Выбор структуроной схемы электростанции

Кыргызско Российский Славянский УниверситетЕстественно- технический факультетКафедра Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии Курсовая работа Выбор структурной схемы электростанции Выполнил студент группы ЭУП-1-03Усубакунов Эльдан БолотовичПроверил зам. зав. кафедрой НИВИЭ Симаков Юрий Павлович - Бишкек 2006 Содержание 1. Составление возможных вариантовструктурной схемы электрической схемы. 1. Общие положения2. Задание и исходные данные3. Составление возможных вариантов структурной схемы 2. Выбор номинальной мощности блочныхтрансформаторов и трансформаторов автотрансформаторов связи. 3. Отбор конкурирующих вариантовструктурной схемы электрической станции. 4. Расчет технико - экономическихпоказателей конкурирующих вариантов схемы электрической станции. 5. Главная схема электрическихсоединений выбранного варианта электростанции.1. Составление возможных вариантовструктурной схемы электрической схемы. 1. Структурнаясхема это часть главной схемы, которая определяет пути передачи электроэнергии отгенераторов к распределительным устройствам разных напряжений и связь между ними,а также от распределительных устройств к потребителям.

На чертежах этих схемуказывается все генераторы, трансформаторы, автотрансформаторы, блокигенератор-трансформатор, нагрузка и токоведущие части, соединяющие генераторы, трансформаторы и нагрузку с распределительными устройствами.

В схеме никакойаппаратуры не показывают.

Структурные схемы составляют при выборе главных схемэлектростанций и подстанций. Главная схема электрическихсоединений электростанций подстанций это совокупность основного электрооборудования генераторы, трансформаторы, линии, сборных шин, коммутационной и другойпервичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями. На чертежах Варианты составляют наосновании количества, мощности и режима работы генераторов резерва в системе наличия одного или двух распределительных устройств повышенных напряжений на КЭС соотношения между значениями максимальной мощности, потребляемой на среднем напряжении и мощностью блока соотношения между значениями минимальной мощности нагрузки на среднем напряжении и технического минимума блока развития энергосистемы и перспективы расширения электростанции В. М. Блок 2. Выбратьструктурную схему КЭС. На КЭС будет установлено шесть 6 энергоблоковмощностью по 300 МВт, т.е мощность КЭС составляет 1800 МВт. Связь с системойосуществляется по двум ЛЭП 500 кВ. На напряжении 220 кВ отходят шесть 6 ЛЭП кпотребителям.

Графики выработки мощности турбогенераторами КЭС приведены нарис. 1. Графики нагрузки потребителей сети 220 кВ показаны на рис 2.Коэффициент мощности потребителей сети 220 кВ cos 966 0,9. Максимальная мощностьна собственные нужды станции составляет 7 от установленной мощности.

Рис.1. График нагрузки генераторов КЭС - зима - летоРис.1.2. Графикпотребителей 220 кВ3. Врассматриваемом случае возможны четыре варианта структурной схемы, привед нныхна рисунках. В первом и четв ртом вариантах имеются по два подварианта.

Во всехвариантах генераторы соединены с трансформаторами по схеме единичного блока. Варианты отличаются друг от друга количеством блоков, подключ нных к РУ500 кВ и 220 кВ количеством, типом имощностью автотрансформаторов связи между РУ 500 кВ и РУ 220 кВ, различноймощности.

Вариант 1 Вэтом варианте c двумя подвариантами 1 а и 1 б два энергоблока подключены к РУ 220 кВ, триэнергоблока подключены к РУ 500 кВ. Связь между РУ 500 кВ и РУ 220 кВосуществляется В подварианте а через два тр хфазных автотрансформатора В подварианте б через группу однофазных автотрансформаторов Вариант 1 а рис.1.4 Вариант 1 б рис.1.5 Вариант 2 В этом варианте одинэнергоблок подключ н к РУ 220 кВ, пять энергоблоков подключены к РУ 500 кВ.Связь между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ осуществляется через два тр хфазныхавтотрансформатора.

