/110

1) 121 кВ> 110кВ

2)10,5 кВ = 10,5 кВ

3)80 MBA > 73,6 MBA

3.3 Выбор числа и мощности трансформаторов связи

3.3.1 Выбор числа и мощности трансформаторов связи для первого варианта

Согласно НТП на ТЭЦ должно устанавливаться два параллельно работающих трансформатора связи с РПН имеющих мощность, достаточную для выдачи в энергосистему избыточной мощности с шин ГРУ в период минимума нагрузок.

Выбор трёхобмоточных трансформаторов связи. При выборе трёхобмоточных трансформаторов связи необходимо соблюдать следующие условия:

Определяем суммарную активную мощность собственных нужд на ГРУ

где Р_нггру - суммарная активная мощность генераторов работающих на ГРУ, МВт.

Найдём суммарную реактивную мощность генераторов работающих на шины \

Определим суммарную реактивную мощность собственных нужд на ГРУ

Найдём минимальную потребляемую активную и реактивную энергию с шинГРУ Р_ттгру! МВт и Q_mmjpy, MBAp:

где cos<p _нагр - коэффициент мощности потребляемой нагрузки с шин ГРУ.

Рассчитаем мощность проходящую через трансформаторы S _m, MB А:

Выберем трансформатор типа: ТРДЦН- 125000/110

1. 115кВ>110кВ

2. 11кВ>10кВ

3. 125 МВА> 86,96МВА

Выбранный трансформатор необходимо проверить в двух режимах: 1) Автоматическое отключение одного из трансформаторов с 40% пепегрузкой второго:

1,4 S _нт > S_т

Рассчитаем максимальную реактивную мощность потребляемую с шин

Определяем нагрузку на трансформатор S_m, MBA:

где Р_тахгру - максимальная, активная мощность, потребляемая с шин ГРУ.

Трансформатор по первому аварийному режиму подходит .

2) Аварийное отключение одного из генераторов на ГРУ при максимальной нагрузке на шинах генераторного и среднего напряжения: 2S >S_т

Рассчитаем активную и реактивную мощность двух генераторов работающих на шине

По второму аварийному режиму трансформатор подходит

Рассчитаем нагрузку на трансформаторе S_m, MBA:

Выберем трансформатор типа: ТРДЦН-63000/110

1) 115 кВ> 110 кВ

2. 10,5 кВ = 10,5 кВ

3. 63 MB A > 50,324

Выбранный трансформатор необходимо проверить в двух режимах. 1) Автоматическое отключение одного из трансформаторов с 40% пеегрузкой второго:

Рассчитаем максимальную реактивную мощность потребляемую с шин

Определяем нагрузку на трансформатор S_m, MBA:

88,2 MB'A >65,5 MBA

Трансформатор по первому аварийному режиму подходит.

2) Аварийное отключение одного из генераторов при максимальной нагрузке на шинах генераторного и среднего напряжения:

Рассчитаем реактивную мощность одного генератора работающего на шины ГРУ Q _нггру, MB Ар:

Рассчитаем нагрузку на трансформаторе S_m, MBA:

63 MBA > 16,332 MBA

По второму аварийному режиму трансформатор подходит Принимаем трансформатор связи для второго варианта схем типа: ТРЛН 63000/110

Таблица 2.2-Технические данные трансформаторов

Тип трансформатор а	Sном МВА	Напряжение обмотки, кВ			пomepu, кВт		Uкз, В
		ВН	СН	НН	р КЗ	р XX	В-С	В-Н	С-Н
ТРДЦН-63000/110	63	115		10,5-10,5	245	50		10,5
ТРДЦН- 125000/110	125	115	—	10,5-10.5	400	120	—	10,5	—
ТДЦ-12 5000/110	125	121	—	10,5	400	120	~	10,5	—
ТДЦ-80000/110	80	121		10,5	310	70	-	10,5	-

Трансформаторы серии ТДЦ: трехфазные, охлаждение масляное с дутьем с принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители.

Трансформаторы серии ТРДЦН: трехфазные;с расщепленной обмоткой; охлаждение масляно-водяное с дутьем и с принудительной циркуляцией масла; трехобмоточные, выполнение одной из обмоток с устройством регулирования под напряжением (РПН);

4. ПЕРЕТОКИ МОЩНОСТЕЙ