Проект электрической части КЭС – 880 МВт

ИРКУТСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

 

                                                                              УТВЕРЖДАЮ

                                                                               Председатель ЦК

                                                                                 

                                                                «___» ____________200  г.

 

 

 

Д И П Л О М  Н Ы Й   П Р О Е К  Т

 

Проект электрической части  КЭС – 880 МВт

(название)

 

 

Лист утверждения

ДП.047.140206.2010.ЛУ

(обозначение)

 

 

    Руководил                                                Разработал студент

                   Т,В,Нестерова                                                 Канузелев А,А,

  (подпись)   (И.О. Фамилия)                              (подпись)    (И.О. Фамилия)

«__» ____________ 2010 г.                      «__» _____________ 2010 г.

 

    Рецензент                                               Нормоконтроль

__________________________                                         Р.И.Сухтерева                          (подпись)   (И.О. Фамилия)                             (подпись)     (И.О. Фамилия)

«__» ____________ 2010г.                      «__» _____________ 2010 г.

 

      Консультант

  ________________________                     

  (подпись)   (И.О. Фамилия)                                      

«__» ____________ 2010 г. 

 

 

 

 

 

ИРКУТСК  2010

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

      Конденсационная  электрическая станция – это комплекс сооружений и оборудования, посредством которых химическая энергия сжигаемого топлива преобразуется в котле в энергию водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат. Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электрическую энергию. Топливом для электростанции служат уголь, торф, горючие сланцы, а также газ и мазут. В энергетике на долю КЭС приходится до 60% выработки электроэнергии.

          Основными особенностями КЭС  являются: удаленность от потребителей  электроэнергии, что определяет в основном выдачу мощности на высоких и сверхвысоких напряжениях, и блочный принцип построения электростанций. Мощность современных КЭС обычно такова, что каждая из них может обеспечить электроэнергией крупный район страны.

      Энергоблок  КЭС представляет собой как бы отдельную электростанцию со своим основным и вспомогательным оборудованием и центром управления - блочным щитом. Связей между соседними энергоблоками по техническим линиям обычно не предусматривается. Построение КЭС по блочному принципу даёт определённые технико-экономические преимущества, которые заключаются в следующем:

  -облегчает применение  пары высоких и сверхвысоких  параметров вследствие более  простой схемы паропроводов, что  особенно важно для освоения  агрегатов большой мощности;

  -упрощается и становится  более четкой технологическая  схема электростанции, вследствие  чего увеличивается надежность  работы и облегчается эксплуатация;

  -сокращается объем  строительных и монтажных работ;

  -уменьшается, а  в отдельных случаях может  вообще отсутствовать резервное тепломеханическое оборудование;

  -уменьшаются капитальные  затраты на сооружение электростанций;

       Технологическая схема КЭС состоит из нескольких систем: топливоподачи; топливоприготовления; основного пароводяного контура вместе с парогенератором и турбиной; циркуляционного водоснабжения; водоподготовки; золоулавливания и золоудаления и, наконец, электрической части станции. Механизмы и установки, обеспечивающие нормальное функционирование всех этих элементов, входят в так называемую систему собственных нужд станции.

      Наибольшие  энергетические потери на КЭС  имеют место в основном пароводяном  контуре, а именно в конденсаторе, где отработавший пар, содержащий  еще большое количество тепла,  затраченного при парообразовании, отдает его циркуляционной воде. Тепло с циркуляционной водой уносится в водоемы, т.е. теряется. Эти потери в основном определяют КПД электростанции, составляющие даже для самых современных КЭС не более 40-42%.

     Электроэнергия, вырабатываемая электростанцией, выдается на напряжении 110-750 кВ и лишь часть ее отбирается на собственные нужды через трансформатор собственных нужд, подключенный к выводам генератор.        

Генераторы и повышающие трансформаторы соединяют в энергоблоки  и подключают к распределительному устройству высокого напряжения, которые обычно выполняются открытым (ОРУ). Варианты расположения основных сооружений могут быть различными.

      Современные  КЭС оснащаются в основном  энергоблоками 200-800 МВт. Применение  крупных агрегатов позволяет обеспечить быстрое наращивание мощностей электростанции, приемлемые себестоимость электроэнергии и стоимость установленного киловатта мощности станции. Наиболее крупные КЭС в настоящее время имеют мощность до 4 млн кВт. Сооружаются электростанции мощностью 4-6,4 млн кВт с энергоблоками 500 и 800 МВт. Предельная мощность КЭС определяется условиями водоснабжения и влиянием выбросов станций на окружающую среду.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Выбор генераторов

 

Генераторы служат для  преобразования механической энергии, в электрическую. Согласно заданию на КЭС установлено 8 генераторов, мощностью по 110 МВт выбираем турбогенератор типа ТЗВ– 110 –2У3 [3]

 

Таблица 1 - Параметры гидрогенератора

 

Тип турбогенератора	Мощность		U статора кВ	f вращения Об/мин	X“d Отн.ед.
	S МВА	Р МВт
ТЗВ-110-2У3	137,5	110	15.75	3000	0,192

 

Примечание:  ТЗВ – турбогенератор с непосредственным водяным охлаждением обмоток ротора, с косвенным водяным охлаждением активной стали сердечника статора и заполнением внутреннего пространства генератора воздухом при давлении, близком к атмосферному.

