Компоновка и расчет главной электрической схемы ТЭЦ

Омский Государственный  Технический Университет

Кафедра ЭсПП

 

 

 

 

 

 

 

Домашнее задание

«Электрическая часть  станций и подстанций»

«Компоновка и расчет главной  электрической схемы ТЭЦ»

 

Вариант 67

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: ст. гр. Э-311

Соловьева А.А.

Проверил:

Христич Д.Е.

 

 

 

 

 

Омск 2013

1. Исходные данные.

Мощность станции: P_ТЭЦ = 200 МВт;

Вид топлива: Газ;

Собственные нужды ТЭЦ = 10%;

Схема подключения электростанции к энергосистеме: Рис. 1.1;

Суточный график работы генераторов: Рис. 1.2;

 

 

Рисунок 1.1. – Схема подключения  электростанции к энергосистеме.

 

 

Рисунок 1.2. – Суточный график работы генераторов.

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.1 - Суточный график работы генераторов.

Час	Рген,%	Час	Рген,%
0	93	12	100
1	93	13	100
2	93	14	100
3	93	15	100
4	93	16	100
5	93	17	100
6	93	18	93
7	93	19	93
8	93	20	93
9	100	21	93
10	100	22	93
11	100	23	93

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.2. – Параметры первого потребителя.

Вид промышленности	Напряжение U1, кВ	Максимум активной мощности, P1MAX,%, %	График нагрузки
Тяжелое машиностроение	10	58	Рис. 6

Таблица 1.3. – Параметры второго потребителя.

Вид промышленности	Напряжение U2, кВ	Максимум активной мощности, P2MAX,%, %	График нагрузки
Автозаводы	110	18	Рис.8

 

Таблица 1.4. – Параметры энергосистем.

Мощность первой энергосистемы  C1, МВА.	Относительное сопротивление  XC1, о.е.	Длина ЛЭП L1, км.	Мощность второй энергосистемы  C2, МВА.	Относительное сопротивлениеXC2,о.е.	Длина ЛЭП L2, км.
4000	0,83	58	2500	0,83	44

 

Рисунок 1.3. – График нагрузки первого потребителя.

 

Рисунок 1.4. – График нагрузки второго потребителя.

Таблица 1.5 - Суточные графики потребления мощности отраслями промышленности

t, ч	S1		S2		t, ч	S1		S2
	%	МВА	%	МВА		%	МВА	%	МВА
0	75	105	73	31.39	12	100	140	80	34.4
1	75	105	60	25.8	13	83	116.2	90	38.7
2	70	98	48	20.64	14	100	140	95	40.85
3	78	109	48	20.64	15	100	140	89	38.27
4	83	116.2	40	17.2	16	93	130.2	62	26.66
5	80	112	49	21.07	17	83	116.2	72	30.96
6	83	116,2	42	18.06	18	95	133	78	33.54
7	85	119	80	34.4	19	97	135.8	78	33.54
8	80	112	90	38.7	20	75	105	73	31.39
9	78	109	97	41.71	21	99	138.6	75	32.25
10	93	130.2	82	35.26	22	90	126	82	35.26
11	90	126	78	33.54	23	82	114.8	75	32.25

Примечание: S1 тяжелое машиностроение и S2 – автозаводы.

 

 

 

 

2. Компоновка структурной  схемы.

Компоновку главной схемы  электростанции удобно начинать с разработки

структурной схемы, которая  определяет основные энергетические потоки. Характерной чертой ТЭЦ является выдача части мощности на генераторном напряжении и доля этой мощности во многом определяет архитектуру главной  схемы.

Компоновка структурной  схемы ТЭЦ начинается с выбора числа генераторов и их мощностей  и заключается в правильном распределении  генераторов по РУ. Согласно техническому заданию станция должна отдавать мощность на двух напряжениях 10 кВ и 220 кВ, в результате чего в главной схеме должны быть предусмотрены два распределительных устройства – ГРУ и ОРУ. Нагрузка P1 будет запитана от ГРУ, а нагрузка P2 – от ОРУ.

Для сравнения и экономического расчета спроектируем две разных схемы.

Схема 1.

