Выбор трансформаторов

Исходные данные.

Мощность станции: P_ТЭЦ = 770 МВт;

Вид топлива: Уголь;

Собственные нужды ТЭЦ = 14%;

Схема подключения электростанции к энергосистеме: Рис. 1.1;

Суточный график работы генераторов: Рис. 1.2;

Рисунок 1.1. – Схема подключения электростанции к энергосистеме.

Рисунок 1.2. – Суточный график работы генераторов.

Параметры первого потребителя: Табл. 1.1;

Таблица 1.1. – Параметры первого потребителя.

Вид промышленности	Напряжение U1, кВ	Максимум активной мощности, P1MAX,%, %	График нагрузки
Торфоразработка			Рис. 1.3

Параметры второго потребителя: Табл. 1.2;

Таблица 1.2. – Параметры первого потребителя.

Вид промышленности	Напряжение U2, кВ	Максимум активной мощности, P2MAX,%, %	График нагрузки
Станкостроение			Рис. 1.4

Параметры энергосистемы: Табл.1.3

Таблица 1.3. – Параметры энергосистем.

Мощность первой энергосистемы C1, МВА.	Относительное сопротивление XC1, о.е.	Длина ЛЭП L1, км.	Мощность второй энергосистемы C2, МВА.	Относительное сопротивление XC2, о.е.	Длина ЛЭП L2, км.
	0,83			0,87

Рисунок 1.3. – График нагрузки первого потребителя.

Рисунок 1.4. – График нагрузки второго потребителя.

Компоновка структурной схемы.

Компоновку главной схемы электростанции удобно начинать с разработки структурной схемы, которая определяет основные энергетические потоки. Характерной чертой ТЭЦ является выдача части мощности на генераторном напряжении и доля этой мощности во многом определяет архитектуру главной схемы.

Компоновка структурной схемы ТЭЦ начинается с выбора числа генераторов и их мощностей и заключается в правильном распределении генераторов по РУ. Согласно техническому заданию станция должна отдавать мощность на двух напряжениях 10 кВ и 220 кВ, в результате чего в главной схеме должны быть предусмотрены два распределительных устройства – ГРУ и РУ ВН. Нагрузка P1 будет запитана от ГРУ, а нагрузка P2 – от РУ ВН.

Для сравнения и экономического расчета спроектируем две разных схемы.

Схема 1.

Вычислим максимальные активные мощности для нагрузок:

146,3 МВт;

623,7 МВт;

Мощность для нагрузки P1 наберем из двух генераторов ТВФ-63-2У3 и одного генератора ТВС-32У3. Мощность для нагрузки P2 наберем из двух генераторов ТГВ-300-2У3. Представим их технические характеристики в виде таблицы (Табл. 2.1):

Таблица 2.1. – Технические характеристики турбогенераторов.

Тип турбогенератора	Номинальная полная мощность	Номинальная активная мощность	Номинальное напряжение , кВ
ТВС-32У3			10,5	0,8
ТВФ-63-2У3	78,75		10,5	0,8
ТГВ-300-2У3				0,85

Вычислим мощности, выдаваемые генераторами на РУ:

158 МВт;

600 МВт;

Вычислим проектную мощность:

758 МВт;

Вычислим отклонение от установленной мощности:

1,56 %

Поскольку отклонение от установленной мощности получилось меньше допустимого отклонения в 5%, то спроектированная схема подходит для строительства. Структурная схема проектируемой электроустановки изображена на рис. 2.1.

Рисунок 2.1. – Структурная схема проектируемой электроустановки для схемы 1.

Схема 2.

Вычислим максимальные активные мощности для нагрузок:

146,3 МВт;

623,7 МВт;

Мощность для нагрузки P1 наберем из трех генераторов ТВФ-63-2У3. Мощность для нагрузки P2 наберем из трех генераторов ТГВ-200-2У3. Представим их технические характеристики в виде таблицы (Табл. 2.2):

Таблица 2.2. – Технические характеристики турбогенераторов.

