3.4.1. Первый вариант
Рис. 7. Вариант 1 структурной схемы ТЭ
3.4.1.1. Осенне-зимний период
Вначале произведём расчёт потоков мощности при всех работающих генераторах и трансформаторах без учёта потерь мощности.
Мощность механизмов собственных нужд согласно заданию на проектирование, составляет 10% от установленной мощности ТЭЦ:
.
Механизмы собственных нужд питаются через трансформаторные отпайки ГРУ. Таким образом, мощность собственных нужд:
;
.
В осеннее-зимний период все агрегаты загружены на 100%. Поэтому мощность, вырабатываемая генераторами будет соответствовать их номинальной мощности.
Произведём расчёт перетоков мощности через автотрансформаторы в осенне-зимний период.
Реактивная мощность нагрузки на ГРУ:
.
Реактивная мощность, вырабатываемая каждым из генераторов 63 МВт:
.
Избыток мощности, выдаваемый с ГРУ на обмотки НН автотрансформаторов:
.
Реактивная мощность, потребляемая нагрузкой промышленного района, питающегося от РУ 110 кВ:
.
Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ:
;
.
По первому закону Кирхгофа находим избыток мощности, выдаваемый автотрансформаторами в систему:
;
.
Как видим из расчётов, в нормальном режиме наиболее загруженными оказались обмотки НН автотрансформаторов.
Теперь произведём расчёт перетоков мощности в ремонтных и аварийных режимах для осенне-зимнего периода.
Для ТЭЦ проверка перетоков мощности через автотрансформаторы должна осуществляться при следующих режимах:
при отключении одного из параллельно работающих автотрансформаторов связи;
при отключении блока в блочной части ТЭЦ;
при отключении генератора, работающего на ГРУ.
Совпадение во времени вышеуказанных событий маловероятно, поэтому потоки рассчитываются для каждого из них в отдельности.
При выходе из строя одного автотрансформатора потокораспределение в остальной части схемы не изменится, поскольку потери в её элементах при выборе структурной схемы не учитываются. По этой причине потоки, приходящиеся на один оставшийся в работе автотрансформатор, будут в два раза больше, чем те же потоки в нормальном режиме.
Произведём расчёт потоков мощности при отключении одного генератора, работающего на ГРУ.
Избыток мощности, выдаваемый на обмотки НН автотрансформаторов:
;
.
Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ, останется тем же, что и в нормальном режиме:
;
Избыток мощности, выдаваемый автотрансформаторами в систему:
;
В данном режиме наиболее загруженными вновь оказались обмотки НН автотрансформаторов.
3.4.1.2. Весенне-летний период
В соответствии с заданием на курсовое проектирование в весенне-летний период генераторы загружены на 42% от своей номинальной мощности. Из условия устойчивости факела котлоагрегат не может работать с такой паропроизводительностью. Однако поскольку принимается, что ТЭЦ имеет поперечные связи в тепловой части, то часть котлоагрегатов в весенне-летний период отключается, и поэтому работа генераторов в таком режиме оказывается возможна. Следовательно, мощность, потребляемая механизмами собственных нужд, уменьшается той же пропорции, что и вырабатываемая генераторами мощность, поскольку часть парогенераторов остановлена. Поэтому расход на собственные нужды в весенне-летний период примем равным 42% от расхода в осенне-зимний период. График загрузки агрегатов и график потребления мощности механизмами собственных нужд являются одноступенчатыми, то есть мощность в течение суток не меняется.
Суточные графики нагрузок на ГРУ и на РУ 110 кВ также являются одноступенчатыми, величина потребляемой мощности составляет 68 и 52 МВт соответственно. Коэффициенты мощности нагрузок и генераторов примем теми же, что и для осенне-зимнего периода, и неизменными в течение суток.
Реактивная мощность нагрузки на ГРУ в весенне-летний период:
.
Избыток мощности, выдаваемый с ГРУ на обмотки НН автотрансформаторов:
.
Реактивная мощность, потребляемая нагрузкой промышленного района:
.
Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ:
;
.
Мощность, текущая через обмотку ВН автотрансформаторов из системы:
.
Как видим из расчётов, в нормальном режиме наиболее загруженными оказались обмотки СН автотрансформаторов.
Теперь произведём расчёт перетоков мощности в ремонтных и аварийных режимах для весенне-летнего периода.
Произведём расчёт потоков мощности при отключении одного генератора, работающего на ГРУ.
Мощность, подтекающая к шинам ГРУ:
.
Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ, останется тем же, что и в нормальном режиме:
.
Мощность, потребляемая из системы через обмотку ВН автотрансформаторов:
.
В данном режиме наиболее загруженными оказались обмотки ВН автотрансформаторов. Изменения частоты в данном режиме также не происходит, поскольку мощность, потребляемая из системы, меньше мощности аварийного резерва.