Содержание

2 Составление двух вариантов структурных схем 13

2.1 Вариант №1 13

2.2 Вариант №2 13

1207.2.12.043.0000 ПЗ 8

3.2 Выбор блочных трансформаторов 8

1207.2.12.043.0000 ПЗ 8

3.2.1 Вариант №1 10

1207.2.12.043.0000 ПЗ 10

3.2.1 Вариант №2 11

1207.2.12.043.0000 ПЗ 11

3.3.1 Вариант №1 12

1207.2.12.043.0000 ПЗ 12

3.3.2 Вариант №2 12

4 Расчет количества линий на всех напряжениях 15

4.1 Условия выбора количества линий 15

(4.1) 15

4.2 Вариант №1 15

1207.2.12.043.0000 ПЗ 15

1207.2.12.043.0000 ПЗ 16

5 Выбор схем распределительных устройств 17

5.1 Вариант №1 17

1207.2.12.043.0000 ПЗ 17

5.2 Вариант №2 17

6 Технико-экономическое сравнение двух вариантов 18

1207.2.12.043.0000 ПЗ 23

7 Разработка схем собственных нужд 22

7.1 Разработка схем собственных нужд 6 кВ 22

8 Расчет токов короткого замыкания 26

(8.1) 27

S. 27

^x».=^x_y.-^L'_TT2 27

1207.2.12.043.0000 ПЗ 27

(8.6) 28

;, = V2- 1_м-к_у> 28

(8.8) 28

Ss„, 28

г = 28

л/з-и ’ 28

1207.2.12.043.0000 ПЗ 28

in 28

г. 28

8.1 Составление схемы замещения для расчета токов короткого замыкания 28

х₁₅=х₁₆ = х₁₇=х₁₈=х_]9 28

8.2 Расчёт токов короткого замыкания 30

8.2.1 Расчет токов короткого замыкания для точки К1 30

г) генераторы G₆-G₈. 30

1207.2.12.043.0000 ПЗ 30

1207.2.12.043.0000 ПЗ 32

X₄₈=2S^ ₌ ML₀.67 33

1207.2.12.043.0000 ПЗ 33

8.2.2 Расчет токов короткого замыкания для точки К2 34

1207.2.12.043.0000 ПЗ 35

1207.2.12.043.0000 ПЗ 36

= 0,68 < 1. 37

2,66 37

8.2.3 Расчет токов короткого замыкания для точки КЗ 37

1207.2.12.043.0000 ПЗ 37

Х₅,=(Х₄з || Х₄₄1| Х₅о)= 38

Х_Экв ^— Х42 I Х₄9 Х51 — 38

1207.2.12.043.0000 ПЗ 38

1207.2.12.043.0000 ПЗ 39

8.2.4 Расчет токов короткого замыкания для точки К4 40

1207.2.12.043.0000 ПЗ 40

1207.2.12.043.0000 ПЗ 41

8.2.5 Расчет токов короткого замыкания для точки К5 42

1207.2.12.043.0000 ПЗ 42

= 0,21 43

= 0,11 43

1207.2.12.043.0000 ПЗ 44

					1207.2.12.043.0000 ПЗ	Лист
						4
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

1 Введение

Электрическая энергия находит широкое применение во всех областях народного хозяйства и в быту. Этому способствует такие ее свойства, как универсальность и простота использования, возможность производства в больших количествах промышленным способом и передачи на большие расстояния.

В настоящее время электроснабжение осуществляется преимущественно на электростанциях с агрегатами большой мощности. Наиболее крупные тепловые электростанции достигают мощности 3600 МВт, атомные - 2500 МВт, гидроэлектростанции - 6000 МВт.

Основную долю всей вырабатываемой электроэнергии дают тепловые электростанции, гидроэлектростанции и атомные электростанции. Наиболее перспективными являются атомные электростанции, но основную долю вырабатываемой электроэнергии дают тепловые и гидравлические электростанции.

Гидравлические электростанции сооружаются на крупных реках, вдали от потребителя. Тепловые электростанции сооружаются в зависимости от типа станции. ТЭЦ обычно сооружают вблизи потребителя и воды. Для ГРЭС близость потребителя значения не имеет, сооружают обычно вблизи воды и вблизи мест добычи топлива, транспортировка которого на значительные расстояния экономически нецелесообразна. Вырабатываемая электроэнергия передается к местам потребления по линиям электропередач.

Близость топлива для ГРЭС имеет не решающее значение. В последнее время построен ряд мощных ГРЭС, использующих природный газ, который транспортируется по газопроводам на значительные расстояния.

