Курсовая работа (т): Проектирование электрической части конденсационной электростанции

Проектирование электрической части конденсационной электростанции

Содержание

Задание

Введение

. Выбор генераторов

. Разработка структурной схемы станции

.1 Выбор блочных трансформаторов

.2 Выбор трансформаторов связи

. Разработка упрощенной принципиальной электрической схемы станции

.1 Выбор и описание схемы электрических соединений на стороне ВН

.2 Выбор и описание схемы электрических соединений на стороне СН

. Разработка схемы питания собственных нужд

.1 Выбор рабочих ТСН

. Расчет токов КЗ

. Выбор электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей в заданных цепях

.1 Выбор комплектного токопровода

Список использованной литературы

трансформатор замыкание токопровод электрический

Задание

Введение

В настоящее время в России 67 действующих КЭС. На КЭС применяется органическое топливо: твердое топливо, преимущественно уголь разных сортов в пылевидном состоянии, газ, мазут и т. п. Тепло, выделяемое при сжигании топлива, передаётся в котельном агрегате (парогенераторе) рабочему телу, обычно - водяному пару. Тепловая энергия водяного пара преобразуется в конденсационной турбине в механическую энергию, а последняя в электрическом генераторе - в электрическую энергию. Отработавший в турбине пар конденсируется, конденсат пара перекачивается сначала конденсатным, а затем питательным насосами в паровой котёл (котлоагрегат, парогенератор). Современные КЭС оснащаются в основном энергоблоками 200 - 800 МВт. Мощность генераторов, устанавливаемых на тепловых электростанциях, неуклонно возрастает. Освоены в эксплуатации энергоблоки 500, 800 МВт, осваиваются блоки 1200 МВт.

Установленная мощность современных КЭС достигает нескольких миллионов киловатт. На шинах таких электростанций осуществляется связь между несколькими электростанциями, происходит переток мощности из одной части энергосистемы в другую. Все это приводит к тому, что крупные КЭС играют очень ответственную роль в энергосистеме Применение крупных агрегатов позволяет обеспечить быстрое наращивание мощностей электростанций, приемлемые себестоимость электроэнергии и стоимость установленного киловатта мощности станции.

Современные КЭС весьма активно воздействуют на окружающую среду: на атмосферу, гидросферу и литосферу. Их влияние на атмосферу выражается в большом потреблении кислорода воздуха для горения топлива и в выбросе значительного количества продуктов сгорания. Это в первую очередь газообразные окислы углерода, серы, азота, ряд которых имеет высокую химическую активность.

В данном курсовом проекте рассматривается электрическая часть конденсационной электростанции (КЭС) мощностью 1600 МВт. На КЭС устанавливаются два турбогенератора мощностью 500 МВт и два мощностью 300 МВт. Номинальное напряжение ОРУ ВН 500 кВ, ОРУ СН 220 кВ. Передача электроэнергии осуществляется по трем линиям напряжением 500 кВ и пяти линиям напряжением 220 кВ.

1. Выбор генераторов

На современных станциях для выработки электроэнергии применяются синхронные генераторы трёхфазного переменного тока. В курсовом проекте генераторы выбираются по заданной мощности. Генераторы для КЭС-1600 МВт выбираю в соответствии с заданием ,т.е. два генератора типа ТГВ-500,включенные на шины РУВН 500кВ, и два генератора типа ТГВ-300,включенные на шины РУСН 220 кВ.

Таблица 1.1. Технические данные турбогенератора ТГВ-500

1. Буквы обозначают возбуждение :

ТН - независимое тиристорное возбуждение

2. Буквы обозначают охлаждение :

НВ - охлаждение непосредственное водой

Таблица 1.2. Технические данные турбогенератора ТГВ-300

1. Буквы обозначают возбуждение :

ТН - независимое тиристорное возбуждение

ТС - тиристорное самовозбуждение

БЩ - бесщёточное возбуждение

. Буквы обозначают охлаждение :

НВР - охлаждение непосредственно водородом

2. Разработка структурной схемы станции

Как и схемы других электростанций (ТЭЦ, АЭС), схемы КЭС должны выполняться в соответствии с требованиями в отношении надежности, ремонтопригодности, безопасности обслуживания, удобства эксплуатации, гибкости, возможности расширения, экономичности.

Структурная электрическая схема КЭС зависит от числа и единичной мощности устанавливаемых генераторов.

На КЭС установлено 4 генератора типа ТГВ - турбогенератор с водородным охлаждением. Два генератора G1 и G2 (ТГВ-500) в блоке с трансформаторами T 1 и T 2 включены на шины РУВН 500 кВ. Два генератора G3 и G4 (ТГВ-300) в блоке с трансформаторами T3 и T4 включены на шины РУСН 300 кВ. Связь между РУ осуществляется с помощью автотрансформаторов связи T5 и T6. Нагрузка потребителя питается по 5 воздушным линиям. Связь с системой осуществляется по линиям 500 кВ.

