Содержание:

Введение_{-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------}

1. Выбор генераторов_{-----------------------------------------------------------------------------------------------------}

2. Выбор и обоснование двух вариантов схем проектируемой электростанции_{------------------------------------------------------------------------------------------------------------}

3. Выбор трансформаторов на проектируемой электростанции_{--------------------}

4.Технико-экономическое сравнение вариантов схем проектируемой электростанции_{------------------------------------------------------------------------------------------------------------}

5. Выбор и обоснование упрощённых схем распределительных устройств разных напряжений_{-------------------------------------------------------------------------------}

6. Выбор схемы собственных нужд и трансформаторов собственных нужд_{----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------}

7. Расчёт токов короткого замыкания_{----------------------------------------------------------------------}

8. Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей для заданных цепей_{---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------}

9. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения_{--------------------}

10. Описание конструкции распределительного устройства_{--------------------------}

11. Вывод_{-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------}

Список литературы_{---------------------------------------------------------------------------------------------------------}

Введение

Электростанция – это установка, предназначенная для получения электрической или электрической и тепловой энергии. В зависимости от вида используемых энергетических ресурсов электрические станции делятся на тепловые, гидравлические, атомные, ветряные, геотермические и др.. Наиболее широко распространены тепловые (ТЭС) и гидравлические станции (ГЭС).

Тепловыми называют такие электростанции, где тепловую и электрическую энергию благодаря сжиганию в топках или в самих двигателях твердого, жидкого или газообразного топлива. Тепловые электростанции делятся на конденсационные (КЭС) и теплофикационные (ТЭЦ).

Теплофикационные электростанции – теплоцентрали (ТЭЦ) предназначены для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом.

ТЭЦ получили широкое применение в районах (городах) с большим потреблением тепла и электроэнергии.

Специфика электрической части ТЭЦ определяется расположением электростанции вблизи центров электрических нагрузок. В этих условиях часть мощности может выдаваться в местную сеть непосредственно на генераторном напряжении. С этой целью на электростанции создаётся обычно генераторное распределительное устройство (ГРУ). Избыток мощности выдаётся в энергосистему на повышенном напряжении.

Существенной особенностью ТЭЦ является повышенная мощность теплового оборудования по сравнению с электрической мощностью электростанции. Это обстоятельство предопределяет больший относительный расход электроэнергии на собственные нужды, чем на КЭС. Размещение ТЭЦ преимущественно в крупных промышленных центрах, повышенная мощность теплового оборудования по сравнению с электрическим повышают требования к охране окружающей среды. Так, для уменьшения выбросов ТЭЦ целесообразно, где это возможно, использовать в первую очередь газообразное или жидкое топливо, а также высококачественные угли.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и двух листов графической части, на которых изображена главная схема электрических соединений, разрез КРУ – 10 кВ.

1. Выбор генераторов проектируемой электростанции

Для составления схем выдачи мощности необходимо выбрать мощность и количество генераторов, установленных на проектируемой электростанции ТЭЦ-320 МВт. Для проектируемой станции ТЭЦ-320 МВт заданы два однотипных генератора по 160 МВт. Выбираем тип генератора из таблицы П2.1[1] и заносим его номинальные параметры в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 Выбор генераторов

Тип генератора	Ном. активная мощность, МВт	Полная мощность, ВМА	КПД, %	Напряжение, кВ	Частота вращения, Об/мин	Общий вес, т	Вес ротора, т	Вес статора, т
ТВВ-160-2ЕУЗ	160	188,2	98,5	18	3000	165	31	115

Турбогенераторы серии ТВВ - имеют водородно-водяное охлаждение, обмотка статора непосред­ст­венное водой, а сердечник статора и обмотка ротора непосред­ствен­ное водо­родом.

2 Выбор двух вариантов схем проектируемой электростанции

При проектировании электроустановок составляется структурная схема выдачи энергии, на которой показываются основные функциональные части электроустановки (распределительные устройства (РУ), трансформаторы, генераторы, комплектные распределительные устройства (КРУ)) и связи между ними.

Структурная схема зависит от состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов), распределения генераторов и нагрузки между РУ и КРУ.

По заданию связь с системой осуществляется на высшем напряжении 220 кВ, потребители получают питание с шин 10 кВ по воздушным линиям.

Для выбора схемы ТЭЦ, производим сравнение нескольких вариантов. Структурные схемы вариантов приведены на рис. 2.1 и 2.2.

В обоих вариантах 2 генератора подключаются с повышающими трансформаторами по схеме блока, так как по технологическим нормам для уменьшения токов КЗ генераторы мощностью 100 МВт и выше необходимо подключать по схеме блока.

В первом варианте потребители 10 кВ питаются по воздушным линиям от шин КРУ, которые в свою очередь получают питание отпайкой от блока через 2 трансформатора с расчепленной обмоткой (от 2-х генераторов).

Во втором варианте схема имеет принципиальное отличие в том, что на шины КРУ питание подаётся от 2-х генераторов, но через 4 трансформатора.

Два варианта схем выдачи энергии приведены на рисунке 2.1 и рисунке 2.2.

