Разработка принципиальной схемы ТЭЦ 160 МВт и выбор электрооборудования

Министерство Образования Российской Федерации Новосибирский Государственный Технический Университет

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Разработка принципиальной схемы ТЭЦ 160МВт и выбор электрооборудования»

Вариант 8

Факультет: ФЭН

Группа: ЭН1−11

Студентка: Мастеренко М. В

Преподаватель: Ключенович В. И

Новосибирск-2004г.

1. Исходные данные

Исходные данные на курсовой проект представлены в таблице 1.

Таблица1

Дополнительные исходные данные

1. Минимальная зимняя нагрузка ТЭЦ составляет 0,8 максимальной, минимальная летняя — 0,6.

2. ТЭЦ работает по тепловому графику, развивая в зимний период номинальную мощность.

3. При работе ТЭЦ в летний период с конденсационной довыработкой при номинальной мощности генераторов можно допустить перегрузку трансформаторов связи на 30%.

4. Число часов использования максимальной нагрузки по генераторам находятся в пределах от 5 до 6 тыс. часов, по потребителям — от 3 до 5 тыс. часов.

5. Нагрузки потребителей относятся к первой и второй категориям.

6. Резервирование питания потребителей генераторного напряжения предусмотреть от проектируемой станции, а потребителей — от сети.

7. Максимальную мощность собственных нужд ТЭЦ принять равной 10%, Коэффициент мощности собственных нужд принять равным коэффициенту мощности генераторов.

8. В РУ-110−220 кВ предусматривается установка маломасляных выключателей типа ВМТ-110/220−25−1250 или ВМТ-110/220−40−2000. Если выключатели ВМТ не проходят по току отключения или номинальному току, предусматриваются элегазовые или воздушные выключатели.

9. На потребительских линиях генераторного напряжения должны быть установлены вакуумные выключатели типа ВВ-10−20−630.

2. Составление вариантов структурных схем

Варианты рассматриваемых в данном проекте структурных схем ТЭЦ представлены на рисунке1.

3. Выбор основного оборудования электрической части ТЭЦ

3.1 Выбор генераторов

Основные параметры турбогенератора (мощность и напряжение) указаны в задании. Выбираем генератор типа — ТФС — 32УЗ. Параметры генератора данного типа:

3.2 Выбор трансформаторов связи

Суммарная максимальная нагрузка подсчитывается с учетом коэффициента одновременности:

Минимальная нагрузка:

Найдем мощность, которую потребляет станция на собственные нужды. Для ТЭЦ эта величина составляет 10% от выработанной мощности:

Рассмотрим схему рисунок 1, а

1. Нормальный режим — генераторы выдают полную номинальную мощность.

2. Аварийное отключение одного из трансформаторов

3. Аварийное отключение одного из генераторов

Исходя из расчетов выбираем трансформатор связи типа ТД 25 000/110, параметры ТС Рассмотрим схему рисунок 1, а.

Избыточная мощность для схемы рисунок 1б существенно меньше полученной, из этого следует, что далее рассчитываем схему рисунок 1а, а вторую не рассматриваем.

3.3 Выбор трансформатора блока Выбор блочного трансформатора производится с учетом мощностей генераторов G5, G6, а также по напряжению.

Трансформатор блока типа ТД-80 000/110, параметры ТБ:

3.4 Выбор трансформаторов собственных нужд Мощность трансформатора собственных нужд выбирается из условия:

ТДНС-6300/10, параметры

В ГРУ на 6 кВ принято использовать не трансформаторы СН, а реакторы, поэтому выбираем реактор типа РБ 10−400−0.45УЗ

турбогенератор потребитель реактор сопротивление

4. Расчет токов КЗ Расчет токов КЗ производится для выбора (проверки) параметров электрооборудования.

Необходимо составить расчетную схему, то есть упрощенную однолинейную схемы ТЭЦ с указанием элементов и их параметров, которые влияют на ток КЗ и поэтому должны быть учтены при выполнении расчетов. Затем по расчетной схеме составляется электрическая схема замещения.

Расчетная схема представлена на рисунке 2, а схема замещения на рисунке 3а.

4.1 Расчет параметров схемы замещения Расчет ведется в относительных базисных единицах. За базисную мощность принимаем мощность генератора:

Сопротивления генераторов ЭДС генераторов, работающих на сборных шинах, равны 1.