Важнейшие задачи, которые в настоящее время решают энергетики и энергостроители, заключают в себя техническое перевооружение, модернизацию, продление срока службы и обеспечение работоспособности действующих электростанций и электрических сетей; сооружение новых

					1207.2.12.043.0000 ПЗ	Лист
						5
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

энергоблоков, в том числе на площадках действующих электростанций, с использованием новых высокоэффективных парогазовых и газотурбинных технологий для электростанций на газе, экологически чистых технологий сжигания угля; совершенствование структуры генерирующих мощностей с максимально возможным вовлечением в энергобаланс электростанций - гидравлических и атомных (ГЭС и АЭС), не использующих органическое топливо; повышение эффективности конечного использования энергии; развитие Единой энергосистемы России и ее основной системообразующей сети; обеспечение целостности ЕЭС, устранение зависимости отдельных российских энергосистем от других стран; полное восстановление параллельной работы энергообъединений в рамках бывшей ЕЭС СССР, их эффективное функционирование на новых принципах и интеграция с другими энергообъединениями на Евроазиатском континенте; участие в работе зарубежных рынков электроэнергии с непосредственным выходом на конечных потребителей, развитие взаимовыгодной внешнеэкономической деятельности с энергосистемами стран СНГ и Балтии, а также с энергосистемами европейских и других стран евроазиатского континента; осуществление реструктуризации электроэнергетики для повышения эффективности ее функционирования и развития, а также привлечения инвестиций в отрасль; сокращение атмосферных выбросов парниковых газов (С0₂) на предприятиях отрасли, в том числе и путем реконструкции и модернизации действующих электростанций.

						Лист
					1207.2.12.0^3.0000 ПЗ	£
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата		О

2 Составление двух вариантов структурных схем

1. Вариант №1

Для выдачи данной мощности на шины 220 кВ устанавливаю три блока генератор-трансформатор с мощностью генераторов 300 МВт, а шины 500 кВ - пять блоков генератор-трансформатор с мощностью генераторов 800 МВт и один блок с генератором мощностью 800 МВт. Распределительные устройства связаны между собой автотрансформатором связи.

500 кВ 220 кВ

5x800 МВт 3 хЗОО МВт

Рисунок 2.1-Структурная схема проектной стадии (Вариант№1)

2. Вариант №2

Для выдачи данной мощности на шины 220 кВ устанавливаю два блока генератор-трансформатор с мощностью генераторов 500 МВт, а шины 500 кВ - восемь блоков генератор-трансформатор с мощностью генераторов 500 МВт. Распределительные устройства связаны между собой автотрансформатором связи.

500 кВ 220 кВ

Рисунок 2.2- Структурная схема проектной стадии (Вариант№2)

					1207.2.12.043.0000 ПЗ	Лист
						7
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

Выбираю турбогенератор новой серии ТЗВ с полным водяным охлаждением. Разработаны в НИИ АО “Электросила Число три в серии ТГ - означает число основных цепей охлаждения (ротор, обмотка статора, сердечник).

В турбогенераторах ТЗВ применяется только негорючие материалы, а водород и масляные уплотнения вала отсутствуют. Для смазки подшипников допускается как турбинное масло, так и негорючее жидкость ОМТИ. В связи с этим конструкция генератора взрыво- и пожаробезопасна.

Водяное охлаждение вместо водородного уменьшает температуру обмоток и конструктивных элементов, а также сечений каналов для охлаждающего агента в проводниках обмотки возбуждения ротора, снижает электрические потери в них и потери и циркуляцию охлаждающего агента. Возможность увеличения линейных нагрузок при уменьшении объема и соответственно массы генератора обеспечить высокие эксплуатационные показатели - коэффициент полезного действия и устойчивость, маневренность, запасы мощности по нагреву, расширения диапазона допустимых режимов работы.

Полное водяное охлаждение повышает надёжность турбогенераторов вследствие отсутствия масляных уплотнений вала, вентиляторов и встроенных в статор газоохладителей; снижение требований по газоуплотности корпуса; уменьшение нагрева изоляционных материалов и соответственно повышения их долговечности; упрощения конструкции отдельных узлов и деталей.

Т

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

1207.2.12.043.0000 ПЗ

Лист

урбогенераторы ТЗВ отличаются доступностью внутренних элементов для осмотра и ремонта из-за большого числа люков в обшивке, простора концевых частей корпуса статора, отсутствия жестких требований герметичности корпуса, по [7, с.21]

Таблица 3.1- Технические данные генераторов

Тип генератора	р ной.? МВт	Я, MBA	cos cpr	^н, cm кА	^ ном, г кВ	X d	Система возбуждения	Цена в тыс.руб.
ТГВ-300-2	300	353	0,85	10,2	20	0,195	стс	20100
ТВВ-500-2	500	588	0,85	17	20	0,242	стс	38400
ТЗВ-800-2	800	889	0,9	21,4	24	0,22	стн	52000

2. Выбор блочных трансформаторов

Условия выбора блочных трансформаторов:

Uн,ВН — Uуст _?

U

(3.1)

h,HH ⁼ ^Я,Г

S„_T>S,

Н,Т бл.тр

где - номинальное напряжение обмотки высокого напряжения

трансформатора, кВ;

Uh,hh ~ номинальное напряжение обмотки низкого напряжения трансформатора, кВ;

Un_tr~ номинальное напряжение на выводах генератора, кВ;

Uуст— напряжение участка цепи, в котором установлен трансформатор, кВ; Shj- номинальная мощность трансформатора, MBA;

Sбл.тр -необходимая мощность блочного трансформатора, MBA.

