2. Разработка структурной схемы проектируемой установки

2.1. Основные положения по разработке структурной схемы

Главная схема электрических соединений электростанции – это совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.

Для выбора схемы важно учесть количество линий высшего и среднего напряжения, степень их ответственности, поэтому на различных этапах развития энергосистемы схема может быть разной.

Основные требования к схемам:

• надежность электроснабжения потребителей;

• приспособленность к проведению ремонтных работ;

• оперативная гибкость электрической схемы;

• экономическая целесообразность.

Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов), распределения генераторов и нагрузки между распределительными устройствами разного напряжения и связи между этими РУ.

На ТЭЦ с генераторами 60-100 МВт потребители электроэнергии, расположенные на расстоянии 3-5 км, могут получать электроэнергию на генераторном напряжении ГРУ 6-10 кВ, с одной системой шин секционированной и реактированной. Число и мощность генераторов, присоединенных к ГРУ, определяются на основании проекта электроснабжения потребителей и должно быть таким, чтобы при останове одного генератора, оставшиеся полностью обеспечивали питание потребителей.

Связь с энергосистемой и выдача избыточной мощности осуществляется по линиям высокого напряжения.

2.2. Характеристика предлагаемых вариантов схемы проектируемой электроустановки

На станции в соответствии с заданием выбраны турбогенераторы два мощностью 60 МВт и один мощностью 160 МВт. От шин высокого напряжения 110 кВ отходят воздушные линии, к двум высоковольтным линиям 110 кВ подключена двухтрансформаторная подстанция. На станции имеются потребители по сети 10 кВ с максимальной мощностью 40 МВт.

В первом варианте схемы к РУ ВН 110 кВ подключены три энергоблока (два с турбинами типа T110/120 и один с турбиной типа ПТ-145/165) по схеме: блок генератор-трансформатор.

Местные потребители 10 кВ подключены к двухтрансформаторной подстанции 110/10 кВ.

Во втором варианте схемы к шинам ВН 110 кВ подключены три энергоблока (две блока с турбинами типа T110/120 и одна турбина типа ПТ-145/165) по схеме: блок генератор-трансформатор.

Местные потребители 10 кВ через два понижающих трансформатора подключены к выводам генератора с турбиной ПТ-145/165 и к шинам РУ ВН.

В первом и втором вариантах схем установлены генераторные выключатели. Это целесообразно для повышения надежности питания собственных нужд генераторов с турбинами, работающими с противодавлением, уменьшения количества операций выключателями РУ ВН и обеспечения резервного питания собственных нужд.

2.3 Основные теоретические положения технико-экономического расчета

Экономическая целесообразность схемы определяется минимумом приведенных затрат:

,тыс. руб, где

р_н – нормативный коэффициент экономической эффективности, принимаем 0,12;

К – капиталовложения на сооружение электроустановки, тыс.руб.;

И – годовые эксплуатационные издержки, тыс.руб./год;

У – ущерб от недоотпуска электроэнергии, тыс.руб./год.

Капиталовложения К при выборе оптимальных схем выдачи электроэнергии и выборе трансформаторов определяют по укрупненным показателям стоимости элементов схемы.

Вторая составляющая расчетных затрат – годовые эксплуатационные издержки – определяются по формуле

, тыс. руб/год,

где р_а, р_о –отчисления на амортизацию и обслуживание, %

β – стоимость 1 кВт·ч потерь электроэнергии, коп/(кВт·ч)

∆W – потери электроэнергии, кВт·ч.

Потери электроэнергии в двухобмоточном трансформаторе определяют по формуле

, кВт·ч,

где Р_х – потери мощности холостого хода, кВт;

Т – продолжительность работы трансформатора (принимают Т=8760 ч);

Р_к – потери мощности короткого замыкания;

S_max – расчетная (максимальная) нагрузка трансформатора, МВ·А;

S_ном – номинальная мощность трансформатора, МВ·А;

τ – продолжительность максимальных потерь, определяется в зависимости от продолжительности использования максимальной нагрузки Т_мах, ч. Величина

Т_мах определяется по графикам нагрузки.

Потери электроэнергии в нескольких параллельно работающих трансформаторах

_,

_{где n – количество параллельно работающих трансформаторов.}

Ущерб от недоотпуска электроэнергии определяется только в том случае, если сравниваемые варианты имеют существенное различие по надежности питания. Для учета этой величины необходимо знать вероятность и длительность аварийных отключений, характер производства и ряд других факторов.