W1 W2 W3 W4

T1 T2

~ ~

G1 G2

T3 T4

n1-n16

Рисунок 2.1 Вариант 1

W1 W2 W3 W4

Т1 Т2

~ ~

G1 G2

Т1 Т2 Т3 Т4

Рисунок 2.2 Вариант 2

3 Выбор трансформаторов на проектируемой электростанции

Вариант 1:

Мощность блочных трансформаторов (Т1-Т2)выбираем по формуле:

Выбираем из таблице П2.7 [1] трансформатор типа ТДЦН-160000/220кВ

Таблица 3.1 Номинальные параметры трансформатора

Тип тр-ра	Ном. U, кВ		Потери, кВт			Uк.з., %		Iх.х. , %
	ВН	НН		х.х.	к.з.
ТДЦН-160000/220	230	18		155	500		12,5		0,6

Мощность трансформаторов (Т3-Т4) выбираем по формуле:

;

Выбираем из таблице П2.4 [1] трансформатор типа ТРДН-63000/35кВ

Таблица 3.2 Номинальные параметры трансформатора

Тип тр-ра	Ном. U, кВ		Потери, кВт		Uк.з., %		Iх.х. , %
	ВН	НН	х.х.	к.з.
ТРДН-63000/35	18	10,5-10,5	50	250		12,7		0,45

Вариант 2:

Мощность блочных трансформаторов (Т1-Т2)выбираем по формуле:

Выбираем из таблице П2.7 [1] трансформатор типа ТДЦН-160000/220кВ

Таблица 3.3 Номинальные параметры трансформатора

Тип тр-ра	Ном. U, кВ		Потери, кВт		Uк.з., %		Iх.х. , %
	ВН	НН	х.х.	к.з.
ТДЦН-160000/220	230	18	155	500		12,5		0,6

Мощность трансформаторов (Т3-Т6) выбираем по формуле:

;

Выбираем из таблице П2.4 [1] трансформатор типа ТДН-25000/35кВ

Таблица 3.4 Номинальные параметры трансформатора

Тип тр-ра	Ном. U, кВ		Потери, кВт		Uк.з., %		Iх.х. , %
	ВН	НН	х.х.	к.з.
ТДН-25000/35	18	6,3-6,3	25	115		10,5		0,65

4 Технико–экономическое сравнение вариантов схем проектируемой электростанции

Экономически целесообразный вариант определяется минимумом приведенных затрат.

З = р_нК + И = min,

где р_н=0,12 – нормативный коэффициент экономической эффективности; К – капитальные вложения на сооружение электроустановки, тыс. руб; И – годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб.

Годовые эксплуатационные расходы складываются из расходов на амортизацию и потерь энергии.

α_а + α_р

И = ———— · К + ∆Wт·β·10^-5

100

где α_а + α_р = 8,4% – отчисления на амортизацию и обслуживание, %;

∆Wт – потери электроэнергии в трансформаторах, кВт·ч;

β – стоимость 1 кВт·ч потерянной электроэнергии, β = 1.5·10^-2 у.е./кВт·ч.

Потери энергии в блочных трансформаторах:

∆Wт = Рх· Т + Рк · (S_нб / S_ном )²·τ ,

где Рх, Рк – потери холостого хода и короткого замыкания, кВт;

S_ном – номинальная мощность трансформатора, МВА;

S_мах – максимальная нагрузка трансформатора, МВА;

Т – число часов работы трансформатора, Т = 8760 ч;

 - число часов максимальных потерь, определяется по кривой рисунок 5.6 [1] в зависимости от продолжительности использования максимальной нагрузки.

При Тmax = 4700ч →  = 3300 ч.

Таблица 4.1 Капитальные затраты

Оборудование	Стоимость единицы тыс. у.е.	Вариант
		Первый		Второй
		Кол-во единиц, шт.	Общая стоимость, тыс. у.е.	Количес-тво единиц, шт.	Общая стои-мость, тыс. у.е.
ТДЦН-16000/220	345	2	690	2	690
ТРДН-63000/35	121	2	242	-	-
ТДН-25000/35	76	-	-	4	304
Итог:			935у.е.		994у.е.

Вариант 1

Капитальные затраты:

К=932у.е.

Потери энергии в трансформаторах:

;

Годовые эксплуатационные расходы:

а + р

И= ————— _* K+_Wт _*  _* 10 ^–5

100

Приведенные годовые затраты:

Вариант 2

Капитальные затраты:

К=994у.е.

Потери энергии в трансформаторах:

;

Годовые эксплуатационные расходы:

а + р

И= ————— _* K+_Wт _*  _* 10 ^–5

100

Приведенные годовые затраты:

Так как варианты практически равноценны З₁ и З₂, то выбираем вариант 2.

5 Выбор и обоснование упрощенных схем РУ разных напряжений

Для выбранного варианта выбираем схемы РУ. Подсчитываем количество присоединений в КРУ 10 кВ и 220 кВ.

10 кВ: n = 16ЛЭП + 4LR = 20

220 кВ: n = 4ЛЭП + 2Т = 6

Для схемы КРУ 10 кВ принял схему одиночного секционирования. В нормальном режиме секционные выключатели выключены, секции работают раздельно, потребители подключаются к сетям через отдельный выключатель. К каждой секции разрешается подключать 5-6 КЛ.

Достоинства: простота конструкции, более легкие условия проведения ремонтных работ (выключатели выкатываются), экономичность, секционирование сборных шин приводит к ограничению Iк.з. в аварийном режиме.

Для схем РУ 220 кВ я принял схему с одной рабочей и обходной системами шин.

Недостаток состоит в том, что длительность ремонтов выключателей и особенно воздушных возрастает и становиться недопустимым отключать цепь на все время ремонта.

При большем числе присоединений(7-15) рекомендуется схема с отдельными обходным Q0 и секционным QВ выключателями. Это позволяет сохранить параллельную работу линий при ремонте выключателей. На электростанциях возможно применение схемы с одной секционированной системой шин, но с отдельными обходными выключателями на каждую секцию.

Рисунок 4.1. Вариант 1

Рисунок 4.2 Вариант 2