ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ:

1. Выбрать выключатели и разъединители в основных цепях станции.

2. Выбрать измерительные трансформаторы, измерительные приборы разрядники, предохранители.

3. Оформить пояснительную записку.

4. Начертить главную электрическую схему станции.

Генераторы ТЭЦ:

Количество: 4 шт.

Номинальная мощность, Pном.г: 32 МВт

Номинальное напряжение, Uном.г: 6,3 кВт

Номинальный коэффициент мощности, cosφ: 0,8

Сверхпереходное сопротивление, X”d: 0,143

Потребители на генераторном напряжении:

Максимальная нагрузка, Рмн: 50 МВт

Количество кабельных линий: 26 шт.

Минимальное сечение кабелей: 95 мм²

Время отключения КЗ на кабеле: 0,20 с

Система:

Напряжение, Uвн: 110 кВ

Количество линий связи: 2 шт.

Длина: 90 км

Мощность трехфазного К.З., Ркз: 1600МВА

1. Структурная схема станции.

Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования, распределение генераторов и электрической нагрузки между распределительными устройствами различных напряжений и связей между ними. На схеме показаны генераторы Г1, Г2, Г3, Г4, генераторное распределительное устройство ГРУ, распределительное устройство высокого напряжения РУ ВН, трансформаторы связи ТС1, ТС2, ТС3, местная нагрузка МН и нагрузка собственных нужд СН.

ТЭЦ обычно располагают в центре тепловой нагрузки, которой сопутствует большое потребление электрической энергии. Поэтому, чтобы избежать двойной трансформации, выгодно всю электрическую энергию, вырабатываемую ТЭЦ, или значительную её часть передавать местным потребителям на генераторном напряжении.

К ГРУ подключены генераторы Г1,Г2, мощностью 32 МВт, а генераторы Г3,Г4,подключены к РУ ВН по схеме электрического блока. С шин генераторного напряжения по кабельным линиям питается распределительные пункты РП по двум независимым кабелям, подключенным к разным секциям шин ГРУ, а также нагрузка собственных нужд. Две линий 110кВ подключенные к РУ ВН осуществляют связь с энергосистемой. На электростанциях, имеющих шины генераторного напряжения, предусматривается установка трансформаторов для связи этих шин с шинами повышенного напряжения. Такая связь необходима для выдачи избыточной мощности в энергосистему в нормальном режиме ( два генератора в работе ) и для резервирования питания нагрузок на напряжение 6,3кВ при плановом или аварийном отключении одного генератора.

Трансформаторы связи должны обеспечить выдачу в энергосистему всей активной и реактивной мощности генераторов за вычетом нагрузок собственных нужд и нагрузок распределительного устройства генераторного напряжения в период минимума нагрузки.

Рис.1. Структурная схема станции.

2. Рассчитать и построить суточные графики протекания мощности через силовые трансформаторы в нормальном и возможных аварийных режимах.

Графики выработки мощностей генераторов в течение суток постоянные, с выдачей номинальной мощности.

С шин ГРУ снимается местная нагрузка. График местной нагрузки принимаем равным 100% от максимальной нагрузки с 8 до 24 часов и 55% в остальное время суток (в течение всего года).

Полная мощность одного генератора:

МВА

Суммарная мощность:

МВА

Мощность местной нагрузки:

- с 08 до 24 часов:

МВА

- с 24 до 08 часов:

МВА

Мощность, потребляемая на собственные нужды:

от =МВА,

где постоянна в течение суток.

Минимальная и максимальная мощности, проходящие через трансформаторы связи в нормальном режиме:

- с 8 до 24 часов:

МВА,

- с 24 до 8 часов:

МВА,

В часы максимальной местной нагрузки в систему передаётся минимум

мощности, а при минимальной местной нагрузке – максимум мощности соответственно.

Изображаем суточный график выработки и распределения мощности:

Рис.2. График протекания мощности в нормальном режиме.

Подсчитаем, как будет распределяться мощность через трансформаторы связи при останове одного из генераторов:

МВА

МВА

Изображаем график протекания мощности через трансформаторы связи при останове одного из генераторов:

Рис.3. График протекания мощности через ТС при останове 1-го генератора.

Протекание мощности через один трансформатор связи присоединенный к ГРУ в аварийном режиме при работе двух генераторов:

- с 8 до 24 часов:

МВА

- с 24 до 8 часов:

МВА,

Изображаем график протекания мощности через один трансформатор связи присоединенный к ГРУ в аварийном режиме при работе двух генераторов:

Рис.4. График протекания мощности через ТС при останове 1-го тр-ра.

3. Выбор необходимого числа, мощности и типа трансформаторов связи.

Установка одного трансформатора допускается, если соблюдаются два основных условия:

- в нормальном режиме мощность выдается с шин станции в систему;

- мощность, выдаваемая в систему в нормальном режиме, не превышает мощности одного генератора.

В нашем случае соблюдается все условия. Следовательно в схеме применяем один трансформатора связи, а также два блочных трансформатора.

Мощность трансформатора связи выбираем по полученным графикам с обязательным учетом допустимых систематических аварийных перегрузок. Эти систематические перегрузки возможны за счет неравномерности нагрузки в течении суток. При недогрузке трансформатора связи износ изоляции очень мал, а при перегрузке износ изоляции существенно увеличивается, т.е. при аварийных режимах работы перегрузка масляных трансформаторов допускается до 40 % на время максимума нагрузки общей суточной, продолжительностью не более 6 часов в течении не более 5 суток.

Учитывая график протекая мощности, ближайший трансформатор связи – ТРДН-40000/110

Для подсчета перегрузки находим коэффициент минимальной (начальной) нагрузки:

Находим коэффициент максимальной перегрузки:

Время систематической перегрузки составляет: 8 часов.

Средняя температура окружающей среды в нормальном режиме: t°ср. = 10°С

Для трансформаторов с классом напряжения выше 110 кВ допускается использование данных таблиц 1.36 «Нормы максимально допустимых систематических аварийных перегрузок трансформаторов» при условии, что расчетная температура окружающей среды будет увеличена на 20°С.

По таблице 1.36 «Нормы максимально допустимых систематических аварийных перегрузок трансформаторов» определяем фактическое значение К2 при значении К1 = 0,28; К2ф = 1,0;

Сравниваем К2 и К2ф:

К2ф = 1,0 > К2 = 0,98

Значит, выбранный трансформатор связи подходит по режиму систематических перегрузок.

По той же таблице определяем К2 максимально допустимых аварийных перегрузок: К2 = 1,4; т.е. с учетом аварийных перегрузок один трансформатор связи способен пропустить мощность равную:

МВА; МВА;

При отключении трансформатора связи т.к. он один, происходит снижение выдаваемой мощности генераторов достаточной для потребителей на генераторном напряжении.

Параметры выбранного трансформатора связи:

Трансформатор: ТРДН-40000/110

Номинальная мощность: 40000кВА

Напряжение обмоток: ВН 121 кВ

НН 6,3 кВ

Схема и группа соединений: Y/∆/∆-11

Потери х.х.: 36 кВт

Потери к.з.: 172 кВт

Напряжение к.з. между обмотками ВН-НН: 10,5%

Ток х.х.: 0,65%