ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электроснабжения и

применения электрической

энергии в сельском хозяйстве

Дс. 02 проектирование систем энергообеспечения

СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

Часть 2

Специальность 140106 Энергообеспечение предприятий

Уфа 2012

УДК 621.32:631.371 (076.5)

ББК 40.7

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета электрификации и автоматизации сельского хозяйства (протокол № от .12 г.)

Составитель: д.т.н., профессор Андрианова Л.П.,

ассистент Тукбаева А.Е.

Рецензент: д.т.н., профессор Сапельников В.М.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой ЭПЭЭСХ д.т.н., проф.

Л.П. Андрианова

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

4 5 11 16 29 33 39 46 57 65 70 79 87 97

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина ДС.02 "Проектирование систем энергообеспечения сельского хозяйства'' – относится к специальным учебным дисциплинам для подготовки дипломированных специалистов по специальности 140106 – Энергообеспечение предприятий.

Целью дисциплины является формирование у будущего специалиста системы знаний, умений и навыков по использованию необходимой проектно-конструкторской документации, овладение методиками проведения технических и технико-экономических расчетов с использованием средств компьютерного проектирования.

Задачи изучения дисциплины сводятся к изучению технологии проектирования систем энергообеспечения сельского хозяйства, в состав которых входят системы электроснабжения и теплоснабжения, охрана труда и техника безопасности, энергосбережение и экологические требования.

Практикум составлен в соответствии с типовой и рабочей программой дисциплины. В состав практикума входят 27 тем, в каждой из которых поставлена цель занятия, приведены расчетные формулы, примеры расчетов, задачи для самостоятельного решения, контрольные вопросы.

В результате решения практических задач по дисциплине «Проектирование систем энергообеспечения сельского хозяйства» студенты приобретут знания, умения и навыки, необходимые для решения практических задач, связанных с расчетом электрических и тепловых нагрузок и сетей предприятия, а также с проектированием систем для обеспечения энергией предприятий сельского хозяйства.

1 Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электростанции

Цель занятия. Изучение методики выбора числа и мощности трансформаторов связи на электростанции.

1.1 Расчетные формулы

При отсутствии графиков электрической нагрузки для трансформаторов, подключенных к генераторному распределительному устройству (ГРУ), вычисляют мощности трех режимов и выбирают наибольшую из них.

Режим 1. При минимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении (,МВА):

, (1.1)

где , – активная мощность одного генератора и его собственных нужд, МВт;

, – реактивная мощность одного генератора и его собственных нужд, Мвар;

–активная минимальная нагрузка на генераторном напряжении, МВт;

–реактивная минимальная нагрузка на генераторном напряжении, Мвар;

–число генераторов, подключенных к ГРУ.

Режим 2. При максимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении (,MBА):

, (1.2)

где – активная максимальная нагрузка на генераторном напряжении, МВт;

–реактивная максимальная нагрузка на генераторном напряжении, Мвар.

Режим 3. При отключении одного генератора и максимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении (, МВА):

, (1.3)

где – новое число генераторов, подключенных к ГРУ,

. (1.4)

Условие выбора мощности трансформаторов (), подключенных к ГРУ:

, (1.5)

где – максимальная расчетная мощность, МВА. Это мощность одного из рассчитанных режимов.

При блочном подключении генераторов и трансформаторов. Условие выбора мощности блочного трансформатора:

, (1.6)

где – полная расчетная мощность блочного трансформатора, MBА.

Для выбора трансформатора по справочнику нужно знать три величины: полную расчетную мощность, высокое и низкое напряжение.

Высокое напряжение () ориентировочно определяют из соотношения

, (1.7)

где – напряжение линии электропередачи, кВ;

–активная мощность передаваемая от электростанции в ЛЭП, МВт,

, (1.8)

где – количество генераторов на электростанции.

Из полученного промежутка значений напряжения выбирается класс напряжения, соответствующий среднему номинальному значению по шкале напряжений:

10,5–21–36,75–115–158–230–247–525–... кВ.

Полную передаваемую мощность () без учета потерь определяют по формуле

, (1.9)

где – коэффициент активной мощности генераторов электростанции.

Полную передаваемую мощность с учетом потерь в трансформаторах () определяют как

, (1.10)

где – коэффициент потерь в трансформаторе.

Таблица 1.1 Зависимость

	1	0,9	0,8	0,7	0,6
	1,02	1,06	1,08	1,085	1,09

Приближенно потери в трансформаторах можно определить из соотношений

,. (1.11)

Коэффициент загрузки трансформатора () определяется по формуле

, (1.12)

где – фактическая нагрузка на трансформаторы, MBА;

–номинальная мощность трансформатора, MBА;

n – число трансформаторов, на которое распределена фактическая нагрузка.

Пример.

Тип генератора – ТВФ-63

=10,5 кВ

= 0,8

= 2

= 1

= 50 МВт

= 65 МВт

= 0,85

=10%

Необходимо составить структурную схему электростанции (ЭС), рассчитать и выбрать трансформаторы, определить ,, .

Решение.

Составляем структурную схему ЭС и наносим данные (рисунок 1.1).

Определяем расчетную мощность трансформатора ГРУ:

;

;

;

Мвар;

Мвар;

.

Примечание. Знак «минус» в первой скобке подкоренного выражения означает, что недостающая мощность потребляется из ЭНС.

МВА.

Рисунок 1.1 Структурная схема электростанции

Определяем расчетную мощность блочного трансформатора

МВА

Определяем передаваемую мощность

МВт;

МВА;

Определяем напряжение передачи

кВ.

Согласно шкале напряжение принимаем = 220 кВ.

Выбираем трансформаторы /Шеховцов/:

Для ГРУ – два ТРДЦН 63000-220/10,5	Блочный – один ТД 80000-220/10,5
=230 кВ	=242 кВ
=11-11 кВ	=10,5 кВ
=70 кВ	=79 кВ
=265 кВт	=315 кВт
=11,5%	=11%
=0,5%	=0,45%

Определяем коэффициенты загрузки трансформаторов

.

Наносим необходимые данные (,) на структурную схему.

Структура условного обозначения турбогенераторов.

12-3-4

1) Одна или две буквы: Т или ТГ – турбогенератор.

2) Одна или две буквы: Тип охлаждения:

В – водородное;

ВВ – водородно водяное;

ВФ – водоро дно-форсированное;

ЗВ – трижды водяное (ротор, статор и сердечник);

ВМ – водомасляное;

Без буквы – воздушное.

3. Число: Номинальная мощность, МВт (для генератора типа ТВФ-120-2 указана мощность в продолжительно допустимом режиме перегрузки).

4. Количество полюсов.

Например:

Т ВВ-1000-2

Т – Турбогенератор

ВВ – Водородно-водяное охлаждение

1000 – Мощность – 1000 МВт

2 – Количество полюсов – 2 шт.