Расчет электрической части ТЭЦ с установленной мощностью 180 МВт
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ВВЕДЕНИЕ
Электростанциями называют предприятия или установки, предназначенные для производства электрической энергии.
По особенностям основного технологического процесса преобразования энергии и виду используемого энергетического ресурса электростанции подразделяют на тепловые (ТЭС), атомные (АЭС), гидроаккумулирующие (ГАЭС), газотурбинные и др.
На тепловых электростанциях химическая энергия сжигаемого топлива преобразуется в парогенераторе (котле) в энергию водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат (паровую турбину, соединённую с генератором). Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электрическую. Топливом для электростанций служат газ, мазут, а так же уголь, торф, горючие сланцы.
Специфика электрической части ТЭЦ определяется положение электростанции вблизи центров электрических нагрузок. В этих условиях часть мощности может вдаваться в местную сеть непосредственно на генераторном напряжении. С этой целью на электростанции создаётся обычно генераторное распределительное устройство (ГРУ). Избыток мощности выдаётся в энергосистему на повышенном напряжении.
Существенной особенностью ТЭЦ является так же повышенная мощность теплового оборудования по сравнению с электрической мощностью электростанции с учётом выдачи тепла. Это обстоятельство определяет большой относительный расход электроэнергии на собственные нужды.
В данном курсовом проекте рассмотрен расчёт электрической части ТЭЦ с установленной мощностью 180 МВт.
1. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СХЕМ ВЫДАЧИ ЭНЕРГИИ
До разработки главной схемы составляются структурные схемы выдачи электроэнергии, на которых показываются основные функциональные части установки.
К основному электрическому оборудованию электростанций относятся генераторы и трансформаторы. Количество агрегатов и их параметры выбираются в зависимости от типа, мощности и схемы станции, мощности энергосистемы и других условий. Число и мощность генераторов на ТЭЦ выбирают в зависимости от характера тепловых и электрических нагрузок, при этом используют только турбогенераторы.
Структурные схемы выдачи электроэнергии для обоих рассматриваемых вариантов приведены на рис. 1.1 и 1.2.
Рис. 1.1
Рис. 1.2
1.1 Выбор генераторов
При выборе числа и мощности генераторов руководствуются следующими соображениями:
число генераторов, присоединённых к ГРУ - не должно быть меньше двух и больше четырёх,
ударный ток на шинах генераторного напряжения должен быть не меньше 300 кА,
суммарная мощность выбранных генераторов должна быть в пределах от -5% до +10% от заданной мощности станции с учётом отбора мощности на собственные нужды.
Для первого варианта выбираем два генератора типа:
ТВФ-120-2У3 (UН = 10,5 кВ, S = 125 МВ*А, cosj = 0,8., n = 3000 об/мин., x''d = 19,2%, Цена: 350 тыс. у.е.).
Для второго варианта выбираем генераторы типа:
2ТВФ-63-2У3 (UН = 10,5 кВ, S = 78,5 МВ*А, cosj = 0,8., xd = 1,199, n = 3000 об/мин., Цена: 268 тыс. у.е.),
ТВФ-32У3 (UН = 10,5 кВ, S =40 МВ*А, cosj = 0,8., xd = 2,648, n = 3000 об/мин., Цена: 250 тыс. у.е.)
1.2 Выбор трансформаторов связи
Вариант №1:
Так как питание потребителей осуществляется через КРУ-10 кВ, то выбор трансформаторов производим, как для блочной станции.
Расход мощности на собственные нужды (СН) одного турбогенератора для первого варианта SСН находим по формулам (по заданию РСН = 8%):
РСН = (РСН% / 100) РУСТ.
где РСН% - расход на собственные нужды, принимаем 8%;
Руст. - установленная мощность генератора, МВт.
РСН = (8/100) 100 = 8 МВт.
Определяем расчётную нагрузку автотрансформаторов связи в режиме минимальных нагрузок, по формуле:
.расчт.= (Рг - Рн.minНН - Рн.minCН - 2Рсн)/cosj =
=(2100 - 22,5 - 75 - 28)/0,8 = 108,1 МВА.
Определяем расчётную нагрузку автотрансформаторов связи в режиме максимальных нагрузок:
.расчт.= (Рг - Рн.maxНН - Рн.maxCН -2Рсн)/cosj =
=(2100 - 30 - 100 - 28)/0,8 = 67,5 МВА.
Определяем расчётную нагрузку автотрансформаторов связи в режиме, при отключении одного генератора (аварийный режим):
авар.расчт.= (Рг - Рн.maxНН - Рн.maxСН - Рсн)/cosj =
=(100 - 30 - 100 - 8)/0,8 = - 47,5 МВА.
Знак - говорит о том, что поток мощности поменял своё направление.
Мощность автотрансформатора связи с учётом перегрузки 40%:
тр-ра = Sном (0,60,7)ном.= Sтип./kВЫГ.
где Sтип. - типовая мощность обмоток автотрансформатора, равная протекающей мощности самого тяжёлого режима;ВЫГ. - коэффициент выгодности автотрансформатора:ВЫГ.= 1- 1/(Uв/Uс) = 1-1/(330/110) = 0,66
Sтр-ра = 108,10,6/0,66 = 98,3 МВА
Принимаем стандартную ближайшую мощность и выбираем автотрансформатор связи типа: АТДЦТН-125000/330/110.
Данные трансформатора заносим в таблицу 2.
Вариант №2:
Выбор автотрансформаторов производим аналогичным способом что и для первого варианта:
режим минимальных нагрузок:
.расчт.= (Рг - Рн.minНН - Рн.minСН -- Рсн)/cosj =
= (263 - 22,5-16,1-10,1)/0,8 = 19,1 МВА.
режим максимальных нагрузок:
.расч.= (Рг- Рн.maxНН -Pсн)/cosj= =(263 - 30 - 10,1)/0,8 = 107,4 МВА.
аварийный режим:
авар.расчт.= (Рг - Рн.maxНН - Рн.maxСН - Рсн)/cosj =
=(63 - 30 - 41,2 - 10,1)/0,8 = - 22,9 МВА.тр-ра = 116,750,6/0,66 = 106,1 МВА.
Выбираем автотрансформатор связи типа: АТДЦТН-125000/330/110.
Выбираем трансформаторы (Т3 и Т4) для блока генератор-трансформатор питающих нагрузку на среднем напряжении: