4.6. Выбор трансформаторов и автотрансформаторов

После выбора нескольких вариантов структурной схемы станции необходимо рассчитать общий баланс активных мощностей станции и потом определить нужную мощность трансформаторов связи.

Установленная мощность электростанции равна суммарной мощности генераторов, предназначенных к установке

(4.9)

где i = 1, 2, … – номер генератора мощностью Р_Gi; n – количество генераторов.

Нагрузка потребителей, присоединенных к шинам с напряжением U₁ равна

(4.10)

где – коэффициент системы для потребителей на напряжение U₁; i = 1, 2, … – номер потребителя мощности P_i; m – количество потребителей на напряжении U₁.

Нагрузка потребителей, присоединенных к шинам с напряжением U₂ равна

(4.11)

где – коэффициент системы для потребителей на напряжение U₂; i = 1, 2, … – номер потребителя мощности P_i; l – количество потребителей на напряжении U₂.

Суммарная мощность, отдаваемая внешним потребителям

(4.12)

Баланс активной мощности в нормальном режиме составляет резерв мощности электростанции

(4.13)

где P_с.н. = 0,1 P_уст – расход мощности на собственные нужды электростанции, согласно дополнительным условиям задания.

Потребность в аварийном резерве определяется при выходе из работы наиболее мощного генератора (Р_Gmax)

(4.14)

где 0,04Р_Gmax – расход мощности на собственные нужды отключившегося генератора (принимается 4% от мощности генератора).

Значение величины ΔP_ав может быть положительным или отрицательным. Знак плюс свидетельствует о том, что резерв мощности заложен на станции и даже при отключении самого мощного генератора на электростанции имеется избыток мощности, отдаваемый в энергосистему. Знак минус свидетельствует о том, что направление мощности в аварийном режиме меняется, и дефицит мощности покрывается за счет резерва системы.

4.7. Выбор двухобмоточных трансформаторов связи тэц

Полная мощность двухобмоточных трансформаторов связи Т1, Т2 (рис. 4.12) выбирается по наибольшему перетоку мощности ΔS_HH.

Величина S_HH определяется посредством составления балансов нагрузки ΔP_HH и ΔQ_HH на шинах ГРУ в различных режимах работы электроустановки по выражениям, приведенных ниже. Баланс активной мощности в нормальном режиме составляется для максимальной и минимальной нагрузки на шинах ГРУ.

Рис. 4.12. Схема ТЭЦ к выбору трансформаторов связи

Баланс активной мощности в нормальном режиме при максимальной нагрузке на шинах низкого напряжения (ГРУ)

(4.15)

где – суммарная мощность генераторов G₁ и G₂; – максимальная нагрузка на шинах ГРУ с учетом системного коэффициента; – расход мощности на собственные нужды генераторов G₁ и G₂.

Баланс активной мощности в нормальном режиме при минимальной нагрузке на шинах ГРУ

(4.16)

где K_min = 0,7 ÷ 0,8 – коэффициент снижения нагрузки.

За аварийный режим принимается отключение наиболее мощного генератора от шин ГРУ. Баланс активной мощности в аварийном режиме при максимальной нагрузке на шинах ГРУ

(4.17)

где 0,04P_Gmax – расход электроэнергии на собственные нужды от-ключенного генератора.

В зависимости от режима работы P_HH.ав может менять знак, то есть на шинах низкого напряжения при отключении наибольшего генератора может быть избыток (+) или дефицит (–) мощности. Поэтому трансформатор связи должен иметь РПН (рис. 4.9).

Определение перетоков реактивной мощности ΔQ_HH аналогично формулам (4.15 – 4.17). Например, переток реактивной мощности в нормальном режиме при максимальной нагрузке на шинах ГРУ

(4.18)

где – суммарная реактивная мощность генераторов, – максимальная реактивная нагрузка на шинах ГРУ.

Реактивная мощность определяется по активной мощности и tgφ соответствующего элемента. Например,

(4.19)

Мощность выбираемого трансформатора связи будет определяться по наибольшему абсолютному значению перетока мощности с учетом перегрузки трансформатора [2, 19, 26]

(4.20)

где – наибольшее значение перетока мощности в соответствии с рассмотренными режимами; n – число трансформаторов связи; K_П – допустимый коэффициент перегрузки трансформатора.

Если в справочной литературе отсутствует двухобмоточный трансформатор требующейся номенклатурной мощности, тогда выбирается к установке трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения соответствующей мощности, который снабжен устройством РПН. Обмотки низкого напряжения при этом соединяются параллельно, т.е. расщепление не используется, и трансформатор работает как двухобмоточный. Также допускается применение группы из двух трехфазных трансформаторов или группы из однофазных трансформаторов [25].

Если на проектируемой ТЭЦ есть генераторы, работающие в блоках с двухобмоточными трансформаторами, то мощность трансформатора блока определяется по выражению

(4.21)

где P_{G ном}, Q_{G ном} – соответственно, номинальная активная и реактивная мощность генератора; P_с.н., Q_с.н. – соответственно, расход активной и реактивной мощности на собственные нужды генератора.

Отбор мощности на собственные нужды может не учитываться, так как возможен режим работы блока при питании потребителей собственных нужд от резервного трансформатора собственных нужд.

Многие двухобмоточные трансформаторы, работающие в блоке с генераторами, не имеют РПН и даже ПБВ, в этом случае регулирование напряжения осуществляется посредством АРВ генератора.