Разработка электрической части ТЭЦ 800 МВт

2. Выбор двух вариантов схем

Согласно заданию необходимо разработать электрическую часть ТЭЦ 800 МВт.

Питание потребителей осуществляется на стороне 10кВ по двадцати кабельным линиям мощностью 39,6/32,4 МВт каждая.

Связь с энергосистемой осуществляется на стороне 220кВ по четырем воздушным линиям.

Топливо на станции - мазут.

Место сооружения - Западная Сибирь.

С учётом надёжности электроснабжения потребителей составляем два варианта схем.

Рис. 1

1 вариант

В этом варианте все генераторы работают в блоке на шинах 220кВ.

Шины 10кВ запитаны через три понижающих трансформатора на генераторном напряжении.

Рис. 2

2 вариант

В отличие от первого варианта шины 10 кВ запитаны от двух трансформаторах на генераторном напряжении.

3. Выбор силовых трансформаторов

Таблица 2 - Таблица нагрузок

n=7% K_c=0,8 (Р. с.445 т.5.2)

3.1 Выбор блочных трансформаторов

Принято:

1 вариант 2хТДЦ-200000/220 (3 с.156)

2 вариант 3хТДЦ-200000/220 (3 с.156)

3.2 Выбор трансформаторов связи

1 вариант

Принято: 3хТДЦ-200000/220 (3. с.156)

2 вариант

Принято: 2хТДЦ-200000/220 (3. с.156)

3.3 Выбор трансформаторов

1 вариант

Принято: 3хТРДНС-25000/35 (3. с.130)

2 вариант

Принято: 2хТРДНС-40000/20 (3. с.134)

Таблица 3 - Технические данные трансформаторов

генератор трансформатор ток распределительный

4. Технико-экономическое сравнение вариантов схем

Экономическая целесообразность схемы определяется минимальными приведенными затратами:

З=p_nК+И+У

где: К- капиталовложение на сооружение электроустановки, тыс.руб.;

p_n=0,12 - нормативный коэффициент экономической эффективности

И- годовые эксплуатационные издержки, тыс.руб.

У- ущерб от недоотпуска электроэнергии, тыс.руб.(в учебном проектировании не учитывается)

Таблица 4 - Капитальные вложения

4.1 Потери электроэнергии в трансформаторах

4.2 Годовые эксплуатационные издержки

где: - отчисления на амортизацию и обслуживание, %

- потери электроэнергии,

- стоимость потерь электроэнергии, коп/()

(8. с.135)

(5. с.261)

4.3 Минимальные приведенные затраты

Таблица 5 - Приведенные затраты

Второй вариант экономичней, поэтому принят к дальнейшим расчетам.

5. Выбор и обоснование схем РУ

На стороне 220кВ количество присоединений - девять. Согласно НТП принята схема - две секционированные системы шин с обходной.

Для РУ 110-220 кВ с большим числом присоединений применяется схема с двумя рабочими и обходной системами шин с одним выключателем на цепь. Как правило, обе системы шин находятся в работе при соответствующем фиксированном распределении всех присоединений. Если повреждение на шинах устойчивое, то отключившиеся присоединения переводят на исправную систему шин. Перерыв электроснабжения половины присоединений определяется длительностью переключений. Рассмотренная схема рекомендуется для РУ 110-220 кВ на стороне ВН и СН на электростанциях при числе присоединений семь.

Следует отметить, что для РУ 110-220 кВ существенными становятся недостатки этой схемы:

- отказ одного выключателя при аварии приводит к отключению всех источников питания и линии, присоединенных к данной системе шин, а если в работе находится одна система шин, отключаются все присоединения.

- ликвидация аварии затягивается, так как все операции по переходу с одной системы на другую производятся разъединителями. Если источниками питания являются мощные блоки турбогенератор-трансформатор, то пуск их после сброса нагрузки на время более 30 мин. может занять несколько часов;

- повреждение шиносоединительного выключателя равноценно КЗ на обеих системах шин, т.е. приводит к отключению всех присоединений;

- большое количество операций разъединителями при выводе в ревизию и ремонт выключателей усложняет эксплуатацию РУ;

- необходимость установки шиносоединительного, обходного выключателей и большого количества разъединителей увеличивает затраты на сооружение РУ.

На стороне 10кВ количество присоединений - двадцать четыре, согласно НТП принята схема две несекционированные системы шин с обходной.

Наиболее простой схемой электроустановок на 6-10кВ является схема несекционированная система шин с обходной. Источники питания в схеме присоединяются к сборным шинам с помощью выключателей и разъединителей. Для отключения присоединения используется один выключатель.

Основные достоинства схемы:

1. Однотипность и простота операций с разъединителями, благодаря чему снижается аварийность из-за неправильных действий персонала.

2. Возможность использования комплектных РУ, что позволяет снизить стоимость монтажа, широко использовать механизацию.

Недостатки схемы:

1. При ремонте сборных шин или шинных разъединителей необходимо снять напряжение с шин, что приводит к перерыву электроснабжения всех потребителей.

2. КЗ на сборных шинах вызовет отключение всех источников питания, следовательно, потерю электроснабжения всех потребителей.

генератор трансформатор ток распределительный

6. Выбор схемы собственных нужд и ТСН

Питание СН осуществляется от рабочих ТСН, подключенных к блокам на генераторном напряжении глухой отпайкой. Количество ТСН соответствует количеству генераторов - пять.

