Содержание
Так в федеральном законе «Об электроэнергетике» даётся следующее определение электроэнергетики: Электроэнергетика — отрасль экономики Российской Федерации, включающая в себя комплекс экономических отношений, возникающих в процессе производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии), передачи электрической энергии, оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, сбыта и потребления электрической энергии с использованием производственных и иных имущественных объектов, принадлежащих на праве собственности или на ином предусмотренном федеральными законами основании субъектам электроэнергетики или иным лицам. Электроэнергетика является основой функционирования экономики и жизнеобеспечения. 11
Главной проблемой электроэнергетики является замена морально и физически изношенного технологического оборудования. Поэтому целью данного курсового проекта является проектирование ГРЭС, мощностью 4200 МВт, с использованием современного технологического оборудования и новейших достижений в области электроэнергетики. 11
1 Выбор двух вариантов структурных схем ГРЭС 12
При проектировании объектов энергетики на первом этапе проектирования составляют структурную схему объекта, на которой показываются основные функциональные узлы (распределительные устройства, генераторы, трансформаторы) и связи между ними. 12
Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов), распределения генераторов и нагрузки между распределительными устройствами разного напряжения и связи между этими РУ. 12
Два варианта структурной схемы электростанции изобразим на рисунке 1.1 и рисунке 1.2. 12
Выбор двух схем обусловлен тем, что в ходе их разработки определяется наиболее экономичный вариант. 12
Для первого варианта выберем на РУ 500 кВ установку трех блоков генератор-трансформатор с номинальной мощностью генераторов 800 МВт и четырех блоков с номинальной мощностью генераторов по 300 МВт, а на РУ 110 кВ установку двух блоков генератор-трансформатор с номинальными мощностями 300 МВт. 12
Суммарная мощность станции будет составлять 4200 МВт 13
13
Рисунок 1.1 – Первый вариант структурной схемы ГРЭС 13
Для второго варианта на РУ 500 кВ наметим установку четырех блоков генератор-трансформатор с номинальной мощностью генераторов 800 МВт и двух на 200 МВт. На РУ 110 кВ устанавливается два блока генератор-трансформатор с номинальными мощностями 300 МВт. 13
Суммарная мощность генераторов будет равна 4200 МВт. 13
13
Рисунок 1.2 – Второй вариант структурной схемы ГРЭС 13
2.1 Выбор генераторов 14
Данный тип турбогенераторов изготавливаются АО «Силовые машины» [8] -глобальная энергомашиностроительная компания, входящая в пятерку мировых лидеров отрасли по объему установленного оборудования. 15
Технические данные генераторов для двух вариантов приведены в таблице 2.1. 15
Таблица 2.1 – Технические данные генераторов 15
Тип 15
Рн.г, 15
МВт 15
МВ·А 15
cosφ 15
Uн, кВ 15
Xd″ 15
Система 15
возбуждения 15
Цена, 15
тыс. руб. 15
2.2 Выбор блочных трансформаторов 15
Блочный трансформатор выбирается по условиям: 15
(2.1) 15
2.3 Выбор автотрансформаторов связи 17
На ГРЭС выбираем один автотрансформатор с РПН, так как станция имеет связь с системой по двум напряжениям, а так же на РУ среднего напряжения два подключенных блока генератор – трансформатор 17
Таблица 2.2 – Технические данные трансформаторов 19
АТДЦТН-500000/500/220 У1 – автотрансформатор трехфазный с принудительной циркуляцией воздуха и масла с ненаправленным потоком масла, трехобмоточный с системой регулирования напряжения номинальной мощностью 500000 кВА и классами напряжения ВН и СН 500 кВ и 220 кВ соответственно. 19
ТЦ-1000000/500 У1 - трехфазные двухобмоточные трансформаторы с принудительной циркуляцией масла и масляно-водяным охлаждением. 19