Вариант 2 рис.1.6 Вариант 3 В этом варианте триэнергоблока подключ ны к РУ 220 кВ, два энергоблока подключены к РУ 500 кВ,один генератор работает в блоке с группой однофазных автотрансформаторов, черезкоторую осуществляется связь РУ 220 кВ и РУ 500 кВ.Вариант 3 рис.1.7 Вариант 4 В этом варианте одинэнергоблок подключ н к РУ 220 кВ, четыре энергоблока подключены к РУ 500 кВ,один генератор работает в блоке с автотрансформатором связи.

Рассматриваем дваподварианта В подварианте а связь между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ осуществляется через два тр зфазных авторансформатора В подварианте а связь между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ осуществляется через группу однофазных автотрансформаторов Подвариант 4 б является болеенадежным в отличие от подварианта 4 а, так как при отключении одного изавтотрансформаторов связи второй будет обеспечивать работу генератора и перетокэлектроэнергии между распредустройствами.

Выход из строя одной из фаз вподварианте 4 а привед т к отключению генератора и связи между распредустройствами на времязамены поврежденной фазы резервной. Вариант 4 а рис.1.8 Вариант 4 б рис.1.9 Данные вариантыявляются приемлемыми по над жности и устройству для рассматриваемого случая, поэтому подлежат дальнейшей разработке. 2. Выбор номинальной мощности блочных трансформаторов и трансформаторов автотрансформаторов связи. Выборгенераторов производился на основе номинальной активной мощности энергоблокаКЭС, которая составляет 300 МВт. На основе справочных данных Справочник Б. Н. Неклепаев был выбрантурбогенератор типа ТГВ-300 номинальная полная мощность Sн 353 МВА, cos 966 0,85, напряжениеобмотки статора U 20 кВ. Во всех вариантах структурных схемприменяются шесть турбогенераторов типа ТГВ-300. Номинальные мощностиблочных трансформаторов Номинальные мощностиблочных трансформаторов S Т. НОМ , блочныхавтотрансформаторов S АТ. БЛ. НОМ и автотрансформаторовсвязи S АТ. СВ. НОМ выбираются повыражениям S Т. НОМ 8805 S Т. НОМ S CH. MAX S АТ. БЛ. НОМ 8805 S АТ. СВ. НОМ 8805 S ПЕРЕТОК. РАСЧ.К ТИП 1 - Где S Т. НОМ номинальная мощностьгенератора S CH. MAX максимальная мощность собственных нужд - коэффициент типовой мощности S ПЕРЕТОК. РАСЧ. расчетный перетокмощности через автотранформатор связи U РУ СН. НОМ номинальноенапряжение РУ среднего напряжения U РУ ВН. НОМ номинальное напряжение РУ высокого напряжения.

Электротехнический справочник Номинальныемощности автотрансформаторов связи, работающих в блоках с генераторами, выбираются в зависимости от режимов работы автотрансформаторов, т.е существуютрежимы перетоков электроэнергии с низкого напряжения НН на высокое напряжение ВН и со среднего напряжения СН навысокое напряжение, с низкого напряжения НН на среднее напряжение СН и свысокого напряжения ВН на среднее напряжение СН . Таким образом, номинальнаямощность автотрансформатора блочного выбирается по выражениям 1 Режим НН ВН СН ВНS П. О К ТИП Р СН Р НН 2 Q СН Q НН 2S АТ. БЛ. НОМ 8805 2 Режим НН CН ВН СНS ОБ. О К ТИП Р ВН Р НН 2 К ТИП Q СН Q НН 2S АТ. БЛ. НОМ 8805 Где S П. О мощностьпоследовательной обмотки автотрансформатора, обмотки высокого напряжения Р СН передаваемая активная мощность со среднего напряжения Р НН -передаваемая активная мощность с низкого напряжения Р ВН -передаваемая активная мощность с высокого напряжения Q НН, Q СН, Q ВН передаваемые реактивные мощности снизкого, среднего, высокого напряжений соответственно S ОБ. О мощность общейобмотки автотрансформатора, обмотки среднего напряжения.

