2. Исходные данные на проектирование

Номер варианта – 08.

Тип электростанции – ТЭЦ.

Генераторы: число – 3;

мощность одного генератора – 100 МВт;

напряжение – 10,5 кВ.

Потребители на генераторном напряжении:

максимальная нагрузка – 280 МВт;

число кабельных линий – 56.

Потребители на повышенном напряжении:

напряжение – 110;

максимальная нагрузка – 60;

число линий – 3.

Связь с системой:

напряжение – 110 кВ;

число и длина линий – 2×80 км.

Система: предельная отключающая мощность выключателя – 6000 МВА.

Номер графика нагрузки – 2.

Таблица 1 – расчетные нагрузки потребителей:

Номер графика нагрузки	Время суток, ч	Активная нагрузка потребителей, %
1	0-6 6-12 12-18 18-24	40 70 90 100
2	0-4 4-12 12-20 20-24	60 100 80 90
3	0-8 8-16 16-24	70 100 80
4	0-8 8-12 12-16 16-24	90 80 70 100

Реактивная нагрузка генераторов определяется при номинальном коэффициенте мощности. Для потребителей на генераторном напряжении cosφ = 0,85, на повышенном напряжении – сosφ = 0,93.

3 Выбор электрического оборудования и построение структурной схемы электроснабжения тэц

3.1 Построение структурной схемы электроснабжения

На основании исходных данных составляем обобщенную структурную схему предприятия на рис.1.

Рисунок 1 – Структурная схема предприятия

3.2 Выбор генераторов ТЭЦ

На основании построенной структурной схемы выбираем источники питания ТЭЦ, которыми по заданию являются 3 генератора с установленной мощностью 100 МВт каждый.

Так как на ТЭЦ рабочим телом является перегретый пар, для выработки электроэнергии используются турбогенераторы.

Турбогенераторы представляют собой быстроходную горизонтальную электрическую машину с неподвижным статором и вращаю­щимся цилиндрическим неявнополюсным ротором. Большая частота вращения турбогенераторов обус­ловлена тем, что с ее повышением возрастает экономичность работы паровых турбин и уменьшаются габариты турбин и генераторов. В соответствии с частотой переменного тока 50 Гц отечественная промышленность изготовляет в основном двухполюсные турбогенераторы с номинальной частотой вращения 3000 об/мин. Для атомных электро­станций с относительно низкими параметрами пара целесообразно при­менение более тихоходных четырех-полюсных турбогенераторов с номинальной частотой вращения 1500 об/мин. Это позволило ввести стандартную шкалу номинальных мощностей: 2,5; 4; 6; 12; 32; 63; 100; 160; 200; 300; 500; 800; 1000; 1200; 1600; 2000 МВт.

Статор турбогенератора имеет стальной корпус, который с торцов закрыт сварными щитами. Корпуса турбогенераторов с водородным ох­лаждением выполняют газонепроницаемыми и механически более проч­ными. Сердечник статора состоит из отдельных пакетов, соб­ранных с целью уменьшения вихре­вых токов из изолированных лаком листов стали толщиной 0,5 мм и име­ющих форму сегмента. В машинах небольшой мощности для сердечни­ка используется горячекатаная сталь, а в генераторах мощностью более 100 МВт - холоднокатаная электротехническая сталь. Последняя имеет повышенную магнитную проницаемость и пониженные удельные потери мощности. Применение холоднокатной стали позволяет также значительно уменьшить раз­меры сердечника и соответственно расход меди для обмотки. Для ох­лаждения стали статора пакеты отделены друг от друга радиальными вен­тиляционными каналами. В пазах сердечника статора расположена обмотка статора. В современных турбогенераторах для статора применяют двухслойную петлевую обмотку с укороченным шагом, которая состоит из верхних и нижних стержней, соединяемых в лобовых частях пайкой. Для изоляции стержней друг от друга и от корпуса применяют непрерывную, так называемую компаундированную изоляцию класса В.