.1 Выбор блочных трансформаторов

Выбираем блочные трансформаторы.

По формуле:

S_расч = √ (∑ P_г - P_с.н.)² - (∑ Q_г - Q_с.н. )² , МВ*А (2,1)

_расч - расчетная мощность трансформатора, МВ*А

P_г - активная мощность генератора, МВт

P_с.н. - активная нагрузка с.н., МВт

Q_г - реактивная мощность генератора, Мвар

Q_с.н. - реактивная нагрузка с.н., Мвар

Тип станции - КЭС , вид топлива - газ, то принимаю расход на с.н. 6 % от мощности генератора, тогда:

Для блока генератор - трансформатор в блоке с турбогенератором ТГВ-500 выбираем блочный трансформатор :

_с.н. = P_г * K_с.н. , МВт(2,2)

_с.н. - активная нагрузка с.н., МВт

P_г - активная мощность генератора, МВт

K_с.н. - коэффициент с.н., %

_с.н. =6 % ; (6 % = 0,06)

т.к. cos φ = 0,85 ; то arccos 0,85 = 0,55 ; и tg 0,55 = 0,61 φ =0,61

_с.н. = 500 * 0,06 = 30 МВт

Q_г = P_г * tg φ , Мвар (2,3)

_г - реактивная мощность генератора, Мвар

Q_г = 500 * 0,61 = 305 Мвар

Q_с.н. = P_с.н. * tg φ ,Мвар(2,4)

_с.н. - реактивная нагрузка с.н., Мвар

 φ =0,61

Q_с.н. = 30 * 0,61 = 18,3 Мвар

S_расч = √(500-30)² + (305 - 18,3)² = 550,54 МВ*А

Выбираем трансформатор типа ТЦ - 630000/500

Таблица 2.1. Технические данные двухобмоточного трансформатора ТЦ- 630000/500

Для блока генератор - трансформатор в блоке с турбогенератором ТГВ-300 выбираем блочный трансформатор :

_с.н. = P_г * K_с.н. ,МВт_с.н. =6 % ; (6 % = 0,06)

т.к. cos φ = 0,85 ; то arccos 0,85 = 0,55 ; и tg 0,55 = 0,61

tg φ = 0,61

P_с.н. = 300 * 0,06 =18 МВт

Q_г = P_г * tg φ ,Мвар

Q_г =300 * 0,61 = 183 Мвар

Q_с.н. = P_с.н. * tg φ ,Мвар

Q_с.н. = 18 * 0,61 = 10,98 Мвар

S_расч = √(300- 18)² + (183 - 10,98)² = 330,32 МВ*А

Выбираем трансформатор типа ТДЦ-400000/220.

Таблица 2.2. Технические данные двухъобмоточного трансформатора

.2 Выбор трансформаторов связи

_расч = √ (∑ P_г - P_с.н. - P_с)² + (∑ Q_г - Q_с.н. - Q_с )² , МВ*А (2,5)

_расч - расчетная мощность трансформатора, МВ*А

P_с - активная мощность системы, МВт

Q_с - реактивная мощность системы, Мвар

)Определяем нагрузку трансформатора в режиме максимальных нагрузок на шинах РУСН:

_{расч max} = √ (∑ P_г - P_с.н. - n*P_с)² + (∑ Q_г - Q_с.н. - n*Q_{с max}* tg φ )² ,МВ*А(2,6)

 - количество вид отходящих линий

cos φ = 0,91 ; arccos 0,91 = 0,42 ; tg 0,42 = 0,44

tg φ = 0,44

P_г - удваивается потому, что в работе находится два генератора ТГВ-300

S_{расч max} = √ (2*300-2*18 -5*145) ² + (2*183- 2*10,98-5*145*0,44)² = 162 МВ*А

2) Определим расчетную нагрузку трансформатора в режиме минимальных нагрузок на шинах РУСН:

_{расч min} = √ (∑ P_г - P_с.н. - n*P_с)² + (∑ Q_г - Q_с.н. - n*Q_{с min} * tg φ)²(2,7)

S_{расч min} = √(2*300 - 2*18-5*80)² + (2*183-2*10,98-5*80*0,44)² = 234,8 МВ*А

3) Определяем нагрузку трансформатора в аварийном режиме на шинах РУСН:

_{расч авар} = √ (∑ P_г - P_с.н. - n*P_{с max})² + (∑ Q_г - Q_с.н. - n*Q_{с max} * tg φ)² ,МВ*А_{расч авар} =√(300-18-5*145)² + (183-10,98-319)² = 466,74 МВ*А

В этом режиме работает один генератор при максимальной нагрузке.

За расчетную максимальную мощность принимаем мощность самого нагруженного режима: аварийного.

Выбираем два автотрансформатора связи типа АОДЦТН-267000/500/220,т.е. на структурной схеме трансформаторы T5 и T6.

Таблица 2.3. Технические данные автотрансформатора АОДЦТН- 267000/500/220