Материал: Сравнительный анализ конструкций распределительного устройства высокого напряжения на проектируемой газомазутной ГРЭС-2400 МВт (8 К-300)

электрической и тепловой нагрузке электростанции при средней температуре наиболее холодного месяца.

2. Электрическая часть

.1 Выбор типа и конструкции синхронных генераторов

На электростанции для выработки электроэнергии используются трехфазные синхронные генераторы. Мощность генераторов выбирается в соответствии мощности турбин, установленных на станции.

Исходя из условия:

Рнг ≥Рнт

где Рнг - номинальная активная мощность генератора, МВт;

Рнт - номинальная активная мощность турбины, МВт.

В соответствии с заданием на станции устанавливаются турбины:

тип 8ЧК-300-240

Параметры: турбина К-300-240 - конденсационная, Рном=300 МВт.

Выбираем для турбины турбогенераторы: для К-800 - ТГВ-300-2УЗ.

Основные данные выбранных генераторов занесены в табл. 2.1.

Основные параметры генераторов Таблица 2.1

Переводим графики нагрузок из относительных единиц в абсолютные (МВт):

Рис. 2.1 Суточный график выработки активной мощности генераторами КЭС.

Рис. 2.2. Суточный график потребления активной мощности по сети 220 кВ.

Определим долю выработки электроэнергии каждым генератором КЭС:

Рис. 2.3. Суточный график выработки активной мощности турбиной К-300

.2 Разработка вариантов структурных схем КЭС

.2.1 Основные положение по разработке структурных схем

Структурная схема ГРЭС зависит от единичной и суммарной мощности агрегатов и от соотношения суммарной генераторной мощности и минимальной мощности местной нагрузки. При наличии нагрузки структурная схема выполняется с автотрансформаторами связи.

Рис. 2.4. Структурная схема КЭС (1 вариант).

Рис. 2.5. Структурная схема КЭС (2 вариант).

Рис. 2.6. Структурная схема КЭС (3вариант).

Рис.2.7. Структурная схема КЭС (4 вариант).

Рис. 2.8. Структурная схема КЭС (5 вариант).

Рис. 2.9. Структурная схема КЭС (6 вариант).

Рис. 2.10. Структурная схема КЭС (7 вариант).

Рис. 2.11. Структурная схема КЭС (8 вариант).

Рис. 2.12. Структурная схема КЭС (9 вариант).

Рис. 2.13. Структурная схема КЭС (10 вариант).

2.2.2 Характеристика вариантов структурной схемы

Разработаны 10 вариантов схем. Во всех вариантах принята блочная схема подключения генераторов к сборным шинам высокого и среднего напряжения: генератор- повышающий трансформатор. во всех вариантах связь между РУ высокого и среднего напряжения выполнена 2-мя автотрансформаторными связи.

Распределение блоков по шинам высокого напряжения следующая :

В 1 варианте к шинам высокого напряжения подключены 4 блока отходящих линий 2, к шинам среднего напряжения 4 блока отходящих линий 6.

Во 2 варианте к шинам высокого напряжения подключены 5 блоков отходящих линий 2, к шинам среднего напряжения 3 блока отходящих линий 6.

В 3 варианте к шинам высокого напряжения подключены 6 блоков отходящих линий 2, к шинам среднего напряжения 2 блока отходящих линий 3. Дефицит мощности что приводит к значительному перетоку мощности и необходимости выбора мощных АТС.

В 4 варианте к шинам высокого напряжения подключены 3 блока отходящих линий 2, к шинам среднего напряжения 5 блока отходящих линий 6.На шинах среднего напряжения значительный избыток мощности.

В 5 варианте к шинам высокого напряжения подключены 2 блока отходящих линий 2, к шинам среднего напряжения 6 блока отходящих линий 9.

В 6 варианте к шинам высокого напряжения подключены 2 укрупненных блока отходящих линий 2, к шинам среднего напряжения 2 укрупненных блока отходящих линий 6. На шинах среднего напряжения значительный избыток мощности.

В 7 варианте к шинам высокого напряжения подключен 1 укрупненный блок отходящих линий 2, к шинам среднего напряжения 3 укрупненных блока отходящих линий 9.Применение укрупненных блоков снижает стоимость силовых трансформаторах и их количество, и упрощает схему РУ, но такая структурная схема целесообразна при большом количестве блоков (10-12).

В 8 варианте к шинам высокого напряжения подключены 3 укрупненных блока отходящих линий 2, к шинам среднего напряжения 1 укрупненный блок отходящих линий 1. Применение укрупненных блоков снижает стоимость силовых трансформаторах и их количество, и упрощает схему РУ, но такая структурная схема целесообразна при большом количестве блоков (10-12).

В 9 варианте к шинам высокого напряжения подключены 2 укрупненных блока отходящих линий 2, к шинам среднего напряжения 2 укрупненных и 2 блока отходящих линий 6. Применение укрупненных блоков снижает стоимость силовых трансформаторах и их количество, и упрощает схему РУ, но такая структурная схема целесообразна при большом количестве блоков (10-12).