Вычислим максимальные активные мощности для нагрузок:

 116 МВт;

 84 МВт;

Мощность для нагрузки P1 наберем из двух генераторов ТВФ-63-2У3. Мощность для нагрузки P2 наберем из одного генератора ТВФ-63-2У3 и одного генератора ТВС-32У3. Представим их технические характеристики в виде таблицы (Табл. 2.1):

Таблица 2.1. – Технические  характеристики турбогенераторов.

Тип турбогенератора	Номинальная полная мощность	Номинальная активная мощность	Номинальное напряжение , кВ
ТВС-32У3	40	32	10,5	0,8
ТВФ-63-2У3	78,75	63	10,5	0,8

 

Вычислим мощности, выдаваемые генераторами на РУ:

126 МВт;

МВт;

Вычислим проектную мощность:

221 МВт;

Вычислим отклонение от установленной  мощности:

10,5 %

Поскольку отклонение от установленной  мощности получилось меньше допустимого  отклонения в 5%, то спроектированная схема  подходит для строительства. Структурная схема проектируемой электроустановки изображена на рис. 2.1.

 

Рисунок 2.1. – Структурная  схема проектируемой электроустановки для схемы 1.

Схема 2.

Вычислим максимальные активные мощности для нагрузок:

116 МВт;

84 МВт;

Мощность для нагрузки P1 наберем из четырех генераторов ТВС-32У3. Мощность для нагрузки P2 наберем из двух генераторов Т-12-2У3 и одного генератора ТВФ-63-2У3 . Представим их технические характеристики в виде таблицы (Табл. 2.2):

Таблица 2.2. – Технические  характеристики турбогенераторов.

Тип турбогенератора	Номинальная полная мощность	Номинальная активная мощность	Номинальное напряжение , кВ
ТВС-32У3	40	32	10,5	0,8
Т-12-2У3	15	12	10,5	0,8

 

Вычислим мощности, выдаваемые генераторами на РУ:

128 МВт;

63+12+12=87 МВт;

Вычислим проектную мощность:

215 МВт;

Вычислим отклонение от установленной  мощности:

7,5 %

Поскольку отклонение от установленной  мощности получилось меньше допустимого  отклонения в 5%, то спроектированная схема  подходит для строительства. Структурная  схема проектируемой электроустановки изображена на рис. 2.2.

 

Рисунок 2.2. – Структурная схема проектируемой электроустановки для схемы 2.

 

 

 

3. Таблицы мощностей.

Целью данных расчетов является определение перетоков мощности через трансформаторы связи и обменной мощности станции с энергосистемой. Мощность перетока необходима для выбора трансформаторов связи, а обменная мощность позволяет определить необходимое число линий связи станции с энергосистемой и с потребителем.

Поскольку расчет ведется  для двух схем сразу, то расчет будем  вести для каждой схемы в отдельности.

Помимо этого будем  вести рассмотрения трех режимов: нормальный режим и ремонт генератора на ГРУ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема 1.

Пример для t=0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.1. – Нормальный режим работы станции для схемы 1.

 

 

 

 

 

Таблица 3.2. – Ремонт генератора на ГРУ для схемы 1.

