Курсовая работа (т): Проектирование электрической части станции типа ТЭЦ

Проектирование электрической части станции типа ТЭЦ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт - Энергетический

Специальность - Высоковольтная энергетика и электротехника

Кафедра - Электроэнергетические системы

Расчётно - пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Электрическая часть электростанций»

Томск - 2016

Содержание

Введение

. Выбор турбогенераторы

. Общий баланс активных мощностей проектируемой станции

. Описание структурной схемы

. Аналитический расчет продолжительных режимов

. Выбор силовых (авто)трансформаторов

. Выбор линий электропередачи

. Определение расчетных условий для выбора аппаратуры и токоведущих частей по продолжительным режимам работы

. Определение расчетных условий для выбора аппаратуры и токоведущих частей по режимам КЗ

.1 Расчет токов КЗ в точке К1

.2 Определение расчетных токов продолжительного режима

. Выбор токопроводов

. Выбор коммутационных аппаратов

.1 Выбор выключателей

.2 Проверка выключателя

.3 Выбор разъединителей

. Выбор трансформаторов напряжения

. Выбор трансформаторов тока

. Выбор схем электрических соединений РУ электростанции

. Принципиальная схема управления и сигнализации выключателем

.1 Общие положения

.2 Дистанционное управление выключателями

.3 Сигнализация выключателей

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Электростанция - это совокупность электрических станций, электротепловых сетей, потребителей электротепловой энергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения, преобразования и потребления электротепловой энергии [1].

По особенностям основного технологического процесса преобразования энергии и виду используемого энергетического ресурса электростанции разделяют на тепловые, атомные, гидроэлектростанции, гидроаккумулирующие, газотурбинные и другие [1].

Главной задачей курсового проекта является определение типа электростанции по исходным данным, проектирование и расчет данной электростанции, как в нормальных, так и аварийных режимах.

Целью данной работы является проектирование ТЭЦ - теплоэлектроцентрали. Этот вид электростанций относится к тепловым и предназначен для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом. Специфика электрической части ТЭЦ определяется расположением электростанции вблизи центров электрических нагрузок. В этих условиях часть нагрузок выдается в местную сеть непосредственно на генераторном напряжении. С этой целью на электростанции создается обычное генераторное распределительное устройство (ГРУ).

В курсовой работе необходимо рассчитать баланс мощностей, выбрать наиболее рациональную электрическую схему, выбрать типы трансформаторов и генераторов, произвести расчет токов короткого замыкания, выбрать выключатели и разъединители, измерительные трансформаторы, выбрать схему РУ, предусмотреть требования экологической безопасности.

Основные требования, предъявляемые к энергетическим объектам: безопасность обслуживания, надежность работы, экологическая безопасность, экономическая эффективность, способность достаточно быстро модернизироваться.

В процессе выполнения курсового проекта необходимо приобрести опыт проектирования электрической части электростанции, закрепить на практике знания, полученные в ходе изучения энергетических дисциплин.

. Выбор турбогенераторов

Условия выбора

Тип турбогенератора выбирается на основании исходных данных по номинальным параметрам машины:

по активной мощности;

по напряжению на выводах обмотки статора,

Табл. 1 Характеристики турбогенераторов

. Баланс мощностей

Установленная мощность электростанции

где i = 1, 2, … - номер генератора;

n - количество i-тых генераторов.

Нагрузка потребителей на напряжении U1 = 220 кВ

где - коэффициент системы для потребителей на напряжении ;

i = 1, 2, … - номер потребителя мощности Pi;

ni - количество i-тых потребителей.

Нагрузка потребителей на напряжении U2 = 500 кВ

Суммарная мощность отдаваемая внешним потребителям

ΣР = Pu1 + Pu2 = 783 + 1230 = 2013 МВт

Баланс мощности в нормальном режиме составляет резерв мощности электростанции

где Рс/н. = 0,1Руст - расход мощности на собственные нужды (с/н) электростанции, согласно дополнительным условиям задания.

