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.min - 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.max -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: