1. Выбор генераторов
Исходя из установленной мощности ГРЭС-2200МВт принимаем установку генераторного типа ТГВ-500–2У3; ТГВ-200–2У3. Данные генераторов записываем в таблицу 1.1.
Таблица 1.1.
Тип генератора | Частота вращения об/мин | Номинальные значения | Xd`` | Цена, тыс. руб. | |||
SномМВ·А | PномМВт | UномкВ | cosφ | ||||
ТГВ-500–2У3 | 3000 | 588 | 500 | 20 | 0.85 | 0.243 | 1280 |
ТГВ-200–2У3 | 3000 | 235,3 | 200 | 15,75 | 0,85 | 0,190 | 593,4 |
2. Выбор двух вариантов схем на проектируемой электростанции
В первом варианте рисунок 2.1 к шинам высокого напряжения 500кВ присоединено четыре генератора ТГВ-500–2У3 через блоки. К шинам среднего напряжения 110кВ присоединен через блок генератор ТГВ-200–2У3. Во втором варианте рисунок 2.2 к шинам высокого напряжения 500кВ присоединено 3 генератора ТГВ-500–2У3 через блоки. К шинам среднего напряжения 110кВ присоединены через блоки генератор ТГВ-500–2У3 и генераторТГВ-200–2У3.
3. Выбор трансформаторов на проектируемой электростанции
1. При выборе блочных трансформаторов для генератора ТГВ-200–2Д надо учесть, что вся мощность генератора должна быть передана в сеть высокого напряжения, гдеSном, Рном.г, cosφ – соответственно активная, полная мощность и коэффициент мощности генератора (см. Таблица 1.1.).
Sном.г=235.3=100% Sс.н =
=16.73 МВ·А; [3.с. 8. (1.1)]Определяем номинальную мощность трансформатора, МВ·А;
Sном.т
Sном.г–Sс.н = 235.3. – 16.73 = 218.57 МВ·А;2. Выбираем трансформатор для генератора ТВМ-300-У3.
Sном.г = 353 = 100% Sс.н=
= 25.13 МВ·А;Определяем номинальную мощность трансформатора, МВ·А;
Sном.т
Sном.г–Sс.н = 353 – 25.13 = 327.87 МВ·А;3. Выбираем трансформатор для генератора ТВФ-120–2У3.
Sном.г = 125 = 100% Sс.н =
= 8.9 МВ·А;Определяем номинальную Sном.т
Sном.г – Sс.н = 125 – 8.9 = 133.9 МВ·А;мощность трансформатора, МВ·А;
По справочной литературе выбираем трансформаторы, и все данные вносим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1.
№ | Тип | Мощность МВ·А | Напряжение | Потери кВт | Напряжение к.з. Uк, % | ||
ВН | НН | Pхх | Pкз | ||||
1 | ТДЦ-250000/220 | 250 | 242 | 13.8; | 130 | 660 | 11 |
2 | ТДЦ-250000/110 | 250 | 121 | 13.8; | 170 | 550 | 10.5 |
3 | ТДЦ-400000/220 | 400 | 242 | 15.75; | 280 | 870 | 11 |
4 | ТДЦ-200000/110 | 200 | 121 | 10.5; | 170 | 550 | 10.5 |
Согласно задания, связь с системой осуществляется на высшем напряжении, а автотрансформаторы должны обеспечить питание потребителей среднего напряжения, а также выдачу избыточной мощности в распределительные устройства в режимах нагрузки на среднем напряжении. При аварийном отключении одного из автотрансформаторов связи, другой может быть перегружен на 40 процентов.
Расчетный переток мощности через автотрансформатор связи определяют по формуле
Sрасч =
; [3.с. 13. (1.4)]Выбираем автотрансформаторы связи на ГРЭС, структурные схемы вариантов Iи IIпоказаны на рисунке 2.1. и 2.2. на станции установлен генератор по 100 МВт, cosφ =0.8, нагрузка на среднем напряжении 110кВ Pmax = 150 MBт; Pmin = 120 MBт; cosφ = 0.93. Вся остальная мощность выдается в сеть 220 кВ.
Подсчитываем реактивные составляющие мощностей.
Qc.max = Pc.max · tgφ = 150 · 0.394 = 59.1 МВар;
Qc.min = Pc.min · tgφ = 120 · 0.394 = 47.28 МВар;
Qном.г = Pном.г · tgφ = 100 · 0.75 = 75 МВар;
Расход на собственные нужды
Pс.н.max =
= 8 МВт;Qс.н.max =Pс.н.max · tgφ = 8 · 0.75 = 6 МВар;
Определяем расчетный переток мощности через автотрансформатор связи.
I вариант (рис. 2.1.)
Sрасч 1 =
= 58.83 МВ·А;Sрасч 2 =
= 35.44 МВ·А;Рассчитываем нагрузку при отключении одного из блоков, присоединенных к шинам 110кВ.
Sав. =
= 161.22 МВ·А;Выбираем номинальную мощность автотрансформатора по формуле.
Sном.АТ
МВ·А; Sном.АТ = 115.15 МВ·АПодсчитываем реактивные составляющие мощностей для II варианта.
Qном.г = Pном.г · tgφ = 200 · 0.62 = 124 МВар;
Определяем расчетный переток мощности через автотрансформатор связи.
II вариант (рис. 2.2.)
Sрасч 1 =
= 35.12 МВ·А;Sрасч 2 =
= 100.92 МВ·А;Рассчитываем нагрузку при отключении одного из блоков, присоединенных к шинам 110кВ.
Sав. =
= 161.22 МВ·А;Выбираем номинальную мощность автотрансформатора по формуле.
Sном.АТ
= 115.15 МВ·АВ первом и втором случае выбираем два автотрансформатора по 125МВ·А –
2
125000/220/110. По справочной литературе выбираем автотрансформаторы, и все данные вносим в (Таблицу 3.2).Таблица 3.2
Тип | МощностьМВ·А | Напряжение кВ | Потери кВт | Напряжение к.з. Uк.% | |||||
ВН | СН | НН | Pх | Pк | Uк. в-с | Uк. в-н | Uк. с-н | ||
АТДЦТН-125000/220/110 | 125 | 230 | 121 | 6.3; | 65 | 315 | 11 | 45 | 28 |
4. Технико-экономическое сравнение вариантов схем проектируемой станции
Экономическая целесообразность схемы определяется минимальными приведенными затратами:
З = pн ·К + И
где pн – нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0.12;
К – капиталовложения на сооружения электроустановки, тыс. р; И – годовые эксплутационные издержки, тыс. р.год.
Вторая составляющая расчетных затрат – годовые и эксплутационные издержки – определяется по формуле: И =
[4.§ 5.1.7.с. 327 (5.11)] где pa, po – отчисления на амортизацию и обслуживание, %; β – стоимость 1 кВт · ч.Произведем технико-экономическое сравнение структурных схем ГРЭС, приведенных на рисунке 2.1 и 2.2.
На ГРЭС установлены (рис. 2.1) 6 генераторов 5
ТГВ-200–2Д; 1 ТВФ-120–2У3; на (рис. 2.2) 3 ТВМ-300-У3; 1 ТГВ-200–2Д; в блоке с трансформаторамиТДЦ-250000/220 (Pхх = 130 кВт. Pкз = 660 кВт.) ТДЦ-250000/110 (Pхх = 170 кВт. Pкз = 550 кВт.) ТДЦ-400000/220 (Pхх = 280кВт. Pкз = 870 кВт.) ТДЦ-200000/110 (Pхх = 170 кВт. Pкз = 550 кВт.) Тмах = 8234 ч.
Вся остальная мощность выдается в систему по линиям 220кВ. Связь между РУ осуществляется с помощью автотрансформаторов: I вариант (рис. 2.1)
АТДЦТН-125000/220/110 (Pх =65 кВт. Pк = 315кВт.). II вариант (рис 2.2) АТДЦТН-125000/220/110 (Pх =65 кВт. Pк = 315кВт.). Составляем таблицу подсчета капитальных затрат, учитывая основное оборудование.
Таблица 4.1.
Оборудование | стоимость единицы, тыс. руб. | варианты | |||
I вариант (рис. 2.1) | II вариант (рис. 2.2) | ||||
Колич. един. шт. | Общая стоимость тыс. руб. | Колич. един.шт. | Общая стоимость тыс. руб | ||
Генератор ТГВ-200–2Д | 593.4 | 5 | 2967 | 1 | 593.4 |
Генератор ТВФ-120–2У3 | 350 | 1 | 350 | – | – |
Генератор ТВМ-300-У3 | 900 | – | – | 3 | 2700 |
Блочный трансформатор ТДЦ-250000/220 | 316 | 5 | 1580 | – | |
Блочный трансформатор ТДЦ-250000/110 | 257 | – | – | 1 | 257 |
Блочный трансформатор ТДЦ-400000/220 | 420 | – | – | 3 | 1260 |
Блочный трансформатор ТДЦ-200000/110 | 290 | 1 | 290 | – | – |
Автотрансформатор АТДЦТН-125000/220/110 | 270 | 2 | 540 | 2 | 540 |
Ячейки ОРУ-110кВ | 30 | 2 | 60 | 2 | 60 |
Ячейки ОРУ-220кВ | 76 | 6 | 456 | 4 | 304 |
ИТОГО | 6243 | 5714,4 | |||
ИТОГО с учетом удорожания | К 26 6243 | К 26 5714,4 |
Для определения времени максимальных потерь используем годовой график. (Рис. 4.1.)
Рис. 4.1.