2 – количество полюсов.

У – умеренный климат.

3 – в закрытом помещении.

 

2 Выбор схемы электрических  соединений станций

 

Главная схема электрических  соединений электростанции – это совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.

 

Схема электрических  соединений – это полная схема, на которой выполнены схемы всех распределительных устройств, приведены и указаны все виды оборудования, а так же выполнены надписи типов оборудования, указывается все основное оборудование выключатели, разъединители, трансформаторы тока и напряжения, заземляющие ножи, ОПН, предохранители. Приведены полные схемы ОРУ и ЗРУ, а также указаны типы основного оборудования, все коммутационные аппараты  в этой схеме указаны в отключенном состоянии.

 

2.1 Структурная схема  1 варианта

 

Структурной схемой называют однолинейную схему, на которой указываются генераторы, трансформаторы, распределительные устройства (шины), а также связи между ними. Она необходима для расчета баланса мощности, для выбора числа и мощности трансформаторов, а также для дальнейшей разработки схемы электрических соединений.

 

 

Изображаем структурную  схему 1 варианта

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 - Структурная схема для 1 варианта

 

Произведём баланс мощности для 1 варианта

Найдём мощность собственных нужд для одного генератора:

S_сн=  Р_номG* К_С *(%_сн/100%)

где Р_номG – номинальная мощность генератора МВт

%_сн   - нагрузка собственных нужд, %

К_С – коэффициент спроса установки собственных нужд.

S_сн= 110*0,9*(8/100) = 7,9МВА

 

  Полная нагрузочная мощность равна:

S _нагр = Р_нагр/cos   

 S _нагр = 400/0,9 = 444,4 МВА

 Где P_нагр – суммарная активная нагрузка на среднем напряжении

Cosφ =0,9

 

Находим мощность, проходящую через  блочный трансформатор:

 S_бл.тр =  S_номG - S_сн

S_бл.тр = 137,5 – 7,9 = 129,6 МВА

Где S_номG – номинальная мощность генератора из таблицы 1

 

Находим мощность, проходящую через автотрансформатор связи  в нормальном режиме:

S_нр  = n* S_бл.тр - S _нагр

S_нр  = 4*129,6 – 444,4 = 74 МВА

 

Находим мощность, проходящую через автотрансформатор связи  в ремонтном режиме:

S_р.р  = (n-1)* S_бл.тр - S _нагр   

 S_р.р = (4-1)*129,6– 444,4= - 55, 6 МВА

 

2.2 Структурная схема  2 варианта

 

Изображаем структурную  схему 2 варианта на рисунке 2

 

 

 

 

 

Рисунок 2 - Структурная схема для 2 варианта

 

Мощность Sс.н. на всех напряжениях остаётся без изменения [см.п.2.1]

S_Σнагр – остаётся также неизменной [см.п.2.1]

Находим мощность, проходящую через автотрансформатор связи в нормальном режиме:

S_нр  = n* S_бл.тр - S _нагр

S_нр  = 3*129,6 – 444,4 = -55, 6 МВА

 

Находим мощность, проходящую через автотрансформатор связи  в ремонтном режиме:

S_р.р  = (n-1)* S_бл.тр - S _нагр     

S_р.р  = (3-1)*129,6 – 444,4 = -185,2 МВА

 

 

2.3 Выбор трансформаторов

 

Трансформатор - предназначен для трансформации напряжения проходящей мощности и преобразования электроэнергии переменного тока с одного напряжения на другое.

 

На KЭС установлено 2 автотрансформатора связи и 8 блочных трансформатора. Их параметры указаны в таблице 2.

Выбор силовых трансформаторов  производится по номинальной мощности. Выбор автотрансформаторов выполняется по максимальному перетоку мощности между распределительными устройствами высшего и среднего напряжения, который определяется по наиболее тяжёлому режиму:

 

S_т  >  S_бл.тр      S_т  >129,6МВА

U_т.нн  > U_G      U_т.нн  > 10,5  кВ

 

Выбираем трансформатор типа АТДЦТН 200000/220/110[3]. Данные сводим в таблицу 2

S_АТ > S_max.раб/k_ав(n-1)          k_ав=1,4

S_АТ1 > 74,2/1,4 = 53МВА

S_АТ2 > 185,2/(1,4*2) = 66,14 МВт

- максимальная мощность обмотки,  МВА

- коэффициент аварийности

n- число параллельно работающих автотрансформатор

 

Таблица 2 -  Параметры  автотрансформаторов

Тип автотранс-форматора	Sном МВА		Наибольший доп. ток  в общей обмотке, А	Uном, кВ			Потери, кВт				Uк.з., %			Iк.з. %
				ВН	СН	НН	хх	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
	АТ	Обмотка НН
АТДЦТН-63000/ 220/110	63	32	115	230	121	11	37	200	160	140	11	35	22	0,45
АТДЦТН-125000/ 220/110	125	63	365	230	121	11	65	315	280	275	11	45	28	0,4