С начала определяется реактивная мощность генераторов Q_{H г} ,МВар, по формуле:

V

(3.2)

О =Р

х-н,г ¹ н.г

1 “ COS²ф_г

COS (р_г

где Р_{н г}- номинальная мощность генератора, МВт cos (р_г- коэффициент мощности генератора.

З

р ₌П%-

СН

Qch —

100%

• Qhj 100%

(3.3)

(3.4)

атем рассчитывается расход активной и реактивной мощности на собственные нужды Р_сн,МВт и Q_CH,MBap, по формулам:

где Р_{н г} - номинальная активная мощность генератора, МВт;

Q_{H г} - номинальная реактивная мощность генератора, МВар;

п% - процентный расход на собственные нужды, который зависит от вида топлива, на котором работает станция.

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

1207.2.12.043.0000 ПЗ

Лист

Мощность блочного трансформатора S_{6i т}, МВ-А, определяется

Sбяоч.т ~ V~ ?СН ) ⁺ (Qh.F ~ QcH ) » (3*^)

3.2.1 Вариант №1

1) Выбирается блочный трансформатор для генератора ТГВ-300-2 на шинах 200 кВ.

Определяется реактивная мощность генератора ТГВ-300-2 по формуле (3-2):

Q =300-^ ~ ^0,85 = 185,9 МВар.

^HJ 0,85

Определяется расход активной и реактивной мощности на собственные нужды по формуле (3.3), (3.4):

5-300

р -

^гсн

Q( H -

= 15 МВт,

100

5-185,9

100

= 9,3 МВар.

Определяется мощность блочного трансформатора по формуле (3.5):

.» = д/(300 -15)² + (185,9- 9,3)² = 335,3 МВ'А

Исходя из следующих условий:

Uн,внт ⁼ 242 кВ > U_уст =220 кВ,

Uн.ннт ~ 20 кВ > U_{н г} - 20 кВ;

S_HT = 400 МВ • А > S_6M4T = 335,3 MBA.

Выбирается для генератора ТГВ-300-2 трансформатор ТДЦ-400000/220, который удовлетворяет всем условиям. [3, c.l 11].

2) Выбирается блочный трансформатор для генератора ТЗВ-800-2 на шинах 500 кВ.

Определяется реактивная мощность генератора ТЗВ-800-2 по формуле (3.2):

А"⁰*⁹' _=387;5 МВар

Qhj ~ 800

0,9

Определяется расход активной и реактивной мощности на собственные нужды по формуле (3.3), (3.4):

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

1207.2.12.043.0000 ПЗ

Лист

Р_Сн=^Ш = 40 МВт,

Qch =

100

5-387,5

100

= 19,4 MBap.

Определяется мощность блочного трансформатора по формуле (3.5):

S_t„_m =V(800-40)² +(387,5-19,4)² =844,5 MBA.

Исходя из следующих условий:

Uн.внт ~ 525 кВ > U _уст = 500 кВ ,

U

= 24 кВ = U_{н г} = 24 кВ ;

Н.ННТ

S_HT = 1000 МВ • А > S_6l04T = 844,5 MBA.

Выбирается для генератора ТЗВ-800-2 трансформатор ТНЦ-1000000/500, который удовлетворяет всем условиям. [3, с.118].

1. Вариант №2

1. Выбирается блочный трансформатор для генератора ТВВ-500-2 на шинах 220 кВ.

Определяется реактивная мощность генератора ТВВ-500-2:

V

= 309,9 MBap.

Qhj-= 500

i-0,85²

0

Определяется расход активной и реактивной мощности на собственные нужды по формуле (3.3), (3.4):

⁵'⁵⁰⁰ = 25 МВт,

^рсн =

Оси=

100 5-309,9 100

= 15,5 МВар.

,85

Определяю мощность блочного трансформатора по формуле (5):

S_&W4M =V(⁵⁰°-25)² +(309,9 -15,5)² = 558,8 MB A.

Исходя из следующих условий:

Uн.внт ⁼ 242 кВ > U_уст = 220 кВ,

U_н,ннт - 20 кВ = U_{н г} = 20 кВ ;

S_{H T} = 630 МВ • А > S_6nmT = 558,8 МВ • А .

Выбирается для генератора ТВВ-500-2 трансформатор ТНЦ-630000/220, который удовлетворяет всем условиям. [3, с.118].

Т

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

1207.2.12.043.0000 ПЗ

Лист

ак как шины 500 кВ работают так же генераторы ТВВ-500-2 а мощность блока посчитана выше поэтому устанавливаем трансформаторы типа ТНЦ- 630000/500.

А

U

U

Н,ВНат

Н Х'Нат

— S\-> S-j’, St .

(3.6)

втотрансформаторы связи выбираются по следующим условиям:

i

Н,ат

,

где S,;S₂;S -перетоки мощности в трёх режимах, MBA.

Рассчитываются перетоки мощности в трёх режимах:

1. режим максимального потребления с шин среднего напряжения 5, ,МВ Л:

= V(X Р^г-ЪРсн- kJ² + (S Qht - Qm - е™*)² (3.7)