Рожков, Козулин Номинальная мощностьрезервных трансформаторов Номинальная мощность резервных трансформаторовсобственных нужд выбирается в зависимости от мощности на собственные нуждыстанции S ТПСН sup3 S РАСЧ. S РАСЧ. Где S ТП СН это мощностьтрансформатора собственных нужд СН, - это часть собственных нужд от мощностиэнергоблока, cosj г это коэффициентмощности генератора. S РАСЧ. 0,08 300 0,85 28, 23МВА.Таким образом из ряда номинальных мощностей выбирается мощность S ТП СН 32 МВА ТРДН 32000 20 6,3-10,5 Рожков, Козулин Номинальные мощностиблочных трансформаторов S Т.НОМ sup3 S РАСЧ. S Т.НОМ- S CH. MAXSрасч. РГ- РСН cos 966 Г Sрасч. 300 - 0,08 300 0,85 276 0,85 324,7 МВА.Выбирается следующая номинальная мощность S т.ном. 400 МВА Рожков, Козулин S P cos 966 По выше указанной формуле получаемследующие суточные графики нагрузки а электростанции Часы суток 0 - 6 6 - 2О 20 - 24 Мощность нагрузки, МВА Зима 2000.0 2117.6 2000.0 Лето 1764.7 1882.4 1764.7 б потребителей на стороне 220 кВ Часы суток 0 - 6 6 - I8 I8 - 22 22 - 24 Мощность нагрузки, МВА Зима 377.8 444.4 533.3 444.4 Лето 333.3 400.0 444.4 400.0 Sг Sнагрузки n 6, где 6 число всех энергоблоков, а n число энергоблоков, подключ нных к РУ 220 кВ.Sт Sг - Sснперетоки Sт - Sпотреб.

