1.Выбор принципиальной схемы проектируемой электростанции на основании технико–экономического сравнения вариантов

1.1Выбор генераторов

Генераторы выбираем в соответствии с заданием на проектирование.

Определяем мощность одного гидроагрегата

η, (1.1)

где свободного падения, принимаем равным 9,8м/с²

расчетный напор,

расход воды через турбину,

η - кпд турбины;

.

Паспортные данные генераторов из [2 табл. 2.2] сводится в таблицу 1.1

Таблица 1.1 – Паспортные данные гидрогенератора

Тип генератора

Номинальная мощность

Номинальное напряжение, кВ

cos φном

Номинальный ток, кА

Возбуждение

S, МВА

P, МВт

СВ-1490/170-96 УХЛ4

125,88

107

13,8

0,85

5,27

0.2

ЭМВ

1.2Определение расхода мощности на собственные нужды блока

1.Расход активной мощности на собственные нужды блока (P_с.н ), МВт

; (1.2)

где Р_с.н.% - расход активной мощности на собственные нужды, %;

P_уст - установленная активная мощность генератора, МВт.

2.Расход реактивной мощности на собственные нужды блока (Q_с.н),Мвар

, (1.3)

где cos ᵩ_c.н указывается в задании на проектирование

Мвар.

3.Расход полной мощности на собственные нужды блока (Sс.н ),МВА

, (1.4)

МВА.

(1.5)

1.3Выбор структурной схемы гэс

Число блоков подключаемых к шинам среднего напряжения (n_СН) определяется по формуле

, (1.6)

где Pн_max - максимальная активная нагрузка на шинах СН МВт;

Pг – номинальная активная мощность генератора МВт,

Рисунок 1.1 – Первый вариант структурной схемы ГЭС(5×45) МВт

Рисунок 1.2 - Второй вариант структурной схемы ГЭС(5×45) МВт

1.4Выбор числа и мощности трансформаторов связи на гэс

_, (1.7)

где ‑ суммарная активная и реактивная мощности генераторов, присоединенных к сборным шинам ГРУ;

‑ активная и реактивная нагрузки на генераторном напряжении;

‑ суммарное потребление активной и реактивной мощности на собственные нужды.

Расчет мощности, передаваемой через трансформатор связи, необходимо выполнить для четырех режимов:

в нормальном режиме при максимальных нагрузках (зима), подставляем в (1.7) значения и находим ;

в нормальном режиме при минимальных нагрузках (лето), подставляем в (1.7) значения и находим ;

в аварийном режиме (отключение одного генератора, подключенного к шинам ГРУ) при максимальных нагрузках, подставляем в (1.7) и изменяя значения , находим ;

в аварийном режиме при минимальных нагрузках, подставляем в (1.7) и изменяя значения , находим .

Активная мощность одного генератора:

P_{ном г} = 107 МВт

Реактивная мощность одного генератора:

; (1.8)

Q_{ном г} = P_{ном г∙}tg(arcosφ_ном) = 107∙tg(arcos0.85)= 45∙0.619=66.23 Мвар;

P_{н max}=300 МВт;

P_{н min}=250МВт;

; (1.9)

Q_{н max} = P_{н max} tg(arcosφ_нагр)=300∙tg(arcos0,86)=300∙0,539=161,92 Мвар;

; (1.10)

Q_нmin= P_{н min} tg(arcosφ_нагр)=250∙tg(arcos0,86)=250∙0,539=134,75 Мвар;

, (1.11)

где n – Количество генераторов

∑P_г = 3∙ P_г = 3∙107= 321 МВт;

; (1.12)

∑Q_г =3∙Q_г = 3∙66,23= 198,7 МВт;

Переток мощности для первого варианта схемы

;

∑P_{г а.р} = 2∙P_г =2∙107=214 МВт

;

∑Q_{г а.р} = ∑P_{г а.р} tg φ_г =214∙0,619= 132,46 Мвар

Переток мощности для второго варианта схемы

;

∑P_{г а.р} = 4∙P_г =4∙107=428 МВт

;

∑Q_{г а.р} = ∑P_{г а.р} tg φ_г =428∙0,619= 264,93 Мвар

Все расчеты сводим в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 – Переток мощности через трансформатор связи

Режимы	Переток мощности для первого варианта схемы, МВт		Переток мощности для второго варианта схемы, МВт
	зима	лето	зима	лето
Нормальный	29,66	80,33	46,88	76,62
Аварийный	106,09	50,29	230,87	174

Расчетный переток мощности через трансформатор связи S_расч принимаем равным максимальному из вычисленных , , ,

{ , , , }

Мощность трансформатора связи, (S_тр.св), находим из условия:

, (1.13)

где k_п – коэффициент допустимой перегрузки, учитывающий возможную аварийную перегрузку трансформатора на 40%, = 1.4.

₄

S_{расч 1} = max{29.66;80.33;106.09;50.29}=106.09

S_{расч 2} = max{46.88;76.62;230.87;174}=230.87

Выбираем автотрансформатор связи с высшим напряжением 330 кВ типа АТДЦТН-125000/330/110 из [3.табл 3.8]. Данные трансформатора приведены в таблице 1.3

Таблица 1.3 – Паспортные данные трансформатора связи

Тип	Sном, МВА	Напряжение обмотки,кВ			Потери,кВт
		ВН	СН	НН	Px	Pk
						ВН-СН	ВН–НН	СН–НН
АОДЦТН–167000/500/220	125	330	115	38,5	100	345

Выбор блочного трансформатора

Мощность блочного трансформатора зависит от вида генератора и от значения напряжения на шинах ОРУ.

Мощность блочного трансформатора выбирается по условию:

; (1.14)

Таблица 1.4 – Паспортные данные блочного трансформаторов

Тип трансформатора	Sном, МВА	Напряжение обмотки,кВ		Потери,кВт		Uк,%	Расчетная стоимость, тыс.у.е
				Pх	Pк
ТРДН–63000/110	63	115	11	50	245	10,5	135
ТРДЦН–63000/330	63	330	10,5	100	230	10,5	236