Разработка электрической схемы трансформатора (стр. 1 из 7)

Содержание

Исходные данные

Введение

2. Электротехническая часть

2.1. Разработка главной электрической схемы КЭС

2.1.2 Выбор генераторов

2.2. Выбор мощности силовых трансформаторов

2.3. Технико-экономическое сравнение вариантов схем

2.4. Разработка электрических схем распределительных устройств

2.5. Расчет токов КЗ

2.6. Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей

2.7. Выбор измерительных трансформаторов

Исходные данные:

Тип станции: ГРЭС-3200 МВт.

Тип турбин: 4xК-800.

Вид топлива: основное - газ, резервное - мазут.

электрическая схема трансформатор коммутационный

Местоположение ГРЭС в энергосистеме.

Рис. 1 Суточный график выработки

Энергосистема:

S=8500 МВ А, Xc=0,9, Ррез.сист.=800 МВт

Графики нагрузок:

Рис. 2 Суточный график активной мощности генераторами ния активной мощности по сети ГРЭС. 220 кВ.

Введение

Электрическая энергия находит широкое применение во всех областях народного хозяйства и в быту. Этому способствуют такие ее свойства, как универсальность и простота использования, возможность производства в больших количествах промышленным способом и передачи на большие расстояния. Число потребителей электроэнергии постоянно растет вследствие автоматизации производства.

Важнейшие задачи, которые решают в настоящее время энергетики и энергостроители, состоят в непрерывном увеличении объемов производства, в сокращении сроков строительства новых энергетических объектов, уменьшении удельных капиталовложений, в сокращении удельных расходов топлива, повышении производительности труда и так далее.

Электроснабжение в настоящее время осуществляется преимущественно от электростанций с агрегатами большой мощности (до 800-1200 МВт в единице на тепловых электростанциях и 500-640 МВт на гидравлических).

Основным назначением электрических станций является выработка электрической энергии для снабжения ею промышленного и сельскохозяйственного производства, коммунального хозяйства и транспорта. Часто электростанции обеспечивают также предприятия и жилые здания паром и горячей водой.

На электростанциях, предназначенных только для производства электроэнергии, устанавливаются паровые турбины с глубоким вакуумом в конденсаторе, так как чем ниже давление пара на выходе из турбины, тем большая часть энергии рабочей среды превращается в электрическую. При этом основной поток пара конденсируется в конденсаторе и большая часть содержащейся в нем энергии теряется с охлаждающей водой.

Тепловые электрические станции, предназначенные только для производства электроэнергии, называют конденсационными электрическими станциями (КЭС). Работающие на органическом топливе КЭС строят обычно вблизи мест добычи топлива.

2. Электротехническая часть

2.1. Разработка главной электрической схемы КЭС

2.1.1. Общие принципы при разработке структурных схем

При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии, на которой показываются функциональные основные части электроустановки: распределительные устройства, трансформаторы, генераторы и связи между ними.

Структурные схемы служат для дальнейшего изучения и разработки более подробных и полных принципиальных схем.

При выборе схем электроустановок должны учитываться следующие факторы:

- значение и роль электростанции для энергосистемы,

- положение электростанции в энергосистеме,

- категория потребителей по степени надежности электроснабжения,

- перспектива расширения

Из сложного комплекса предъявляемых условий, влияющих на выбор схемы электроустановки, можно выделить основные требования к схемам:

1. Надежность электроснабжения потребителей

Надежность – свойство электроустановки, участка электрической сети или энергосистемы в целом обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергией нормированного качества. Повреждение оборудования в любой части схемы по возможности не должно нарушать электроснабжение, выдачу электроэнергии в энергосистему, транзит мощности через шины. Надежность схемы должна соответствовать категории потребителей, получающих питание от данной электроустановки.

2. Приспособленность к проведению ремонтных работ

Определяется возможностью проведения ремонтов без нарушения или ограничения электроснабжения потребителей. Есть схемы, в которых для ремонта выключателя надо отключать данное присоединение на все время ремонта, в других семах требуется лишь временное отключение отдельных присоединений для создания специальной ремонтной схемы, в третьих ремонт выключателя производится без нарушения электроснабжения даже на короткий срок.

3. Оперативная гибкость электрической схемы

Оперативная гибкость схемы определяется ее приспособленностью для создания необходимых эксплуатационных режимов и проведения оперативных переключений. Наибольшая оперативная гибкость схемы обеспечивается, если оперативные переключения в ней производятся выключателями или другими коммутационными аппаратами с дистанционным приводом.

Если все операции осуществляются дистанционно, а еще лучше средствами автоматики, то ликвидация аварийного состояния значительно ускоряется.

4. Экономическая целесообразность

Оценивается приведенными затратами, включающими в себя затраты на сооружение установки – капиталовложения, ее эксплуатацию и возможный ущерб от нарушения электроснабжения.

Схема выдачи электроэнергии зависит от состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов) и распределения нагрузки между распределительными устройствами разного напряжения.

Станции районного типа не имеют нагрузку на генераторном напряжении и поэтому схемы строятся по блочному принципу: единичный блок (генератор-трансформатор без генераторного выключателя и с генераторным выключателем); объединенный блок или укрупненный блоки.

Генераторный выключатель является дополнительным элементом в цепи энергоблока, и его надежность снижается. Вместе с ним уменьшается число коммутационных операций в РУ повышенного напряжения и РУ собственных нужд, что повышает надежность этих РУ. Поэтому окончательный выбор целесообразности установки генераторного выключателя должен приниматься на основании проработки всей электрической схемы.

Если на электростанции имеются два повышенных напряжения, то возможны следующие варианты построения структурной схемы: с отдельными АТС между РУВН и РУСН

1 Вариант структурной схемы:

Рис. 3. Структурная схема КЭС(1 вариант).

2 Вариант структурной схемы:

Рис. 4. Структурная схема КЭС(2 вариант).

2.1.2. Выбор генераторов:

Для выработки электроэнергии на КЭС используют синхронные турбогенераторы трехфазного переменного тока. Номинальная мощность турбогенераторов

выбирается в соответствии с номинальной мощностью турбин

, исходя из условия (1):

(1)

Тип турбогенераторов выбирают по типу турбин. На проектируемойстанции установлены четыре турбины К - 800, соответственно выбираем четыре турбоагрегата мощностью 800 МВт. Выбираем генератор ТГВ—800-2УЗ. Данные приводим в таблице.

Таблица 1.

Тип	S, МВ·А	U_H, кВ	соsφ	I_HOM, кА	х’’_d
ТГВ – 800-2У3	941	24	0,85	22,65	0,272

Определим долю выработки электроэнергии каждым генератором КЭС:

Рис. 5. График выработки активной мощности генератором ТГВ-800.

2.2. Выбор мощности силовых трансформаторов

2.2.1. Выбор трансформаторов:

Силовые трансформаторы, установленные на электростанции, предназначены для преобразования электроэнергии с одного напряжения на другое.

Наибольшее распространение получили трехфазные трансформаторы, так как потери на них на 12%-15% ниже, а расход активных материалов и стоимость на 20-25% меньше, чем в группе однофазных трансформаторов такой же мощности.

Выбор трансформаторов и автотрансформаторов связи включает в себя определение числа, типа и номинальной мощности. При блочной схеме соединения генератора с трансформатором, мощность трансформатора выбирается по формуле:

(2)

В нашем проекте примем, что

=5%.

Для выбора автотрансформаторов необходимо рассмотреть передачу через него мощности из РУСН в РУВН, для чего рассматривают различные режимы работы трансформаторов: