- •Структурная схема станции.
- •Выбор схемы распределительного устройства (ру) на генераторном напряжении и схемы ру на высшем напряжении.
- •2.1. Выбор схемы распределительного устройства (ру) на генераторном напряжении.
- •Определение необходимости установки секционного реактора. Выбор секционного реактора.
- •Выбор схемы собственных нужд электростанции.
- •Выбор линейных реакторов.
- •Выбор выключателей и разъединителей в цепи генератора
- •Выбор выключателей и разъединителей ру 6,3 кВ трансформаторов связи
- •Выбор выключателей и разъединителей ру 6,3 кВ цепи собственных нужд.
- •Выбор выключателей цепи линейного реактора нагрузки 6,3 кВ
- •Выбор измерительных трансформаторов, измерительных приборов, разрядников и предохранителей.
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ:
Выбрать выключатели и разъединители в основных цепях станции.
Выбрать измерительные трансформаторы, измерительные приборы разрядники, предохранители.
Оформить пояснительную записку.
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
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.
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.
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%