Расчет ивыбор номинальных мощностей трансформаторов и автотрансформаторов связипроизводится по вариантам исходя из нижеследующих таблиц, отражающих нагрузкитрансформаторов и автотрансформаторов связи. Вариант 1Sг5,6 Sнагрузки 2 6 Зима t Sг5,6 Sт перетоки 0-6 666.7 613.3 235.6 СН в ВН 6 - I8 705.9 649.4 205.0 СН в ВН I8 - 20 705.9 649.4 116.1 СН в ВН 20 - 22 666.7 613.3 80.0 СН в ВН 22 - 24 666.7 613.3 168.9 СН в ВН Лето t Sг5,6 Sт перетоки 0-6 588.2 541.2 207.8 СН в ВН 6 - I8 627.5 577.3 177.3 СН в ВН I8 - 20 627.5 577.3 132.8 СН в ВН 20 - 22 588.2 541.2 96.7 СН в ВН 22 - 24 588.2 541.2 141.2 СН в ВН Согласнографику нагрузки автотрансформаторов связи при работе двух энергоблоков на РУ220 кВ максимальный переток мощности от РУ 220 кВ к РУ 500 кВ составляет 235,6МВА зимой 0-6 чч а при выходе из строя одного энергоблока максимальныйпереток равен 533,3 МВА, т.е. максимальная нагрузка автотрансформаторовопределяется максимальной нагрузкой потребителей 220 КВ 533,3 МВА . Так как в подварианте1 а применяются два трехфазных автотрансформатора, то, учитывая их перегрузочную способность, которая составляет 140 в течении шестичасов, достаточных для ремонта одного вышедшего из строя автотрансформаторарассчитывается 1 S Н sup3 235,6 1,4 168,2 МВА 2 S АТ. СВ. НОМ sup3 533,3 1,4 380,9 МВА АТДЦН 50 500 220 Расчетноминальной мощности автотрансформатора для подварианта 1 б 1 S АТ. СВ. НОМ sup3 235,6 МВА 2 S АТ. СВ. НОМ sup3 533,3 МВА Выборноминальной мощности производится по наибольшей из мощностей В этом вариантевыбраны 2 блочных трансформатора типа ТДЦ - 40 220 и 4 типа ТДЦ -40 500. Вподварианте 1 а для связи между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ выбраны два трехфазныхавтотрансформатора типа АТДЦН 50 500 220. Вподварианте 1 б для связи между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ выбрана группаоднофазных автотрансформаторов типа АОЦТН 267000 500 220, которая в суммедает мощность 801 МВА. Вариант 2Sг6 Sнагрузки 1 6 Зима t Sг6 Sт перетоки 0-6 333,3 306,7 -71,1 ВН в СН 6 - I8 352,9 324,7 -119,7 ВН в СН I8 - 20 352,9 324,7 -208,6 ВН в СН 20 - 22 333,3 306,7 -226,7 ВН в СН 22 - 24 333,3 306,7 -137,8 ВН в СН Лето t Sг6 Sт перетоки 0-6 294,1 270,6 -62,7 ВН в СН 6 - I8 313,7 288,6 -111,4 ВН в СН I8 - 20 313,7 288,6 -155,8 ВН в СН 20 - 22 294,1 270,6 -173,9 ВН в СН 22 - 24 294,1 270,6 -129,4 ВН в СН В этомварианте при работе одного энергоблока на РУ 220 кВ максимальный перетокмощности РУ 500 кВ РУ 220 кВ составляет 226,7 МВА зимой 20-22 чч а привыходе из строя одного энергоблока максимальный переток равен 533,3 МВА, т.е.максимальная нагрузка автотрансформаторов определяется максимальной нагрузкойпотребителей 220 КВ 533,3 МВА . Макксимальный перетоксоставляет 226,7 МВА, учитывая их перегрузочную способность, которая составляет140 в течении шести часов, достаточных для ремонта одного вышедшего из строяавтотрансформатора рассчитывается 1 S Н sup3 226,7 1,4 168,2МВА 2 S АТ. СВ. НОМ sup3 533,3 1,4 380,9МВА В этом варианте выбран1 блочный трансформатор типа ТДЦ - 40 220 и 5 типа ТДЦ - 40 500. В данномварианте для связи между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ выбраны два трехфазныхавтотрансформатора типа АТДЦН 50 500 220. Вариант 3Sг 4,5,6 Sнагрузки 3 6 Зима t Sг4,5,6 Sт перетоки 0-6 1000,0 920,0 542,2 СН в ВН 6 - I8 1058,8 974,1 529,7 СН в ВН I8 - 20 1058,8 974,1 440,8 СН в ВН 20 - 22 1000,0 920,0 386,7 СН в ВН 22 - 24 1000,0 920,0 475,6 СН в ВН Лето t Sг4,5,6 Sт перетоки 0-6 882,4 811,8 478,4 СН в ВН 6 - I8 941,2 865,9 465,9 СН в ВН I8 - 20 941,2 865,9 421,4 СН в ВН 20 - 22 882,4 811,8 367,3 СН в ВН 22 - 24 882,4 811,8 411,8 СН в ВН В этомварианте при одном энергоблоке у РУ 220 кВ максимальный переток мощности РУ 220кВ РУ 500 кВ составляет 542,2 МВА зимой 0 6 чч а при отказе одногоэнергоблока у РУ 220 кВ переток РУ 220 кВ РУ 500 кВ будет меньше чем максимальныйпереток, т.