Курсовая работа 1 страница. Библиографический список

ВЫБОР ДВУХ ВАРИАНТОВ СХЕМ НА ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

ВЫБОР ГЕНЕРАТОРА

Библиографический список

1. Положение о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации от 28.04.2001 г./ МПС РФ. М.:Транспорт,2001.27 с.

2. Технические условия на работы по ремонту пути и планово-предупредительной выправки пути / ЦПТ- 53 от 30.09.2003 г. / ОАО «РЖД». М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. 182 с.

3. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации / ЦРБ-786; Утв. 26.05.2000 г. М.: Транспорт, 2000. 192 с.

4. Инструкция по снегоборьбе на железных дорогах Российской Федерации / ЦП-751. М.: Транспорт, 2000.

На современных электростанциях для выработки электрической энергии применяются синхронные генераторы трех фазного переменного тока. В курсовом проекте генераторы выбираются по заданной мощности.

Таблица 1 [7 ] с 610

Тип турбогенератора

МВт

МВА

Cosᵠ

кв

КПД %

X’’d

Сисема возбуждения

Охлаждение

Обмотки статора

Обмотки ротора

Стали статора

Т3В-800-2

888,9

0,9

98,93

0,272

22,65

ТН

НВд

НВд

Вд

Система возбуждения генератора – независимая тиристорная.

Охлаждение обмотки статора – непосредственно водой.

Охлаждение обмотки ротора – непосредственно водой.

Охлаждение стали статора- водяное охлаждение.

Схема тиристорного возбуждения генератора.

T

LE

LG

G

VS1

VS2

GE

Рис. 1.

Принимается схема тиристорного возбуждения (ТН). На одном валу с генератором располагаются синхронный компенсатор GE, который имеет на статоре трех фазную обмотку с отпайками. В схеме имеется две группы тиристоров: рабочая VS1 и фазировочная VS2. На стороне переменного тока параллельно. Возбуждение генератора в нормальном режиме обеспечивает VS1 которая открывается подачей на управляющий электрод соответствующего потенциала, фазировочная группа при этом почти закрыта.

В режиме форсировки возбуждение тиристоры VS2 питаются от полного напряжения вспомогательного генератора, открываются полностью и дают весь ток форсировки. Рабочая группа при этом запирается более высоким напряжением форсировочной группы. Эта система имеет наиболее быстрое по сравнению с другими системами быстродействие и позволяет получить Кф>2.

2.1 Вариант 1

C

c

н

c

н

нагрузка

8 кл

c

н

c

н

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

Т6

РУВН-500кВ

РУСН-220кВ

G

G2

G3

G4

На КЭС установлено четыре блока генератор-трансформатор 2 из них включены на шины РУ 220 КВ, 2 на шины РУ 500 КВ. Связь РУ 220 с РУ 500 кВ осуществляется двумя автотрансформаторами связи Т5-Т6.

Нагрузка питается от РУ-220кВ по 8 ВЛ. Связь с системой осуществляется по ВЛ-500кВ.

2.2 Вариант 2

C

c

н

нагрузка

8 кл

сн

Т1

Т5

Т6

РУВН-500кВ

G

КВ

Т4

G4

Т2

c

н

Т3

G3

c

н

G2

РУВН-220кВ

На КЭС установлено четыре блока генератор-трансформатор 3 из них включены на шины РУ 220 КВ, 1 на шины РУ 500 КВ. Связь РУ 220 с РУ 500 КВ осуществляется тремя автотрансформаторами связи Т5,Т6.

Нагрузка питается от РУ-220кВ по 8 ВЛ. Связь с системой осуществляется по ВЛ-500кВ.

3.ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПРОЕКТИРУЕМОЙ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

3.1. Выбор блочных трансформаторов.

Выбор блочных трансформаторов производиться по мощности генератора за вычетом мощности на собственные нужды.

(1)

где:

P_G и Q_G - активная и реактивная мощность генератора;

Р_СН и Q_CH - активная и реактивная мощность собственных нужд.

Р_G = 800 МВт (по заданию)

Принимаем: сosj = 0,9; tgj = 0,48; = 0,43.

Расход мощности на собственные нужды определяется по формуле:

; МВА (2)

где:

n% - расход на собственные нужды;

Кс – коэффициент спроса;

принимаем:

Кс = 0,9; n% = 7 [8] с12

Расход реактивной мощности генератора определяется по формуле:

Q_G = P_G · tgj; Мвар (3)

Расход активной и реактивной мощности на собственные нужды:

; МВт

; Мвар

Вариант 1.

Рассчитываем мощность на собственные нужды:

МВА

Рассчитываем реактивную мощность генератора:

Q_G = 800 · 0,43 = 344 Мвар

Рассчитываем активную и реактивную мощность на собственные нужды:

Р_СН = 36 · 0,8 = 28,8 МВт

Q_СН = 36 · 0,6 = 21,6 Мвар

Рассчитываем мощность блочных трансформаторов:

МВА

По рассчитанной мощности выбираем блочные трансформаторы:

Т1, Т2 – ТНЦ 1000000/500/24

Т3,Т4 – ТНЦ 1000000/220/24

3.2. Выбор трансформаторов связи.