ТДЦ-400000/500 У1, ТДЦ-250000/500 У1, ТДЦ-400000/220 У1 – трехфазные трансформаторы с масляным охлаждением с дутьем и принудительной циркуляцией масла. 19
2.4 Схемы перетоков мощностей для двух вариантов схем 19
Рисунок 2.1 – Схема перетоков мощностей для 1 варианта 20
20
Рисунок 2.2 – Схема перетоков мощностей для 2 варианта 20
3 Расчет количества линий 21
4 Выбор схем распределительных устройств 22
Схемы распределительных устройств 35-750 кВ должны удовлетворять требованиям надежности электро- и теплоснабжения [1, пункт 9.1.10]. 22
На электростанциях с блочной электрической схемой отказ в отключении или повреждение любого из выключателей (кроме секционного и шиносоединительного) не должны, как правило, приводить к отключению более одного блока и одной или нескольких линий, которое допустимо по условию устойчивости энергосистемы. При отказе в отключении или повреждении секционного или шиносоединительного выключателей, а также при совпадении повреждения или отказа одного из выключателей с ремонтом любого другого допускается одновременное отключение двух блоков и линий, если при этом сохраняется устойчивость работы энергосистемы или ее части. При этом не допускается полный останов станции. 22
5 Технико-экономическое сравнение вариантов 25
Технико-экономическое сравнение производится по методу приведенных затрат: 25
(5.1) 25
где – нормативный коэффициент эффективности; 25
– капитальные затраты, тыс. руб.; 25
– ежегодные эксплуатационные расходы, тыс. руб. 25
(5.2) 25
где – стоимость потерь электрической энергии в трансформаторах 25
(5.3) 25
где - стоимость 1 потерянной энергии, 1,5 руб/; 25
– суммарные потери электроэнергии в трансформаторах, ; 25
– эксплуатационные расходы на ремонт, амортизацию и содержание персонала: 25
(5.4) 25
Капитальные затраты определяются по укрупненным показателям стоимости элементов схемы. Для определения капитальных затрат К составляется таблица, которая учитывает те элементы, на которые варианты различаются. 25
Таблица 5.1 – Подсчет капитальных затрат К 26
Наименование 26
и тип оборудования 26
Стоимость 26
единицы, 26
тыс. руб. 26
Вариант 1 26
Вариант 2 26
Кол-во 26
штук 26
∑ стоимость, 26
тыс. руб. 26
Кол-во 26
штук 26
∑ стоимость, 26
тыс. руб. 26
Генераторы 26
260000 26
- 26
- 26
2 26
520000 26
313360 26
4 26
1253440 26
- 26
- 26
- 26
1 26
- 26
2 26
4 26
- 26
ТЦ-1000000/500 26
234000 26
- 26
- 26
1 26
234000 26
Ячейка ОРУ 500 кВ независимо от количества выключателей 26
35000 26
- 26
- 26
- 26
- 26
Ячейка генераторного выключателя 26
6000 26
1 26
6000 26
- 26
- 26
Капитальные 26
затраты (К) 26
1955440 26
2062000 26
Для двухобмоточного трансформатора: 26
(5.5) 26
где – продолжительность работы трансформатора, ч; 26
– потери мощности холостого хода (таблица 2.2); 26
– потери мощности короткого замыкания (таблица 2.2); 26
–максимальная мощность, протекающая через трансформатор; 26
6 Разработка схем питания собственных нужд 29
7 Расчет токов короткого замыкания 31
7.1 Расчет сопротивлений 31
7.2 Расчет токов короткого замыкания относительно точки К-1 34
7.3 Расчет токов короткого замыкания относительно точки К-2 39
7.4 Расчет токов короткого замыкания относительно точки К-3 40
7.5 Расчет токов короткого замыкания относительно точки К-4 42
7.6 Расчет токов короткого замыкания относительно точки К-5 43
7.7 Расчет токов короткого замыкания в точке К-6 44
8 Выбор выключателей и разъединителей 47
9 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения 54
9.1 Выбор измерительных трансформаторов тока 54
9.2 Выбор измерительных трансформаторов напряжения 60
10.1 Выбор гибких шин и ошиновки 500 кВ 63
10.2 Выбор гибких шин и ошиновки 220 кВ 64
12 Выбор конструкции распределительных устройств 69
Заключение 72
Список литературы 73