Рсчет электрической части станции ГРЭС

1. ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СТАНЦИИ

1. Расчет перетоков мощности в структурной схеме

Найдем перетоки мощности в схеме 1 (рисунок 1).

[pic]

Рисунок 1 – Структурная схема ГРЭС (вариант №1)

Определим мощность протекающую через блочный трансформатор

[pic]

где [pic] – активная и реактивная мощности турбогенератора; [pic] –

активная и реактивная мощности собственных нужд.

Таблица 1.1 – Справочные данные турбогенератора

|Тип |Номинальная мощность |[pic] |[pic] |[pic] |

|турбогенератора | | | | |

| |[pic] |[pic] | | | |

|ТВВ-160-2ЕУ3 |188 |160 |18 |0.85 |0.213 |

[pic]

Подставив значения в формулу (1.1), получим

[pic].

Из условия [pic], выбираем блочные трансформаторы, данные которых сведены

в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 – Данные трансформатора

|[pic] |Тип |[pic] |Потери, кВ |[pic] |Цена, |

| |трансформатора | | | |тыс. руб.|

| | | |[pic]|[pic]| | |

|110 |ТДЦ 200000/110 |200 |170 |550 |10.5 |222 |

|220 |ТДЦ 200000/220 |200 |130 |660 |11 |253 |

Произведем расчет перетока при максимальной мощности нагрузки [pic],

получим

[pic]где [pic] – количество блоков на среднем напряжении; [pic] –

реактивная мощность нагрузки.

[pic]

Подставив значения в формулу (1.2), получим

[pic].

Произведем расчет перетока при минимальной мощности нагрузки [pic],

получим

[pic]где [pic] – реактивная мощность нагрузки.

[pic]

Подставив значения в формулу (1.3), получим

[pic].

Произведем расчет перетока в аварийном режиме при максимальной мощности

нагрузки [pic], получим

[pic]Подставив значения в формулу (1.4), получим

[pic].

Так как [pic] в аварийном режиме при максимальной мощности нагрузки, то

мощность потребляется от энергосистемы.

Определим перетоки находящиеся за автотрансформатором на высшем

напряжении

[pic].

Определим максимальный переток: [pic].

Выберим автотрансформаторы связи по формуле

[pic],

(1.5)

где [pic] – максимальный переток; [pic] – коэффициент перегрузки ([pic]).

[pic].

Таблица 1.3 – Данные автотрансформатора

|Тип автотрансформатора|[pic] |[pic]|[pic]|Потери, |Цена, тыс.|

| | | | |кВ |руб. |

|1 |ТСН |ТРДНС 25000/35 |25 |115 |62 |

| |РТСН | | | | |

|2 |ТСН |ТРДНС 25000/35 |25 |115 |62 |

| |РТСН | | | | |

1.3. Определение потерь энергии в трансформаторах и автотрансформаторах

Потери в блочных трансформаторах

[pic]

(1.7)

где [pic] – потери холостого хода; [pic] – потери короткого замыкания;

[pic] – время ремонта блока; [pic] – номинальная мощность трансформатора;

[pic] – максимальная мощность протекающая через трансформатор; [pic] –

время максимальных потерь [1].

На стороне среднего напряжения

[pic];

на стороне высшего напряжения

[pic].

Потери в автотрансформаторе при не подключенном генераторе на низшем

напряжении рисунок 1

[pic].

(1.8)

[pic].

Потери в автотрансформаторе при не подключенном генераторе на низшем

напряжении рисунок 2 по формуле (1.8)

[pic].

1.4. Определение суммарных потерь

Суммарные потери в схеме 1 по формуле (1.9)

[pic]

(1.9)

[pic].

Определим стоимость годовых потерь электроэнергии по формуле (2.0)

[pic],

(2.0)

где [pic] – себестоимость электроэнергии.

[pic].

Суммарные потери в схеме 2 по формуле (1.9)

[pic].