В 10 варианте к шинам высокого напряжения подключены 2 блока и 2 укрупненных блока отходящих линий 2, к шинам среднего напряжения 2 укрупненных блока отходящих линий 6. Применение укрупненных блоков снижает стоимость силовых трансформаторах и их количество, и упрощает схему РУ, но такая структурная схема целесообразна при большом количестве блоков (10-12).

2.2.3 Технико-экономическое сравнение вариантов схем

Для каждого варианта структурной схемы проектируемой электростанции определяют: капиталовложения, потери энергии в трансформаторах , и ущерб. Затем на основании этих основных показателей вычисляют значение приведенных затрат З, по которому мы можем дать оценку экономичности и надежности сопоставляемых вариантов структурной схемы.

Технико-экономический расчет заключается в нахождении расчетных приведенных затрат:

З=К+И+У (тыс. руб.),

где К - капиталовложения в трансформаторы, автотрансформаторы и ячейуи РУ;         И - издержки на обслуживание и амортизацию и потери в силовых трансформаторах; У - ущерб от недоотпуска электроэнергии.

.2.4 Выбор силовых трансформаторов и автотрансформаторов

Выбор трансформаторов для схемы 1:

на высокое (500) ТДЦ 400000/500

на среднее (220) ТДЦ 400000/220

Выбор автотрансформаторов связи для схемы 1:

Автотрансформаторы связи выбираются по 4 расчетным режимам:

Нормальный режим зимой:

МВА

МВА

МВА

МВА

МВА

Нормальный режим летом:

 МВА

 МВА

 МВА

МВА

МВА

Авария в системе летом:

МВА

 МВА

 МВА

МВА

 МВА

Отключение одного блока зимой от РУ: ф. напряжения (220кВ)

МВА

МВА

МВА

МВА

МВА

По максимальной мощности  (аварии в системе летом) выбираем автотрансформаторную группу из 3-х однофазных автотрансформаторов АОДЦН-267000/500/220

Выбор автотрансформаторов для схемы 2:

1) Нормальный режим зимой:

 МВА

 МВА

 МВА

МВА

МВА

2) Нормальный режим летом:

 МВА

 МВА

 МВА

МВА

МВА

3) Авария в системе летом:

МВА

МВА

 МВА

МВА

МВА

4) Отключение одного блока зимой от РУ ср. напряжения

МВА

 МВА

 МВА

МВА

МВА

По максимальному перетоку авария система летом выбираем группу автотрансформаторов типа:3 АOДЦТН-167000/500/220

Основные параметры трансформаторов приведены в табл. 2.2

Основные параметры трансформаторов Таблица 2.2

Типы выбранных трансформаторов и автотрансформаторов по вариантам сведем в табл. 2.3.

Таблица 2.3

2.2.5 Определение приведенных расчетных затрат

Расчет капиталовложений для схемы 1:

Рис. 2.14. Структурная схема КЭС (1 вариант).

Рассчитаем капиталовложения в трансформаторы и в автотрансформаторы:

Рассчитаем капиталовложения в РУ:

- издержки на обслуживание КЭС.

амортизационные издержки.

издержки на потерю электроэнергии в трансформаторах и автотрансформаторах.

Рис. 2.15. Графики нагрузок трансформаторов

Рассчитаем для трансформаторов:

Потери во всех трансформаторах:

Суммарные издержки:

тыс. руб.

Ущерб от недоотпуска электроэнергии:

Рис. 2.16. Структурная схема КЭС (2 вариант)

Капиталовложения в трансформаторы и в автотрансформаторы:

издержки на обслуживание КЭС.

амортизационные издержки.

издержки на потерю электроэнергии в трансформаторах и автотрансформаторах.

Рис. 2.17. Графики нагрузок трансформаторов

Рассчитаем для трансформаторов:

Потери во всех трансформаторах:

Суммарные издержки:

тыс. руб.

Ущерб от недоотпуска электроэнергии:

Результаты технико-экономического расчета. Таблица 2.4

2.2.6 Вывод

Разработаны 10 вариантов схем, на основании технического анализа вариантов схем для дальнейшего рассмотрения принимаем варианты 1 и 2.Для них выбраны автотрансформаторы 3АОДЦТН-167000/500/220, трансформаторы ТДЦ-400000/500 и ТДЦ-400000/220.Расчитаны приведенные затраты, для дальнейшего расчета выбираем схему 2,потому что экономичнее на 3 %.

2.3 Расчет токов трехфазного короткого замыкания

.3.1 Основные теоретические положения при расчете К.З

2.3.2 Расчет токов короткого замыкания

Рис. 2.18 Расчетная схема электроустановки

Рис.2.19 Схема замещения электроустановки

Производим расчет сопротивлений в о.е., относительно базовой мощности :

Расчет токов КЗ относительно т. К 1 500 кВ:

Таблица 2.5

Расчет токов КЗ относительно т. К2:

Таблица 2.6