16

Задачи работы:

• Выбор типа и мощности силовых трансформаторов;

• Технико-экономическое сравнение вариантов структурных схем;

• Выбор схем распределительных устройств на напряжение 10 кВ;

• Расчёт токов короткого замыкания;

• Выполнение принципиальной схемы станции.

Таблица 1 – Исходные данные к выполнению работы

Теплоэлектроцентрали
Тип топлива	Уголь
Число и мощность генераторов, МВт	2/12, 1/32
Количество и мощность линий нагрузки на генераторном напряжении, МВт	10/2
Расход на с.н., % от Руст. Ген	11
Номинальное напряжение РУСН, кВ	35
Количество линий и мощность нагрузок РУСН, МВт	1/6
Продолжит. нагрузок, зима – лето	160/205
Номинальное напряжение линий связи с системой, кВ	110
Количество линий и их длина, км	2/40

Таблица 2 – Основные технические данные турбогенераторов

Тип турбо генератора

Ном. частота вращ., об/мин

Ном. мощность

Номинальное напряжение, КВ

cos φ ном

Номинальный ток, КА

Возбудитель

Охлаждение

КПД

Полная МВ А

Активная МВт

Тип

Uв ном, В

Iв ном, А

Обмотки статора

Стали статора

Обмотки ротора

ТВС-32У3

3000

40

32

10,5

0,8

2,2

СТ6

250/444

600

КВ

НВ

КВ

98,3

Т-12-2У3

3000

15

12

10,5

0,8

0,825

ВСГ-80-3000У3

250

320

Возд

Возд

Возд

97,6

Рисунок1-Вариант 1

Таблица 1 – Баланс мощностей для варианта 1

Определяемый параметр	Часы Период года	0-8	8-18	18-24
1. Выработка мощности Г1, Г2 и Г3, МВт	зима	50,4	56	50,4
	лето	39,2	44,8	39,2
2. Нагрузка с.н. Г1,Г2 и Г3, МВт	зима	5,79	6,16	5,79
	лето	5,05	5,42	5,05
3. Нагрузка на 10 кВ, МВт	зима	20
	лето	14
4. Загрузка Т1 и Т2, МВт (суммарная)	зима	24,61	29,84	24,61
	лето	20,15	25,38	20,15
5. Загрузка каждого из трансформаторов Т1 и Т2, МВт	зима	12,3	14,92	12,3
	лето	10,07	12,69	10,07
6. Нагрузка на 35 кВ, МВт	зима	4,8	6	4,8
	лето	3,6	4,2	3,6
7. Загрузка обмоток 35 кВ каждого из Т1 и Т2, МВт	зима	2,4	3	2,4
	лето	1,8	2,1	1,8
8. Загрузка обмоток 110 кВ каждого из Т1 и Т2, МВт	зима	9,9	11,92	9,9
	лето	8,27	10,59	8,27

Рисунок 2 – Вариант 2

Таблица 2 – Баланс мощностей для варианта 2

Определяемый параметр	Часы Период года	0-8	8-18	18-24
1. Выработка мощности Г1, Г2 и Г3, МВт	зима	50,4	56	50,4
	лето	39,2	44,8	39,2
2. Нагрузка с.н. Г1,Г2 и Г3, МВт	зима	5,79	6,16	5,79
	лето	5,05	5,42	5,05
3. Нагрузка на 10 кВ, МВт	зима	20
	лето	14
4. Выходная мощность с шины 10 кВт, МВт	зима	24,61	29,84	24,61
	лето	20,15	25,38	20,15
5. Нагрузка на 35 кВ, МВт	зима	2,4	6	2,4
	лето	1,8	2,1	1,8
6.Переток мощности с 10 кВ каждого из трансформаторов Т1 и Т2 на 35 кВ, МВт	зима	1,2	3	1,2
	лето	0,9	1,05	0,9
7. Загрузка обмоток 10 кВ каждого из трансформаторов Т3 и Т4, МВт	зима	11,10	11,92	11,10
	лето	9,17	11,64	9,17

Выбор трансформаторов на электростанции

Номинальная мощность трансформатора

Номинальная мощность автотрансформатора блока

На электростанции со сборными шинами генераторного напряжения суммарная мощность трансформаторов в нормальном режиме с учетом определяется из выражения

,

Учет аварийных перегрузок дает следующее выражение для определения мощности трансформаторов

В работе принять .