Определим стоимость годовых потерь электроэнергии по формуле (2.0)

[pic].

1.5. Расчет технико-экономических показаний для выбора варианта

структурной схемы

Для расчета технико-экономических показаний необходимо выбрать не только

трансформаторы, но и выключатели, которые находятся по максимально рабочему

току ([pic]).

Выберим выключатели на высшем напряжении (220 кВ) по формуле (2.1)

[pic],

(2.1)

где [pic] – номинальное напряжение.

[pic].

Выберим выключатели на среднем напряжении (110 кВ) по формуле (2.1)

[pic].

Выберим выключатели на низшем напряжении (генераторном) по формуле (2.1)

[pic].

Сведем расчетные данные трансформаторов и выключателей в таблице 1.5, 1.6

для расчета капитальных затрат.

Таблица 1.5 – Расчет капитальных затрат вариант схемы 1

|Наименование оборудования |Количество,|Стоимость,|Сумма, |

| |ед. |тыс. руб. |тыс. руб. |

|1. Блочный трансформатор: ТДЦ 200000/220 |2 |253 |506 |

|ТДЦ 200000/110 |2 |222 |444 |

|2. Автотрансформатор связи: | | | |

|АТДЦТН 250000/220/110 |2 |324 |648 |

|3. ТСН: ТРДНС 25000/35 |4 |62 |248 |

|4. РТНС: ТРДНС 25000/35 |1 |62 |62 |

|5. Выключатели высоковольтные: | | | |

|ВВБК-220Б-56/3150У1 |4 |33.76 |135.04 |

|ВВБК-110Б-50/3150У1 |4 |26 |104 |

|6. Выключатели генераторные: МГУ-20-90/6300 |4 |4.51 |18.04 |

|7. Выключатель РТСН: МГУ-20-90/6300 |1 |4.51 |4.51 |

|ИТОГО |------ |------ |2169.59 |

Таблица 1.6 – Расчет капитальных затрат вариант схемы 2

|Наименование оборудования |Количество,|Стоимость,|Сумма, |

| |ед. |тыс. руб. |тыс. руб. |

|1. Блочный трансформатор: ТДЦ 200000/220 |1 |253 |253 |

|ТДЦ 200000/110 |3 |222 |666 |

|2. Автотрансформатор связи: | | | |

|АТДЦТН 250000/220/110 |2 |324 |648 |

|3. ТСН: ТРДНС 25000/35 |4 |62 |248 |

|4. РТНС: ТРДН 25000/35 |1 |62 |62 |

|5. Выключатели высоковольтные: | | | |

|ВВБК-220Б-56/3150У1 |3 |33.76 |101.28 |

|ВВБК-110Б-50/3150У1 |5 |26 |130 |

|6. Выключатели генераторные: МГУ-20-90/6300 |4 |4.51 |18.01 |

|7. Выключатель РТСН: МГУ-20-90/6300 |1 |4.51 |4.51 |

|ИТОГО |------ |------ |2130.8 |

Для оценки эффективности схем электрической станции примем минимум

приведенных затрат

[pic],

(2.2)

где [pic] – нормативный коэффициент; [pic] – амортизационные отчисления;

[pic] – капитальные затраты в станцию; [pic] – суммарные расходы.

Произведем оценку эффективности схемы 1 по формуле (2.2)

[pic].

Произведем оценку эффективности схемы 2 по формуле (2.2)

[pic].

Определим различимость вариантов схем по формуле (2.3)

[pic]. (2.3)

Так как [pic], то варианты схем являются почти не различимыми, а,

следовательно, выберим схему 2.

Потому что схема является более надежной с точки зрения эффективности.

2. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

2.1. Выбор базисных условий

Расчет проводим в относительных единицах, используя приближенные

приведения к одной ступени напряжения, при базисных условий: [pic], [pic].

Базисное напряжение: [pic].

Базисные токи: [pic]

[pic].