Мощность трансформаторов связи выбирается по наибольшему перетоку мощности между распределительными устройствами высокого и среднего напряжения.

Определяется для 3-х режимов.

3.2.1. Переток мощности в режиме максимальной нагрузки на РУСН рассчитывается по формуле:

; МВА (4)

где:

n – число блоков на шинах РУСН;

P_G и Q_G – активная и реактивная мощности генераторов;

P_H.MAX и Q_H.MAX – активная и реактивная мощности нагрузки.

P_H.MAX = P_MAX · n · K_ОДН ; МВт (5)

где:

Р_МАХ – нагрузка одной линии в максимальном режиме;

n – число линий;

К_ОДН – коэффициент одновременности.

К_ОДН = 0,91 (по заданию)

Q_H.MAX = P_H.MAX · tgj; Мвар (6)

по формуле (5)

Р_Н.МАХ = 200 · 8 · 0,91 = 1456 МВт

по формуле (6)

Q_H.MAX = 1456 · 0,42 = 611,52 Мвар

по формуле (4)

МВА

3.2.2. Переток мощности в режиме минимальной нагрузки рассчитывается по формуле:

; МВА (7)

где:

n – число блоков на шинах РУСН;

P_G и Q_G – активная и реактивная мощности генераторов;

P_H.MIN и Q_H.MIN – активная и реактивная мощности нагрузки.

P_H.MIN = P_MIN · n · K_ОДН; МВт (8)

где:

Р_МIN – нагрузка одной линии в минимальном режиме;

n – число линий;

К_ОДН – коэффициент одновременности.

Q_H.MIN = P_H.MIN · tgj; Мвар (9)

по формуле (8)

Р_Н.МIN = 170 · 8 · 0,91 = 1237,6 МВт

по формуле (9)

Q_H.MIN=1237,6 · 0,42=519,792 МВАр

по формуле (7)

; МВА

3.2.3. Переток мощности в аварийном режиме рассчитывается по формуле:

; МВА (10)

по формуле (10)

МВА

Мощность автотрансформаторов Т5 и Т6 с учетом допустимой аварийной перегрузки:

; МВА (11)

где:

1,4 – коэффициент допустимой аварийной перегрузки трансформатора (40%)

Наибольший переток мощности в аварийном режиме:

по формуле (11)

МВА

Принимаются к установке трансформаторы типа:

Т5, Т6 – 3хАОДЦТН 267000/500/220

Вариант 2.

3.3. Выбор блочных трансформаторов.

Выбор блочных трансформаторов производится аналогично варианту 1.

Принимаем к установке блочные трансформаторы:

Т1, Т2 – ТНЦ 1000000/500/24

Т3,Т4 – ТДЦ 1000000/220/24

3.4. Выбор автотрансформаторов связи

Выбор автотрансформаторов связи производится по наибольшему перетоку между РУВН 500 кВ и РУСН 220 кВ в трех режимах.

3.4.1 Переток мощности в режиме максимальной нагрузки на РУСН рассчитывается по формуле (4)

МВА

3.4.2 Переток мощности в режиме минимальной нагрузки рассчитывается по формуле (7)

МВА

3.4.3 Переток мощности в аварийном режиме рассчитывается по формуле (10)

МВА

Мощность автотрансформаторов Т5 и Т6 с учетом допустимой аварийной перегрузки по формуле (11)

Промышленность не выпускает автотрансформаторы данной мощности. По этому берем 3 автотрансформатора связи Т5,Т6 и Т7.

C

cн

нагрузка

8 кл

c

н

Т1

Т5

Т6

РУВН-500кВ

РУСН-220кВ

G

c

н

Т

Т4

G4

Т3

c

н

Т2

G2

c

н

G3

МВА

Принимаем к установке автотрансформаторы типа:

Т5, Т6,Т7 – АОДЦТН 167000/500/220

Таблица 2 [Таблица номинальных параметров трансформаторов]

Тип трансформатора

Номинальное напряжение, кВ

Потери, кВт

Напряжение к.з.

Примечание

ВН

СН

НН

х.х.

К.З

ТНЦ-1000000/500

-

-

-

14,5

-

Вар.1-Т1,Т2

Вар.2- Т1

ТНЦ-1000000/220

-

-

-

-

11,5

-

Вар.1-Т3,Т4

Вар.2-Т2,Т3,Т4

АОДЦТН-267000/500/220

10,5; 11; 38,5

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

Вар.1-Т5,Т6

-

11,5

А0ДЦТН-167000/500/220

10,5; 11; 38,5

21,5

-

Вар.2- Т5,Т6,Т7

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ СХЕМ

ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Экономическая целесообразность схемы определяется минимальными приведёнными затратами.