ЭДС генераторов блока Сопротивления трансформаторов Сопротивление линии Сопротивление системы Сопротивления секционных реакторов

Упростим схему замещения (см рисунок 3 б), рассчитаем сопротивления:

Рассчитаем ЭДС схемы рисунок 3б Эквивалентируем две параллельные ветви (см рисунок 3в) Упрощаем схему замещения (см рисунок 3г)

4.2 Расчет токов КЗ в точке К1 (см рисунок 3)

Ток от системы:

Ток от генераторов:

4.3 Расчет токов КЗ в точке К2 (см рисунок 4)

Ток от системы Ток от генераторов

4.4 Расчет токов КЗ в точке К3 (см рисунок 5)

Ток от системы Ток от генератора G3

4.5 Расчет тока КЗ в точке К4 и выбор ЛР (см рисунок 6)

Сдвоенный линейный реактор выбирается по условиям таблицы 3

Таблица 3

Ток КЗ в точке 4 (за реактором) определяется из выражения:

Для проверки реактора на электродинамическую стойкость, необходимо рассчитать ударный ток при трехфазном КЗ за реактором где ударный коэффициент принимается равным 1,956.

Реактор также необходимо проверить на термическую стойкость, допустимое время термической стойкости. Ток термической стойкости определяется по следующему выражению:

Расчетный тепловой импульс тока при КЗ за реактором:

4.6 Расчет ударных токов КЗ Расчет ударных токов сводится к нахождению ударного коэффициента, его среднее значение можно взять из таблицы 4:

Таблица 4

КЗ в точке 1

КЗ в точке 2

КЗ в точке

Ударный ток для КЗ в точке К4 рассчитан в пункте 4.5.

4.7 Расчет однофазного КЗ (см рисунок 7)

Ток однофазного КЗ определяется из выражения (см схему д)):

Сопротивление обратной последовательности равно результирующему сопротивлению при трехфазном КЗ:

Рассчитаем сопротивление нулевой последовательности (см схемы а-в):

Сопротивления для схемы замещения рисунок 7д рассчитываются следующим образом где

Ток однофазного КЗ:

Величина тока однофазного КЗ превышает величину тока трехфазного КЗ, значит, в дальнейшем расчет будет вестись, опираясь на большее значение, т. е на

4.8 Расчет периодической и апериодической составляющей тока к моменту

— момент расхождения контактов выключателя, определяется, как

Номинальный ток генератора Намечаем выключатели на генераторном напряжении.

ТОЧКА К2 и К3

МГГ-10−63/5000

— собственное время выключателя.

Для определения периодической составляющей тока от генератора к моменту воспользуемся кривыми на рисунке 8.

Определим кратность (для К2):

Определим кратность (для К3):

Периодическая составляющая тока от генераторов к моменту :

Намечаем выключатель на высокое напряжение. Рекомендуется принимать элегазовые выключатели, поскольку масляные сняты с производства.

Принимаем ВГТ-110 II-40/2500YI

Намечаем выключатель за линейным реактором ВВ-10−20/630

Определим апериодическую составляющую токов КЗ:

ДЛЯ ТОЧКИ К1

ДЛЯ ТОЧКИ К2

ДЛЯ ТОЧКИ К3

ДЛЯ ТОЧКИ К4

Результаты расчета токов КЗ сведем в итоговую таблицу 5

Таблица 5

1. Выбор аппаратов Окончательный выбор и проверка выключателей, намеченных в пункте 4.8 сводится в таблицы6,7:

Таблица 6

ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВГТ-110 II-40/2500YI

Проверяем по расчетным данным таблицы 5 для точки К3

Таблица 7 ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ МГГ-10−63/5000

Проверяем по расчетным данным таблицы 5 для точки К2

Таблица 8 ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ МГГ-10−63/5000

Таблица 9 ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВВ-10−20/630

Список используемой литературы

1. Ключенович В. И. Разработка принципиальной схемы ТЭС и выбор электрооборудования. Методические указания к курсовому проектированию по «Производству электроэнергии» для студентов IV курса ФЭН. № 1982.

2. Выключатели переменного тока высокого напряжения. Рекомендации по выбору и справочные данные/ Сост. В. И. Ключенович. — Новосибирск: НГТУ, 2000. № 2036.

3. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. Под ред. С. С. Рокотяна, И. М. Шапиро. — М.: Энергоатомиздат, 1985.

4. Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебное пособие для техникумов. — М.: Энергия, 1987. — 600с., ил.

5. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования.- М.: Энергоатомиздат, 1989. 608с.