Тип турбогенератора	Номинальная полная мощность	Номинальная активная мощность	Номинальное напряжение , кВ
ТВФ-63-2У3	78,75		10,5	0,8
ТГВ-200-2У3	235,3		15,75	0,85

Вычислим мощности, выдаваемые генераторами на РУ:

189 МВт;

600 МВт;

Вычислим проектную мощность:

789 МВт;

Вычислим отклонение от установленной мощности:

2,47 %

Поскольку отклонение от установленной мощности получилось меньше допустимого отклонения в 5%, то спроектированная схема подходит для строительства. Структурная схема проектируемой электроустановки изображена на рис. 2.2.

Рисунок 2.1. – Структурная схема проектируемой электроустановки для схемы 2.

Таблицы мощностей.

Целью данных расчетов является определение перетоков мощности через трансформаторы связи и обменной мощности станции с энергосистемой. Мощность перетока необходима для выбора трансформаторов связи, а обменная мощность позволяет определить необходимое число линий связи станции с энергосистемой и с потребителем.

Поскольку расчет ведется для двух схем сразу, то расчет будем вести для каждой схемы в отдельности.

Помимо этого будем вести рассмотрения трех режимов: нормальный режим, ремонт генератора на ГРУ и ремонт станции – ремонт блока на РУ ВН. Режим ремонта ГРУ предусматривает вывод в ремонт одного самого мощного генератора на ГРУ. Режим ремонта станции (Ремонт блока на РУ ВН) предусматривает вывод в ремонт одного самого мощного генератора на РУ ВН.

Схема 1.

Полная мощность генератора:

;

В общем случае полная мощность может быть определена по формуле, хотя это справочная величина. Также необходимо учитывать суточный график работы генераторов для определения мощности в конкретный момент времени.

Собственные нужды генератора:

,

Где – Собственные нужды станции. Для ТЭЦ, работающей на природном газе . Для ТЭЦ, работающей на каменном угле .

Полная мощность нагрузок:

,

,

Где – Коэффициент мощности для всех потребителей, . Также необходимо учитывать суточные графики нагрузки для определения мощности в конкретный момент времени.

Переток мощности между ГРУ и ОРУ в каждый момент времени определяется разностью мощностей поступивщей на шины ГРУ и ушедшей с них:

;

Обменная мощность для каждого моента времени определяется разностью поступающей на шины ОРУ мощности и уходящей с этих шин:

;

По данным формулам рассчитаем режимы для первой схемы. Результаты расчетов занесем в отдельные таблицы для каждого режима.

Схема 2.

Полная мощность генератора:

;

В общем случае полная мощность может быть определена по формуле, хотя это справочная величина.

Также необходимо учитывать суточный график работы генераторов для определения мощности в конкретный момент времени.

Собственные нужды генератора:

,

Где – Собственные нужды станции. Для ТЭЦ, работающей на природном газе . Для ТЭЦ, работающей на каменном угле .

Полная мощность нагрузок:

,

,

Где – Коэффициент мощности для всех потребителей, . Также необходимо учитывать суточные графики нагрузки для определения мощности в конкретный момент времени.

Переток мощности между ГРУ и ОРУ в каждый момент времени определяется разностью мощностей поступившей на шины ГРУ и ушедшей с них:

,

Где – Полная мощность генераторов, работающих на шины ГРУ; – Полная мощность собственных нужд генераторов, работающих на шины ГРУ; – Полная мощность первого потребителя, подключенного к шинам ГРУ.

Обменная мощность для каждого момента времени определяется разностью поступающей на шины ОРУ мощности и уходящей с этих шин:

,

Где – Полная мощность генераторов блоков, подключенных к шинам ОРУ; – Полная мощность собственных нужд генераторов, работающих на шины ОРУ; – Полная мощность второго потребителя, подключенного к шинам ОРУ.

По данным формулам рассчитаем режимы для первой схемы. Результаты расчетов занесем в отдельные таблицы для каждого режима.

Выбор трансформаторов.