; тыс. руб./год (12)

где:

К – капиталовложения на сооружение электроустановки, тыс. руб.;

Е_н – нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0,12;

И – годовые эксплуатационные издержки, тыс. руб./год;

У – ущерб от недостатка электроэнергии, тыс. руб./год.

При дипломном (курсовом) проектировании ущерб не учитывается, т.к. считается, что варианты равнонадежны.

Годовые эксплуатационные издержки определяются по формуле:

; тыс. руб./год (13)

где:

РА = 6,4 % и РО = 2 % - отчисления на амортизацию и обслуживание;

W – потери электроэнергии в трансформаторе, кВт·ч;

- 2,5 руб. стоимость 1 кВт·ч потерь электроэнергии, руб./кВт·ч.

Вариант 1.

4.1. Определяем потери электроэнергии в блочных трансформаторах Т1,Т2,Т3,Т4.

Потери электроэнергии в двухобмоточном трансформаторе определяются по формуле:

; кВт·ч (14)

где:

– потери мощности холостого хода, кВт;

– потери короткого замыкания, кВт;

– расчётная (максимальная) мощность трансформатора, МВА;

– продолжительность работы трансформатора (Т=8760 ч.);

τ – продолжительность максимальных потерь.

; ч (15)

Тмах - число часов использования максимальной нагрузки (для блочных трансформаторов принимается Тмах = 7000 ч., для трансформаторов связи Тмах=5000 ч.)

по формуле (4)

= 5948 ч

по формуле (3)

по формуле (3)

4.2. Потери электроэнергии в автотрансформаторах связи Т5 и Т6.

Потери электроэнергии в трансформаторах связи.

; кВт·ч (16)

где:

– потери короткого замыкания мощности в обмотке ВН, кВт;

– потери короткого замыкания мощности в обмотке СН, кВт.

Индексами В и С обозначены величины, относящиеся соответственно к обмоткам высокого и среднего напряжения.

; кВт (17)

; кВт (18)

где:

– коэффициент выгодности.

= (19)

по формуле (19)

=

по формуле (15)

= ч

по формуле (17)

кВт

по формуле (18)

кВт

т.к. Т5 и Т6 присоединены параллельно, то

МВА

по формуле (16)

4.4. Полные потери электроэнергии в трансформаторах.

SDW = (DW_{Т 1}+ DW_Т2 + DW_Т3 + DW_Т4 + DW_Т5 + DW_Т6) кВт · ч

SDW = (2·12388526,86 + 2· + 2· ) =58026636,74 кВт · ч

Вариант 2.

4.5. Потери в блочных трансформаторах аналогично варианту 1.

4.6. Потери электроэнергии в автотрансформаторах связи Т5,Т6 и Т7.

по формуле (17)

кВт

по формуле (18)

кВт

т.к. Т5 и Т6 присоединены параллельно, то

МВА

по формуле (16)

4.7. Полные потери электроэнергии в автотрансформаторах.

SDW = (DW_{Т 1}+ DW_Т2 + DW_Т3 + DW_Т4 + DW_Т5 + DW_Т6 + DW_Т7) кВт · ч

SDW = (12388526,86 + 3· + 3· ) =65606014,54 кВт · ч

Таблица 3 [Таблица техноэкономического сравнения двух вариантов]

Тип оборудования	Стоимость единицы тыс. руб.	Варианты
Кол-во, шт.	Общая Стоимость, тыс.руб.	Кол-во, шт.	Общая Стоимость, тыс.руб.
Блочный трансформатор ТНЦ – 1000000/500	1150·80=92000
Блочный трансформатор ТДЦ – 1000000/220	820·80=65600
Автотрансформатор связи 3хАОДЦТН – 267000/500/220	1100·80=88000
Автотрансформатор связи 3хАОДЦТН – 167000/500/220	800·80=64000
Ячейка ОРУ 500 кВ	350·80=28000
Ячейка ОРУ 220 кВ	78·80=6240
Итого: К тыс. руб.
Отчисление на амортизацию и обслуживание
Стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах	2,5 · 10^-3·58026636,74 = 145066,59	2,5 · 10^-3· 65606014,54=164015,03
Годовые эксплутационные издержки	52765,44+145066,59=197832,03	52940,16 +164015,03= 216955,19
Приведенные затраты	0,12 · 628160 + 197832,03= 273211,23	0,12 · 630240 + 216955,19= 292583,99

Р_а – отчисления на амортизацию (равны 6,4%)

Р_о – отчисления на обслуживание (равны 2%)

b - цена одного кВт·ч (равна 2,5 руб.)

На основании технико-экономического сравнения вариантов, первый вариант более экономичен и в дальнейших расчётах принимаем этот вариант.

5. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ УПРОЩЕННЫХ СХЕМ РУ РАЗНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ.

5.1. Определяем число воздушных линий на напряжение 500кВ

Число линий связи с системой выбирается по максимальной мощности отдаваемой в систему и мощности одной линии.

; МВт (20)

где:

- активная мощность генераторов;

Дата добавления: 2015-08-31