Ротор турбогенератора устанавливают на двух подшипниках сколь­жения, которые имеют принудитель­ную смазку маслом под давлением от масляной системы турбины. В материале ротора ввиду большой частоты вращения возникают зна­чительные механические напряже­ния. Поэтому роторы крупных тур­богенераторов изготов­ляют из цельной поковки высоколе­гированной стали, обладающей вы­сокими механическими (и магнит­ными) свойствами, а роторы турбо­генераторов малой мощности — из углеродистой стали. На поверхности бочки ротора фрезеруют пазы, в которые укладывают обмотку возбуждения. Пазы закрывают клинь­ями из высокопроч­ных, немагнитных (для уменьшения потока рассеяния ротора) материа­лов: немагнитной стали, бронзы, дю­ралюминия. Лобовые части обмотки ротора удерживаются от смещения бандажными кольцами (каппами). В последних возникают еще боль­шие механические напряжения, чем в теле ротора, так как диаметр бан­дажного кольца больше диаметра ротора. Кроме того, в кольцах воз­никают вихревые токи, которые мо­гут создать опасные нагревы. В связи с этим у крупных турбогенерато­ров бандажные кольца выполняют из немагнитной высокопрочной стали или титана. Место посадки бандажных колец на ротор защищено изоляцией, которая пре­пятствует замыканию через бандаж токов, возникающих в бочке ротора при несимметричных и асинхронных режимах работы генератора. Для обмотки ротора небольших турбоге­нераторов используют электролити­ческую медь.

Обмотка ротора с помощью токопровода соединяется с контактными кольцами (в машинах с бесщеточной системой возбуждения кольца отсутствуют). Их изготовляют из износоустойчивой стали. В крупных машинах ввиду больших токов воз­буждения и необходимости разме­щения большого количества щеток применяют сдвоенные кольца со специальным воздушным охлажде­нием, а для уменьшения потерь на трение — кольца с уменьшенным ди­аметром.

На данной ТЭЦ установлены по заданию 3 генератора с мощностью 100 МВт. Выбираем ТВФ-100-2 с номинальной активной мощностью 100 МВт и номинальным напряжением 10,5 кВ[1, стр.60].

Данные для ТВф-100-2 приведены в таблице 3.

Таблица 2 – Характеристики генератора ТВС-30

Тип генератора	Ном. частота вращ.,об/мин	Номинальная мощность			Ном. напряж., кВ		cos ϕ ном		Ном. ток, кА		давл. водорода, КПа		Темп. охл. воды, 0С		Smax, МВ*Ф		Рmax, МВт		cos ϕ		I max, кА		Давл. водорода, кПа		Темп. охл. воды 0С		Макс. давл. водорода, КПа
		ПонаяМВ*А	активная, МВт
ТВф-100-2	3000	117,5	100	10,5		0,85		6,475		2		33		125		--		0,8		6,88		2		20		2,5

Продолжение таблицы 2

Схема соедин. обмоток статора

число выводов

Uном, В

Ifx ном, А

f ном, А

Система

Возбудитель

Охлаждение

η ном %

J, т*м3*0,25

Тип

U в ном, В

iв,А

Обмотки статора

Стали статора

Обмотки ротора

YY

9

270

640

1605

M

ВТ-450-3000

280/480

1680/2880

КВ

НВ

НВ

98,5

13

Продолжение таблицы 2

Плотность тока, А/мм2		ОКЗ	Сопротивление при 0С 15		статическая перегружаемость	Сопротивления
Статора	Ротора		Rст	Rрот		x’’d	x’d	xd	x2	x0
3,04	7,14	0,605	0,00104	0,1185	--	0,185	0,263	1,79	0,223	0,095

Продолжение таблицы 2

Постоянные времени,с							емкость на три фазы, мкФ		Масса, т					Цена, тыс. руб
Tdo	Td’(3)	Td’(2)	Td’(1)	Td””(‘3)	Ta(3)	Ta(1)				общая генератора без возбудителя и фунгд. плит	Наиб. тяжелой части для монтажа	ротора	фундамент. плит
6,5	0,95	1,57	1,78	0,12	0,42	0,34		0,72		176	112	29,8	7,66		380