Так как на станции установлено пять рабочих ТСН, то принимается два РТСН, подключенный к шинам ОРУ-220 кВ.

6.1 Выбор ТСН и РТСН

Принято:

ТРДНС-25000/35 (3. с.130)

ТРДН-32000/220 (3. с.156)

7. Расчет токов короткого замыкания

расчет токов короткого замыкания производится для выбора электрических аппаратов и токоведущих частей и для выбора установок релейной защиты и автоматики.

7.1 Расчетная схема

Рис. 3

G1,G2,G3,G4,G5: ТВВ-160-2ЕУ3 S_ном=188МВА Хd''=0,213

T1,T2,T3,T4,T5: ТДЦ-200000/220 S_ном=200МВА U_K=11%

Т6,Т7: ТРДНС-40000/20 S_ном=40МВА U_K=12,7%

7.2 Схема замещения и расчет сопротивлений

Расчёт ведётся в относительных единицах, при базовых условиях S_б=1000 МВА

Рис. 4

Система

Линии

Трансформаторы

Генераторы

7.3 Преобразование схемы относительно К-1

рис. 5

рис. 6

7.4 Расчет токов относительно К-1

Ветвь С

(8. с.130)

(8. с.150)

Ветвь G1-G5

7.5 Преобразование схемы относительно К-2

Рис. 7

Рис. 8

7.6 Расчет токов относительно К-2

Ветвь С

Ветвь G1-G4

Ветвь G1-G4

7.6 Преобразование схемы относительно К-3

рис. 9

Рис. 10

Рис. 11

7.8 Расчет токов относительно К-3

Ветвь С

Ветвь G1-G5

Таблица 6 - Cводная таблица токов короткого замыкания

8. Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей

8.1 В цепи блока

8.1.1 На стороне ВН

Выбор выключателя и разъединителя

Uуст ? Uном Uуст = 220 кВ

Iнорм ? Iном Iнорм = 524,86 А

Imax ? Imax Imax = 524,86 А

Принято:

выключатель: ВГТ-220-II-40/25000У1 (6. с.72)

разъединитель: РНД3.1.2-220/1000ХЛ1 (3. с.271)

(8. с.206)

Ветвь С

Ветвь G1-G5

(8. с.152)

Выбор ошиновки

Iнорм= 524,86 А (8. с.233 т.4.5)

Тmax=5200ч.

Принято с минимальным сечением: АС-600/72 (8. с.624 т.3.3)

Проверка:

Imax= 524,86 А < Iдоп = 1050 А

- на схлестывание не производится, т. к Iпо= 10,04 кА < 20 кА

- на коронирование

D=400 см

провод проходит по всем параметрам

Выбор трансформатора тока

Uуст ? Uном Uуст = 220 кВ

Iнорм ? Iном Iнорм = 524,86 А

Imax ? Iном Imax = 524,86 А

Принято: ТФЗМ-220Б-III-600/5ХЛ1 (3. с.306)

Проверка трансформатора тока по вторичной нагрузке

Таблица 9 - Вторичная нагрузка трансформатора тока

Допустимое сопротивление соединительного кабеля

Трансформатор тока будет работать в классе точности - 0,5

Выбор ограничителя перенапряжения

Проверка трансформатора тока по вторичной нагрузке

Таблица 16 - Расчетные и каталожные данные

Допустимое сопротивление соединительного кабеля

Трансформатор тока будет работать в классе точности - 0,5

Выбор комплектного РУ-10 кВ

Для РУ 6-10 выбираю КРУ для внутренней установки с вакуумным выключателем ВВЭ серии К-104.

Шкаф КРУ состоит из шестого металлического корпуса, внутри которого расположена вся аппаратура.

Для безопасности обслуживания локализации аварии корпус разделен на отсеки металлическими перегородками и автоматически закрывающимися шторками.

Выключатель с приводом установлен на выкатной тележке.

В верхней и нижней частях тележки расположены подвижные разъединяющие контакты, которые при вкатывании тележки в шкаф замыкается с шинным и линейным неподвижным контактов. При выкатывании тележки с предварительно отключенным выключателем разъединенные контакты отключаются, и выключатель при этом будет отсоединен от сборных шин и кабельных вводов.

8.2.3 Выбор ошиновки

1. Правила устройства электроустановок.- 7-е изд- Все действующие разделы ПУЭ-7, 5-й выпуск, стер. - Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2011.- 512 с.

2. Нормы технологического проектирования электрических станции и тепловых сетей ВНТН - 81. Минэнерго ССС, 1981.

3. Неклепаев Б.Н. Крючков И.П. Электрическая часть электрических станций и подстанций. Справочные материалы для КП и ДП -М. Энергоатомиздат, 1989.

4. Справочник по проектированию подстанций 35-500кВ. под ред. С.С. Рокотян и Я.С. Самойлова. - М. Энергоатомиздат, 1982.

5. Справочник по проектированию электрических сетей. Под ред. Д.Л. Файбисовича. - М. Издательство НЦ ЭНАС, 2005.

6. Ведешников Н.А. Электрические аппараты высокого напряжения. Выключатели. Том1. Справочник. - М.; Информэлектро, 2002, - 196с.