2.2. Определение параметров электрической схемы замещения

Электрическая схема замещения станции ГРЭС (рисунок 2) с указанием

аварийных узлов представлена на рисунок 3.

2.3. Вычисления режимных параметров

Так как [pic] на всех ступенях напряжения, то величины ЭДС в

относительных базисных к номинальным единицам равны: [pic]. Значение ЭДС

[pic] приняты из [2, таблица 6.1].

[pic]

[pic]

2.4. Определение системных параметров

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

Определим количество ЛЭП и сечение проводов

[pic]; [pic]

[pic],

где [pic] – максимальный переток в систему; [pic] – придельная мощьность

линии [1].

[pic].

Выберим провод АС 240/39.

[pic]; [pic] [pic].

2.5. Расчет симметричного короткого замыкания в узле К-1

Преобразуем схему замещения (рисунок 3) к простейшему виду (рисунок 3,

а).

[pic] (рисунок 3, б);

[pic];

[pic] (рисунок 3, в);

[pic](рисунок 3, г);

[pic](рисунок 3, д);

[pic](рисунок 3, е);

[pic]

[pic] (рисунок 3, а).

Искомая величина периодической составляющей аварийного тока от

эквивалентной системы

[pic].

Начальное значение периодической слагающей аварийного тока от генераторов

[pic].

Искомый аварийный ток

[pic].

Номинальный приведенный ток группы генераторов

[pic], где

[pic].

Определим отношение

[pic].

По типовым (основным) кривым [2, рисунок 3.26] для [pic] определим

отношение [pic].

Искомый аварийный ток от генераторов

[pic].

Искомый аварийный ток в месте КЗ

[pic].

Определим ток апериодической составляющей по формуле (2.4)

[pic], (2.4)

где [pic] – время срабатывания выключателя; для системы [pic] [3]; для

генератора [pic].

Определим ударный ток по формуле (2.5)

[pic], (2.5)

где для системы [pic] [3]; для генератора [pic].

Определим процентное содержание апериодического тока

[pic].

Определим интеграл Джоуля

[pic], где

[pic],

где [pic] – относительный интеграл Джоуля.

[pic].

Результаты расчета всех точек короткого замыкания сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Результаты расчетов токов короткого замыкания

|Точка КЗ |источник |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |

|К-1 |Генер.+бл. тр-ор |1.7 |1.63 |2.1 |4.7 |42.8 |6.39 |

|шины | | | | | | | |

|220 кВ | | | | | | | |

| |Система |6.8 |6.8 |3 |16.5 | | |

| |Сумма |8.5 |8.43 |5.1 |21.5 | | |

|К-2 |Генер.+бл. тр-ор |10.3 |9.9 |2.5 |28.3 |47.1 |55.6 |

|шины | | | | | | | |

|110 кВ | | | | | | | |

| |Система |7.6 |7.6 |9.3 |17.1 | | |

| |Сумма |17.9 |17.5 |11.8 |45.4 | | |

|К-3 |Генер.+бл. тр-ор |32.1 |23.4 |30.1 |88.7 |91.8 |1854.7 |

|шины | | | | | | | |

|генератор| | | | | | | |

|а | | | | | | | |

| |Система |35.9 |35.9 |3.5 |92.9 |6.9 |5232.6 |

| |Сумма |68 |59.3 |33.6 |181.6 |98.7 |7087.3 |

|К-4 |Генер.+бл. тр-ор |32.1 |23.4 |30.1 |88.7 |91.8 |1854.7 |

|шины | | | | | | | |

|генератор| | | | | | | |

|а | | | | | | | |

| |Система |38.7 |38.7 |3.8 |100.2 |7.01 |6054.6 |

| |Сумма |70.8 |62.1 |33.9 |188.9 |98.81 |7935.3 |

|К-5 |Система |48.6 |48.6 |4.7 |125.9 |6.9 |9589.6 |

-----------------------

[pic]

[pic]

[pic]