Потребность в аварийном резерве определяется при выходе из работы наиболее мощного генератора ( РGmax)

где 0,04РGmax - расход мощности на собственные нужды отключающегося генератора (принимается 4% от мощности генератора).

Знак минус свидетельствует о том, что направление мощности в аварийном режиме меняется, и дефицит мощности покрывается за счет резерва системы.

. Описание структурной схемы

Выбираем следующую схему блока генератор - двухобмоточный трансформатор - с выключателем на выводах генератора. Установка выключателя в цепи генератора рекомендуется в соответствии с нормами технологического проектирования. Эта мера позволяет обеспечить живучесть системы собственных нужд, а также снизить мощность резервных трансформаторов собственных нужд и стоимость оборудования в этой части КЭС.

В качестве связи между РУ ВН и РУ СН выбираем 2 автотрансформатора.

Суммарная мощность блоков на стороне СН должна быть такой, чтобы обеспечивать наименьший переток через АТ:

Рис.1 Структурная схема КЭС

. Аналитический расчет продолжительных режимов

Рис. 2 Перетоки мощности через автотрансформаторы связи

Для аналитического расчета выбираем режим минимальных нагрузок

Переток мощности через один автотрансформатор связи в минимальном режиме:

Примечание: В минимальном режиме нагрузка на стороне СН составляет 70% от максимальной.

В максимальном режиме:

В аварийном режиме:

Обмотки низкого напряжения автотрансформаторов связи используются для питания резервных с.н. и поэтому в расчетах не фигурируют.

Результаты расчетов сведем в таблицу:

Таблица 2

Из расчетов видно, что наибольший переток мощности показывает минимальный режим. Переток мощности в этом режиме равен 263,44 МВА.

. Выбор силовых (авто)трансформаторов

1.) Выбор блочных двухобмоточных трансформаторов

Трансформатор выбираем по классам напряжений РУ и генераторов и по номинальной мощности генераторов.

Таблица 3

Пример выбора двухобмоточного трансформатора Т1.По напряжению РУ и генератора G1 и мощности генератора G1 выбираем предварительно следующий трансформатор - ТДЦ - 400000/220

Выбранный трансформатор подходит для работы в блоке.

.) Выбор трёхобмоточных автотрансформаторов

Выбор автотрансформаторов связи осуществляем по самому тяжелому режиму.

Для выбора трансформатора принимаем Smax=, мощность в нормальном режиме при минимальной нагрузке. Выбор трансформатора производится по формуле:

МВА

где

КП - коэффициент перегрузки трансформаторов;

n - число трансформаторов связи.

По напряжениям РУ предварительно выбираем следующий автотрансформатор - 2хАОДЦТН-267000/500/220

Обмотка низкого напряжения не загружена, поэтому проверку не проводим.

.) Основные каталожные параметры

Таблица 4

Описание (авто)трансформаторов

АОДЦТH - 267000/500/220

А - автотрансформатор;

О - однофазный;

ДЦ - охлаждение принудительной циркуляцией воздуха и масла с ненаправленным потоком масла;

Т - трёхобмоточный;

Н - наличие системы регулирования напряжения под нагрузкой;2167000 - номинальная полная мощность, кВА;

- номинальное напряжение высокой стороны, кВ;

- номинальное напряжение средней стороны, кВ.

ТДЦ - 400000/220

Т - трёхфазный;

ДЦ - охлаждение принудительной циркуляцией воздуха и масла с ненаправленным потоком масла;

- номинальная полная мощность, кВА;

- номинальное напряжение высокой стороны, кВ.

ТДЦ - 400000/500

Т - трёхфазный;

ДЦ - охлаждение принудительной циркуляцией воздуха и масла с ненаправленным потоком масла;

- номинальная полная мощность, кВА;

- номинальное напряжение высокой стороны, кВ.

Таблица 5