1 Выбор двух вариантов структурных схем электростанции

1.1 Выбор структурной схемы электростанции для первого

варианта

В РУ 500 кВ устанавливаем три блока генератор – трансформатор с номинальной мощностью генераторов P_н,г=800 МВт и три генератор – трансформатор с номинальной мощностью P_н,г=200 МВт.

В РУ 110 кВ устанавливаем три блока генератор – трансформатор с номинальной мощностью генераторов P_н,г=200 МВт. Суммарная мощность генераторов Р_Σ,г=3×800+6×200=3600 МВт.

1.2 Выбор структурной схемы электростанции для второго

варианта

В РУ 500 кВ устанавливаем три блока генератор – трансформатор с номинальной мощностью генераторов P_н,г=800 МВт и два P_н,г=300 МВт. В РУ 110 кВ устанавливаем три блока генератор – трансформатор с номинальной мощностью генераторов P_н,г=200 МВт. Суммарная мощность генераторов Р_Σ,г=3×800+2×300+3×200=3600 МВт.

Для связи между шинами РУ 500 кВ и РУ 110 кВ устанавливается автотрансформатор.

Два варианта структурной схемы электростанции изображены на рисунке 1.1 и рисунке 1.2.

500 кВ

110 кВ ккВ

ТГВ-200

3ТГВ×200

3 ×ТГВ-800

Рисунок 1.1 Структурная схема (вариант 1)

500 кВ

110 кВ ккВ

3×ТГВ-800

2×ТВМ-300

ТГВ-200

Рисунок 1.2 Структурная схема (вариант 2)

2 Выбор основного оборудования

2.1 Выбор генераторов

В качестве источников электроэнергии в обоих вариантах принимаем турбогенераторы серий ТГВ и ТВМ. Технические данные для двух вариантов приведены в таблице 2.1 [2 с.76].

Таблица 2.1– Технические данные генераторов

Тип генератора	Sном, МВА	Рном, МВт	Uн, кВ	Iн, кА	cos 		Цена, тыс.р
ТГВ-200-2УЗ	235,3	200	15,17	8,625	0,85	0,19	593,4
ТВМ-300-УЗ	353	300	20	10,19	0,85	0,203	900
ТГВ-800-2УЗ	941	800	24	22,65	0,85	0,272	2600

2.2 Выбор блочных трансформаторов

Условия выбора блочных трансформаторов:

,

, (1)

,

где U_Н,ВН – номинальное напряжение обмотки высокого напряжения трансформатора, кВ;

U_Н,НН – номинальное напряжение обмотки низкого напряжения трансформатора, кВ;

U_Н,Г – номинальное напряжение на выводах генератора, кВ;

U_уст­­– напряжение участка цепи, в котором установлен трансформатор, кВ;

S_Н,Т – номинальная мощность трансформатора, МВА;

S_бл,тр –необходимая мощность блочного трансформатора, МВА;

2.2.1. Выбор блочного трансформатора в блоке генератора ТГВ-200-2УЗ.

Активная мощность потребителей собственных нужд

, (2)

где – процентный расход на собственные нужды (таблица 5.2, [8]);

– номинальная активная мощность генератора (таблица 2.1)

,

Номинальная реактивная мощность генератора

, (3)

где - коэффициент мощности (таблица 2.1).

,

Реактивная мощность потребителей собственных нужд

, (4)

Необходимая мощность блочного трансформатора

, (5)

Согласно условиям выбора (1) принимаем трехфазные трансформаторы ТДЦ-250000/110 и ТДЦ-250000/500 (таблица 3.8 [1]). Технические данные выбранных трансформаторов представлены в таблице 4.2.

2.2.2 Выбор блочного трансформатора в блоке генератора ТВМ-300-УЗ.

Активная мощность потребителей собственных нужд согласно (2)

,

Номинальная реактивная мощность генератора согласно (3)

,

Реактивная мощность потребителей собственных нужд согласно (4)

,

Необходимая мощность блочного трансформатора согласно (5)

Согласно условиям выбора (1) принимаем трехфазные трансформаторы ТДЦ-400000/500 (таблица 3.8 [1]). Технические характеристики выбранных трансформаторов представлены в таблице 2.2.