е. данный случай рассматривать не будем. Номинальнаямощность блочного автотрансформатора ограничивается мощностью обмотки низкогонапряжения К ТИП 1 - КТИП 1 - 0,56S АТ. БЛ. НОМ 8805 S АТ. БЛ. НОМ 8805 630,25 МВА. Режим НН ВН СН ВНS П. О К ТИП Р СН Р НН 2 Q СН Q НН 2.S П. О 0.56 542,2 300 2 336 186 2 0,56 990,85 554 МВА.S АТ. БЛ. НОМ 8805 S АТ. БЛ. НОМ 8805 990 МВА. В этом вариантевыбраны 3 блочных трансформатора типа ТДЦ - 40 220 и 2 типа ТДЦ -40 500. Вданном варианте для связи между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ выбрана группа однофазныхавтотрансформаторов типа АОЦТН 417000 500 200, которая в сумме дает мощность1251 МВА. Вариант 4Sг6 Sнагрузки 1 6 Зима t Sг6 Sт перетоки 0-6 333,3 306,7 -71,1 ВН в СН 6 - I8 352,9 324,7 -119,7 ВН в СН I8 - 20 352,9 324,7 -208,6 ВН в СН 20 - 22 333,3 306,7 -226,7 ВН в СН 22 - 24 333,3 306,7 -137,8 ВН в СН Лето t Sг6 Sт перетоки 0-6 294,1 270,6 -62,7 ВН в СН 6 - I8 313,7 288,6 -111,4 ВН в СН I8 - 20 313,7 288,6 -155,8 ВН в СН 20 - 22 294,1 270,6 -173,9 ВН в СН 22 - 24 294,1 270,6 -129,4 ВН в СН В этомварианте при работе одного энергоблока на РУ 220 кВ максимальный перетокмощности РУ 500 кВ РУ 220 кВ составляет 226,7 МВА зимой 20-22 чч а привыходе из строя одного энергоблока максимальный переток равен 533,3 МВА, т.е.максимальная нагрузка автотрансформаторов определяется максимальной нагрузкойпотребителей 220 КВ 533,3 МВА . Режим НН CН ВН СНS ОБ. О К ТИП Р ВН Р НН 2 К ТИП Q СН Q НН 2S ОБ. О 0,56 226,7 300 2 0,56 139 186 2S АТ. БЛ. НОМ 8805 S ОБ. О 502 МВА S АТ. БЛ. НОМ 8805 896 МВА Так как в подварианте4 а применяются два трехфазных автотрансформатора, то, учитывая ихперегрузочную способность, которая составляет 140 в течении шести часов, достаточных для ремонта одного вышедшего из строя автотрансформаторарассчитывается S АТ. СВ. НОМ sup3 896 1,4 640 МВА Расчетноминальной мощности автотрансформатора для подварианта 1 б S АТ. СВ. НОМ sup3 896 МВА В этом вариантевыбраны 1 блочный трансформатор типа ТДЦ - 40 220 и 4 типа ТДЦ -40 500. Вподварианте 1 а для связи между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ не существует трехфахныхтрансформаторов такой мощности.

В данный вариант не подлежит дальнейшемурассмотрению.

Вподварианте 1 б для связи между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ выбрана группаоднофазных автотрансформаторов типа АОЦТН 417000 500 200, которая в суммедает мощность 1251 МВА. 3.

Отбор конкурирующих вариантовструктурной схемы электрической станции

Отбор конкурирующих вариантовструктурной схемы электрической станции. ... К Т.СВ. РАСЧ. БЛ. расчетные стоимости. Рожков,Козулин При сопоставлении капитальных затр...

Расчет технико - экономическихпоказателей конкурирующих вариантов схемы электрической станции

Гдеm число ступеней в графиках нагрузки n - числотрансформаторов и авт... Wс.л. 3 330 1 3 880 811,8 400 2 6 3 330 1 3 880 865,9 400 2 12 3 330 1 3 880... Wл 213 55004,15 11,715 106 кВт ч Wг 9, 652 106 11,715 106 21,367 106 к... Рассчитываемприведенные затраты для варианта 4 б Технико-экономические...

Главная схема электрическихсоединений выбранного варианта электростанции

Главная схема должна выбираться на основании утвержденного проектаразв... Отключениелиний должно производиться не более чем двумя выключателями,... Главная схема электрическихсоединений выбранного варианта электростанц...