Число трансформаторов связи на ТЭЦ со сборными шинами генераторного напряжения обычно не превышает двух. При блочных схемах число трансформаторов соответствует числу генераторов.

Технико-экономическое сравнение структурных схем электростанций

Экономическая целесообразность схемы определяется минимальными затратами

,

где К – капиталовложение на сооружение электроустановки, у.е;

= 0,12 – нормативный коэффициент экономической эффективности;

И – годовые эксплуатационные издержки, у.е/год;

У – ущерб от недоотпуска электроэнергии, у.е/год;

Стоимость трансформаторов можно определить по выражению

Годовые эксплуатационные издержки определяются по формуле

где - издержки на амортизацию и обслуживание

,

где стоимость 1кВт∙ч потерь электроэнергии, у.е/кВт∙ч;

- потери электроэнергии в элементах схемы, кВт∙ч

При выполнении работы допускается принять у.е/кВт∙ч в соответствии с данными.

2 Аварийные режимы

Расчёт для варианта 1

1.Отключение Т-1 в зимний максимум

В этом случае загрузка Т-2 на 10 кВ будет 29,84 МВт, на 35 кВ – 6 МВт, на 110 кВ - 23,84 МВт.

2. Отключение Г-3 в зимний максимум

Загрузка обмоток Т- 1 и Т- 2 будет равна:

На 10 кВт:

На 35 кВт:

На 110 кВт:

3.Режимы выдачи наибольшей мощности генераторов

а) В период летнего минимума нагрузок (такой режим может возникнуть по заданию диспетчера энергосистемы) нагрузка на обмотках Т-1 и Т-2 составит:

Обмотка 10 кВт:

Обмотка 35 кВт:

Обмотка 110 кВт:

Выбор трансформаторов для варианта 1

Трансформаторы Т-1 и Т-2 по условию нормального режима

В режиме аварийного отключения одного из трансформаторов с учетом 40% перегрузки

В режиме передачи наибольшей мощности с учетом 40% перегрузки

Принимаем к установке трансформатор типа ТДТН-25000/110.

Расчет для варианта 2

Расчет нормального режима для варианта 2 соответствует балансу мощностей для варианта 2.

Аварийные режимы

1.Отключение Т-1 в зимний максимум

В этом случае через Т-2 будет передаваться максимальная мощность 6 МВт.

2. Отключение Г-3 в зимний максимум

Через Т- 1 и Т- 2 будет передаваться мощность для снабжения потребителей

3.Режимы выдачи наибольшей мощности генераторов

а). В период летнего минимума нагрузок (такой режим может возникнуть по заданию диспетчера энергосистемы) нагрузка на Т-1 и Т-2 составит:

Вырабатываемая генераторами мощность 20,14 МВт. Суммарная мощность, передаваемая через трансформаторы Т-1 и Т-2 на 35 кВт составляет 14 МВт. Мощность, передаваемая через трансформаторы Т-3 и   Т-4 в сеть 110 кВ, составит

Выбор трансформаторов для варианта 2

Мощность трансформаторов Т-1 и Т-2 по условию нормального режима

В режиме передачи наибольшей мощности с учетом 40% перегрузки

Принимаем к установке трансформаторы типа ТМН-4000/35.

Мощность трансформатора Т-3 определяется из условий нормального и наиболее загруженного режимов:

Принят к установке трансформатор типа ТДН-16000/110.