Содержание

Введение 3

1 Выбор генераторов, трансформаторов, главной схемы электрических соединений и схемы собственных нужд 4

Выбор генераторов 4

Построение графиков нагрузки 5

Составление вариантов структурных схем станции 8

Выбор трансформаторов 11

Технико-экономическое сравнение вариантов структурной схемы 18

Выбор трансформаторов собственных нужд 26

Выбор и обоснование схем РУ всех напряжений 27

2 Расчет токов короткого замыкания 31

Определение расчетных условий КЗ 31

Расчет параметров схемы замещения 31

Расчет токов КЗ, определение ударных токов, периодических и апериодических составляющих токов КЗ. Расчет тепловых импульсов 34

Расчет токов к.з. в системе собственных нужд 39

3 Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей 42

Предварительный выбор конструкции РУ 42

Определение расчетных условий для выбора аппаратов и проводников по продолжительным режимам работы 43

Выбор выключателей и разъединителей 46

Выбор реакторов 49

Выбор шин, токопроводов, изоляторов, кабелей 51

Выбор измерительных трансформаторов тока 61

Выбор измерительных трансформаторов напряжения 63

Выбор ограничителей перенапряжения 65

4 Разработка конструкций РУ 66

Заключение 68

Приложение А (справочное). Библиографический список 69

Введение

Целью курсового проекта является выбор надёжной, экономически оправданной и ремонтопригодной схемы ТЭЦ при соблюдении безопасности её обслуживания.

Теплофикационные станции (ТЭЦ) предназначены для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом. Основное отличие ТЭЦ от главных районных электростанций (ГРЭС) состоит в использовании тепла «отработавшего» в турбинах пара для нужд промышленного производства, отопления и горячего водоснабжения. При такой комбинированной выработке электроэнергии и тепла достигается экономия топлива по сравнению с разделением выработки электроэнергии на ГРЭС и получением тепла на местных котельных. Поэтому ТЭЦ получили широкое распространение в районах и городах с большим потреблением электроэнергии и тепла. В целом на ТЭЦ производится около четверти всей вырабатываемой электроэнергии.

Энергоносителем ТЭЦ является уголь, в качестве основной нагрузки потребителей – станкостроительная промышленность.

При проектировании выполняется выбор генераторов, главной схемы электрических соединений электростанции, трансформаторов, выполняется расчет токов короткого замыкания и выбор электрических аппаратов и токоведущих частей. Структурная схема ТЭЦ выбирается по критерию минимума дисконтированных издержек. Генераторы ТЭЦ работают круглосуточно и независимо от времени года вырабатывают номинальную мощность. Избыток мощности передается в энергосистему по линиям электропередачи на напряжении 220 кВ.

1. Выбор генераторов, трансформаторов, главной схемы электрических соединений и схемы собственных нужд Выбор генераторов

По исходным данным выбираются генераторы мощностью 100 МВт. В качестве силовых агрегатов выбираетсясиловых агрегатов выберем000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 турбогенератор ТВФ-120-2 с номинальной активной мощностью 100 МВт и характеристиками приведенными в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Основные технические данные турбогенератора ТВФ-120-2

Номин.  мощность, МВт	Полная  мощность,  МВ•А	КПД,  %	Cos	Номинальный ток статора, кА	Напря- жение, кВ	Частота  вращения,  об/мин	Общая  масса,  т	xd’’	xd’	xd
100	125	98,4	0,8	6,873	10,5	3000	177	0,192	0,278	1,907

Турбогенераторы имеют непосредственное форсированное охлаждение обмотки ротора и сердечника водородом, и косвенное водородное охлаждение обмотки статора. Газоохладители встроены в корпус статора. Уплотнение вала турбогенератора ТВФ - кольцевого типа. 

Форсированное охлаждение обмотки ротора турбогенераторов позволило увеличить единичную мощность до 200 МВт.

Исполнение турбогенератора ТВФ - герметичное, закрытое. Вентиляция турбогенератора осуществляется по замкнутому циклу. Циркуляция водорода обеспечивается двумя вентиляторами, установленными на валу ротора. Водород охлаждается газоохладителями, горизонтально встроенными в корпус статора. Тепловой контроль всех основных узлов турбогенератора производится установленными в них термометрами сопротивления, подключенными к контролирующим приборам.

Система возбуждения ВЧ — возбуждение от машинного возбудителя переменного тока повышенной частоты, соединённого непосредственно с валом генератора через отдельно стоящее выпрямительное устройство. 

Основные конструктивные особенности турбогенераторов серии ТВФ:

1. Вентиляция активных частей турбогенератора - нагнетательная, обеспечивается двумя вентиляторами, установленными на валу ротора.

2. Обмотка ротора охлаждается по принципу самовентиляции водородом, рисунок 1.1 а, о, циркулирующим в пазовой части по многоструйной системе открытых U-образных каналов прямоугольного сечения, выполненных на боковых сторонах катушек, рисунок 1.1, в; зоны входа и выхода газа в роторе согласованы со схемой вентиляции статора.

3. Газоохладители расположены в статоре продольно-горизонтально.

4. Сердечник статора набран из холоднокатаной электротехнической стали, с венти­ляционными радиальными каналами, с многоструйной схемой охлаждения и нажимными кольцами из немагнитной стали.

5. Обмотка статора изолирована микалентной компаундированной изоляцией класса В: выводы обмотки сделаны с непосредственным охлаждением водородом: изоляция стержней обмотки статора турбогенератора ТВФ-120-2 -термореактивная типа «слюдотерм».

6. В пазах статора стержни закреплены клиньями, лобовые части закреплены шнуро­выми бандажами на бандажных кольцах.

7. Изоляция обмотки ротора выполнена на основе стекла на эпоксидных лаках; витковая изоляция на всех прямолинейных участках выполнена из стеклотекстолита марки СТЭФ-Р. на углах - из миканита.

8. Медь роторной обмотки - с присадкой серебра, обеспечивающей повышенную прочность.

9. Бандажные кольца - двухпосадочные: на Z-образное эластичное центрирующее кольцо и на бочку ротора (во избежание подгаров - через промежуточные изолирующие прокладки).

10. Лобовые части обмотки ротора изолированы от бандажей и центрирующих колеи стеклотекстолитовыми изоляционными деталями; охлаждаются потоком водорода, выбра­сываемым в каналы большого зуба, рисунок 1.1 б.

11. Вентиляционные отверстия ротора для забора и выброса газа выполнены в пазо­вых дюралюминиевых клиньях рисунок 1.1 в; для улучшения забора газа на поверхности бочки ротора зубцы имеют специальный профиль;

12. Уплотнения вала ротора торцевого типа.

Рисунок 1.1 - Схема вентиляции турбогенератора серии ТВФ мощностью 100 МВт

Применение дистиллята (конденсата) в качестве охлаждающей среды обмотки ста­тора позволило резко повысить интенсивность охлаждения

Благодаря этому оказалось возможным еще больше снизить расход активных и кон­струкционных материалов на единицу мощности.