t, ч	SгруГ	SгруСН	SгруГ-SгруСн	S1	Sпереток	SблокГ	SблокСн	SблокГ-SблокСН	S2	Sобмен
0	74,81	7,88	66,94	102,35	-35,42	110,44	11,88	98,56	30,92	32,23
1	74,81	7,88	66,94	102,35	-35,42	110,44	11,88	98,56	25,41	37,74
2	74,81	7,88	66,94	95,53	-28,59	110,44	11,88	98,56	20,33	49,64
3	74,81	7,88	66,94	106,45	-39,51	110,44	11,88	98,56	20,33	38,72
4	74,81	7,88	66,94	113,27	-46,33	110,44	11,88	98,56	16,94	35,29
5	74,81	7,88	66,94	109,18	-42,24	110,44	11,88	98,56	20,75	35,57
6	74,81	7,88	66,94	113,27	-46,33	110,44	11,88	98,56	17,79	34,44
7	74,81	7,88	66,94	116,00	-49,06	110,44	11,88	98,56	33,88	15,62
8	78,75	7,88	70,88	109,18	-38,30	118,75	11,88	106,88	38,12	30,46
9	78,75	7,88	70,88	106,45	-35,57	118,75	11,88	106,88	41,08	30,22
10	78,75	7,88	70,88	126,92	-56,04	118,75	11,88	106,88	34,73	16,10
11	78,75	7,88	70,88	122,82	-51,95	118,75	11,88	106,88	33,04	21,89
12	78,75	7,88	70,88	136,47	-65,60	118,75	11,88	106,88	33,88	7,40
13	78,75	7,88	70,88	113,27	-42,40	118,75	11,88	106,88	38,12	26,36
14	78,75	7,88	70,88	136,47	-65,60	118,75	11,88	106,88	40,24	1,04
15	78,75	7,88	70,88	136,47	-65,60	118,75	11,88	106,88	37,69	3,59
16	78,75	7,88	70,88	126,92	-56,04	118,75	11,88	106,88	26,26	24,57
17	78,75	7,88	70,88	113,27	-42,40	118,75	11,88	106,88	30,49	33,99
18	73,24	7,88	65,36	129,65	-64,28	118,75	11,88	106,88	33,04	9,56
19	73,24	7,88	65,36	132,38	-67,01	118,75	11,88	106,88	33,04	6,83
20	73,24	7,88	65,36	102,35	-36,99	110,44	11,88	98,56	30,92	30,65
21	73,24	7,88	65,36	135,11	-69,74	110,44	11,88	98,56	31,76	-2,95
22	73,24	7,88	65,36	122,82	-57,46	110,44	11,88	98,56	34,73	6,37
23	73,24	7,88	65,36	111,91	-46,54	110,44	11,88	98,56	31,76	20,25

 

 

Таблица 3.3. – Ремонт генератора на ОРУ для схемы 1

t, ч	SгруГ	146,475	SгруГ-SгруСн	S1	Sпереток	SблокГ	SблокСн	SблокГ-SблокСН	S2	Sобмен
0	146,48	15,75	130,73	102,35	28,37	37,20	4,00	33,20	30,92	30,65
1	146,48	15,75	130,73	102,35	28,37	37,20	4,00	33,20	25,41	36,16
2	146,48	15,75	130,73	95,53	35,20	37,20	4,00	33,20	20,33	48,07
3	146,48	15,75	130,73	106,45	24,28	37,20	4,00	33,20	20,33	37,15
4	146,48	15,75	130,73	113,27	17,45	37,20	4,00	33,20	16,94	33,71
5	146,48	15,75	130,73	109,18	21,55	37,20	4,00	33,20	20,75	34,00
6	146,48	15,75	130,73	113,27	17,45	37,20	4,00	33,20	17,79	32,87
7	146,48	15,75	130,73	116,00	14,73	37,20	4,00	33,20	33,88	14,04
8	146,48	15,75	130,73	109,18	21,55	37,20	4,00	33,20	38,12	16,63
9	157,50	15,75	141,75	106,45	35,30	40,00	4,00	36,00	41,08	30,22
10	157,50	15,75	141,75	126,92	14,83	40,00	4,00	36,00	34,73	16,10
11	157,50	15,75	141,75	122,82	18,93	40,00	4,00	36,00	33,04	21,89
12	157,50	15,75	141,75	136,47	5,28	40,00	4,00	36,00	33,88	7,40
13	157,50	15,75	141,75	113,27	28,48	40,00	4,00	36,00	38,12	26,36
14	157,50	15,75	141,75	136,47	5,28	40,00	4,00	36,00	40,24	1,04
15	157,50	15,75	141,75	136,47	5,28	40,00	4,00	36,00	37,69	3,59
16	157,50	15,75	141,75	126,92	14,83	40,00	4,00	36,00	26,26	24,57
17	157,50	15,75	141,75	113,27	28,48	40,00	4,00	36,00	30,49	33,99
18	146,48	15,75	130,73	129,65	1,08	37,20	4,00	33,20	33,04	1,24
19	146,48	15,75	130,73	132,38	-1,65	37,20	4,00	33,20	33,04	-1,49
20	146,48	15,75	130,73	102,35	28,37	37,20	4,00	33,20	30,92	30,65
21	146,48	15,75	130,73	135,11	-4,38	37,20	4,00	33,20	31,76	-2,95
22	146,48	15,75	130,73	122,82	7,90	37,20	4,00	33,20	34,73	6,37
23	146,48	15,75	130,73	111,91	18,82	37,20	4,00	33,20	31,76	20,25