2.2.3 Выбор блочного трансформатора в блоке генератора ТВВ-800-2ЕУЗ

Активная мощность потребителей собственных нужд согласно (2)

Номинальная реактивная мощность генератора согласно (3)

Реактивная мощность потребителей собственных нужд согласно (4)

Необходимая мощность блочного трансформатора согласно (5)

Согласно условиям выбора (1) принимаем трехфазный трансформатор ТНЦ-1000000/500 (таблица 3.8 [1]). Технические характеристики выбранных трансформаторов представлены в таблице 2.2.

2.3 Выбор числа и мощности автотрансформаторов связи

Условия выбора трансформаторов связи:

,

, (6)

,

где S1, S2, S3–перетоки мощности через автотрансформатор связи в трех режимах: максимальное потребление с шин СН, минимальное потребление с шин СН и аварийное отключение самого мощного блока на СН при максимальном потребление с шин СН соответственно.

2.3.1. Режим максимального потребления с шин СН:

Максимальная реактивная мощность, снимаемая с шин СН

, (7)

где P_max –максимальная реактивная мощность, снимаемая с шин СН.

.

Переток мощности при максимальном потреблении мощности с шин 110 кВ

, (8)

где и – суммарная активная и реактивная мощность генераторов;

и – суммарная активная и реактивная мощности потребителей собственных нужд.

Для 1-го и 2-го варианта:

,

2.3.2 Режим минимального потребления с шин СН.

Минимальная реактивная мощность, снимаемая с шин СН

, (9)

где P_min –минимальная реактивная мощность, снимаемая с шин СН.

,

Переток мощности при минимальном потреблении мощности с шин СН

, (10)

Для 1-го и 2-го варианта:

,

2.3.3 Переток мощности в режиме аварийного отключения самого мощного блока на СН при максимальном потреблении с шин СН

, (11)

где и –суммарная активная и реактивная мощности генераторов, работающих на шины СН при отключении самого мощного из них.

Для 1-го и 2-го варианта:

.

По условиям выбора (6) для первого и второго варианта принимаем два параллельно работающих автотрансформатора АТДЦТН-250000/500/110 (таблица 3.8 [1]).

Так как для обоих вариантов выбрано два параллельно работающих автотрансформатора, необходимо произвести проверку в режиме аварийного отключения одного из них.

2.3.4 Проверка на перегрузку при отключении одного из параллельно работающих автотрансформатора.

, (12)

,

,

.

Выбранные автотрансформаторы не проходят по проверке на перегрузку, но вследствие отсутствия автотрансформаторов необходимой мощности, принимаем выбранные автотрансформаторы связи. В режиме аварийного отключения самого мощного блока на СН при максимальном потреблении с шин СН необходимо снижать мощность генераторов.

Технические данные выбранных автотрансформаторов приведены в

таблице 2.2.

Схемы перетоков мощности приведены на рисунках 2.1 и 2.2.

Таблица 2.2. Технические данные трансформаторов

	Sном, МВА	Напряжение обмотки, кВ			Потери, кВт		Uк, %			Цена, тыс.руб
		вн	нн	сн	Pк	Рх	вн-сн	вн-нн	сн-нн
ТДЦ-250000/ 110	250	121	15,75	-	640	200	-	10,5	-	255
ТДЦ-250000/ 500	250	525	20	-	590	205	-	13	-	335
ТДЦ-400000/ 500	400	525	20	-	790	315	-	13	-	418
ТНЦ-1000000/ 500	1000	525	24	-	1800	570	-	14,5	-	585
АТДЦТН-250000/ 500/110	250	500	10,5	121	690	200	13	33	18,5	375,5

Рисунок 2.1 Схема перетоков мощности (вариант 1), МВА

500 кВ

110 кВ ккВ

336,7

249

115кВ

78,6кВ

346,3кВ

16,3

10

3×ТГВ-200

2×ТВМ-300

Рисунок 2.2 Схема перетоков мощности (вариант 2), МВА