Расчет перетоков мощности по основным элементам электрооборудования
Пример выполнения курсового проекта
По дисциплине «Электрические станции»
ЗАДАНИЕ
Исходные данные:
1. Тип электростанции: пылеугольная КЭС
2. Число и мощность генераторов, МВт: 6х300
3. Потребители:
| на напряжении, кВ | Рмин, МВт | Рмакс, МВт |
| 220 | 400 | 500 |
| 500 | остальное | остальное |
4. Связь с системой:
| на напряжении, кВ | длина линий, км | хс, Ом | Iп0, кА | S"кз, МВА |
| 220 | 40 | – | 30 | – |
| 500 | 100 | – | – | 10 000 |
Содержание пояснительной записки:
1. Выбор генераторов.
2. Выбор оптимальной структурной схемы электростанции.
3. Расчет перетоков мощности по основным элементам электрооборудования.
4. Выбор блочных повышающих трансформаторов.
5. Выбор автотрансформаторов.
6. Выбор рабочих и резервных трансформаторов собственных нужд.
7. Выбор схемы собственных нужд.
8. Выбор линий электропередачи.
9. Выбор схем распределительных устройств повышенных напряжений.
10. Расчет токов КЗ.
11. Выбор выключателей и разъединителей.
12. Выбор токопроводов на генераторном напряжении.
Чертежи:
1. Упрощенная схема технологического цикла производства электроэнергии.
2. Компоновка зданий, сооружений и оборудования на территории электростанции.
3. Главная схема электрических соединений.
4. Схема собственных нужд.
5. Схема заполнения ОРУ.
6. План ОРУ.
7. Разрез по ячейке одного из ОРУ.
ОБРАЗЕЦ ВЫПОЛНЕНИЯ
Выбор генераторов
|
|
|
По заданной активной мощности генератора Рг = 300 МВт и каталожным данным (табл.1) выбираем турбогенератор ТГВ-300-2У3 с параметрами:
Рг = 300 МВт – номинальная активная мощность
Uг = 20 кВ – номинальное напряжение
cosφг = 0,85 – коэффициент мощности генератора
Вычисляем полную мощность, выдаваемую генератором:
Sг = Рг/cosφг = 300/0,85 = 353 МВА.
Если в задании указан тип электростанции ГЭС, то следует выбирать не турбогенератор, а гидрогенератор – (табл.2).
Выбор оптимальной структурной схемы электростанции
Под структурной схемой понимается распределение общего количества блоков генератор-трансформатор по двум распределительным устройствам (РУ) повышенного напряжения. В задании 6 блоков (т.к. 6 генераторов) и 2 РУ: напряжениями 500 кВ и 220 кВ.
Назовём РУ 500 кВ распределительным устройством высшего напряжения (РУ-ВН).
Назовём РУ 220 кВ распределительным устройством среднего напряжения (РУ-СН).
Указанные РУ соединены автотрансформатором.
Рассмотрим различные варианты распределения блоков по двум РУ.
1 вариант. Все 6 блоков можно подключить к РУ-ВН, а к РУ-СН не подключать ничего. Назовём такую структурную схему «6-0».
2 вариант. 5 блоков подключены к РУ-ВН, 1 блок подключен к РУ-СН. Назовем такую структурную схему «5-1».
|
|
|
И так далее – получаем 7 вариантов. В каждом варианте упрощенно рассчитываем переток мощности через автотрансформатор РАТ. Упрощенный расчет перетока выполняется:
- по активной мощности;
- без учета собственных нужд;
- для усреднённого потребления от РУ-СН (по заданию минимальное потребление 400 МВт, максимальное – 500 МВт, откуда находим среднее потребление 450 МВт).
Например, для схемы «6-0» РАТ = 450 МВт, т.к. все блоки подключены к РУ-ВН, а потребление осуществляется от РУ-СН.
Для схемы «5-1» переток РАТ несколько снизится. Здесь к РУ-СН подключен 1 блок, выдающий мощность 300 МВт. А потребление составляет по-прежнему 450 МВт. Значит, недостающая мощность в 150 МВт будет поступать с соседнего РУ-ВН через автотрансформатор: РАТ = 150 МВт.
Для схемы «4-2» переток РАТ поменяет направление. Здесь к РУ-СН подключены 2 блок, выдающие мощность 2х300 = 600 МВт. А потребление составляет по-прежнему 450 МВт. Значит, избыточная мощность в 150 МВт будет поступать в соседнее РУ-ВН через автотрансформатор: РАТ = 150 МВт (направление мощности не имеет значения, знак минус в РАТ не пишется).
Аналогичные расчеты повторяем для всех схем, результаты сводим в таблицу.
|
|
|
| № варианта | Структурная схема | РАТ, МВт |
| 1 | 6-0 | 450 |
| 2 | 5-1 | 150 |
| 3 | 4-2 | 150 |
| 4 | 3-3 | 450 |
| 5 | 2-4 | 750 |
| 6 | 1-5 | 1050 |
| 7 | 0-6 | 1350 |
Чем больше переток мощности через АТ, тем дороже автотрансформатор. Поэтому оптимальную структурную схему можно выбрать из условия минимизации мощности РАТ.
В нашем случае это либо схема «5-1», либо «4-2». Для определённости окончательно выбираем схему «4-2». В практике реального проектирования при выборе оптимального варианта структурной схемы учитывают не только стоимость автотрансформатора, но и стоимость блочных трансформаторов, выключателей и разъединителей высокого напряжения, линий электропередачи, а также ежегодные затраты на эксплуатацию электростанции, в которые входят потери электроэнергии в трансформаторах и автотрансформаторах.
Расчет перетоков мощности по основным элементам электрооборудования
В отличие от предыдущего раздела, где перетоки мощности были определены упрощенно, выполняем более детальный расчёт перетоков в полных мощностях (в МВА), учитывая расход электроэнергии на собственные нужды и рассматривая различные режимы потребления – минимальный и максимальный – см. задание.
|
|
|
Определяем мощность, потребляемую собственными нуждами (СН) электростанции. На пылеугольной КЭС, на СН уходит в среднем 7% мощности генератора (табл.4):
SСН = Sг∙0,07 = 353∙0,07 = 25 МВА.
С учетом мощности собственных нужд, к распределительному устройству РУ-ВН (или РУ-СН) через каждый блочный трансформатор поступает мощность:
S = 353 – 25 = 328 МВА – рис.1.
Рис.1
На рис.2 показана структурная схема рассматриваемой электростанции, при которой к РУ-220 кВ подключено 2 блока, а к РУ-500 кВ подключено 4 блока. Допускаются иные варианты подключения блоков к распределительным устройствам – например, 1 блок (РУ-220) и 5 блоков (РУ-500).
Число линий электропередачи (ЛЭП) пока показано условно. Выбор числа ЛЭП будет выполнен ниже.
Рис.2
Дальнейший расчет перетоков мощности зависит от вида режима, который определяется:
- потреблением электроэнергии на высоком напряжении станции (2 режима – минимальный и максимальный – см.п.3 задания);
- количеством одновременно работающих энергоблоков (2 режима – нормальный и аварийный, когда 1 энергоблок отключен).
Далее производятся расчеты перетоков мощности для указанных 4-х режимов.
I. Минимальный режим
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 3253; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!