Проект электрической части КЭС – 880 МВт

 

Примечание: АТДЦТН – Автотрансформатор трёхфазный с дутьём, принудительной циркуляцией масла с регулированием под напряжением. 63000 и 125000 – мощность трансформатора, 220 и 110 – напряжение.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3 - Параметры трансформаторов

Тип трансформатора	Номинальное U		Потери. кВт		UКЗ, %	IХХ, %
ТДЦ- 200000/220	ВН	НН	ХХ	КЗ
	242	15.75	130	660	11	0.4

 

 

 

Тип трансформатора	Номинальное U		Потери. кВт		UКЗ, %	IХХ, %
ТДЦ-200000/110	ВН	НН	ХХ	КЗ
	121	15,75	170	550	10.5	0.5

 

Примечание: ТДЦ – трёхфазный двухобмоточный силовой трансформатор с дутьём и принудительной циркуляцией масла мощностью 200000 – мощность трансформатора, MВА; 110 и 220 – напряжение, кВ.

 

2.4 Электрическая схема  первого варианта

 

Описание схемы: На KЭС установлено 8 турбогенераторов, 4 из них установлены в блоке с двух обмоточными трансформаторами на шинах напряжением 110 кВ, остальные 4 в блоке с двух обмоточными трансформаторами на шинах напряжением 220 кВ, где есть связь с системой по шести воздушным линиям.

Связь между распределительными устройствами Uвн, Uсн, осуществляется двумя автотрансформаторами связи.

Согласно НТП приняты  следующие схемы

Распределительное устройство на напряжении 220 кВ выполнено по схеме  «Две рабочие с обходной системы шин», и 110 кВ выполнено по схеме «Две рабочие с обходной системы шин». Схема надежна, так как при коротком замыкании на шинах отключается шиносоединительный выключатель и только половина присоединений. Если повреждение на шинах устойчивое, то отключившееся присоединения переводят на исправную систему шин. Перерыв электроснабжения половины присоединений определяется длительностью переключений. QA – предназначен для параллельной работы сборных шин, перехода с одной системы сборных на другую. QO – предназначен для замены выключателя любого из присоединений, для вывода его в ремон.

 

 

 

 

 

 

Схема электрических  соединений первого варианта рисунок 3.

 

 

 

 

 

Рисунок 3-Электрическая  схема первого варианта.

 

2.5 Электрическая схема  второго варианта

 

Описание схемы: На KЭС установлено 8 гидрогенераторов, 3 из них установлен в блоке с двух обмоточными трансформаторами на шинах напряжением 110кВ, остальные 5 в блоке с двух обмоточными трансформаторами на шинах напряжением 220 кВ, где есть связь с системой по шести воздушным линиям.

Связь между распределительными устройствами Uвн, Uсн, осуществляется двумя автотрансформаторами связи.

Согласно НТП приняты  следующие схемы:

Распределительное устройство на напряжении 220 кВ выполнено по схеме  «Две рабочие с обходной » и 110 кВ выполнено по схеме «Две рабочие  с обходной системы шин». Схема  надежна, так как при коротком замыкании на шинах отключается шиносоединительный выключатель и только половина присоединений. Если повреждение на шинах устойчивое, то отключившееся присоединения переводят на исправную систему шин. Перерыв электроснабжения половины присоединений определяется длительностью переключений. QA – предназначен для параллельной работы сборных шин, перехода с одной системы сборных на другую. QO – предназначен для замены выключателя любого из присоединений, для вывода его в ремонт

 

 

 

 

 

 

Схема электрических соединений второго варианта рисунок 4.

 

 

 

 

Рисунок 4 –Электрическая схема второго варианта

 

2.6 Схема собственных  нужд

 

Собственные нужды (с.н.) – это комплекс, в который входят все механизмы вместе с их приводными двигателями, источниками питания внутристанционными электросетями и в РУ, а так же установками освещения, отопления и оперативным током. Принимаем  две ступени  собственных нужд 6 кВ и 0,4 кВ

 

1. Определяем мощность собственных нужд станции

U=6кВ

 МВА

 

P_CH=8%

К_С=0.9

Р_УСТ=110 МВт

 

 МВА

 

2. Число ТСН=8

ПРТСН=3

 

Выбираем трансформатор  собственных нужд, типа  ТДНС -16000 [3]

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 – Номинальные  параметры трансформатора собственных  нужд

Тип трансформатора	Номинальное U		Потери, кВт		UКЗ, %	IХХ, %
ТДНС-10000/ 35	ВН	НН	ХХ	КЗ
	10,5	6,3	12	60	8	0,75
ТМС-1000/10	10,5	0,4	2,2	12,2	8	1,4

 

ТДНС – трансформатор  с дутьем регулированием напряжение под нагрузкой, для собственных  нужд

 

ТМС – трансформатор масленый для собственных нужд

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5-Схема собственных  нужд

 

3 Технико-экономическое  сравнение вариантов

 

Для выбора более экономического варианта, провожу расчет потерь электроэнергии в трансформаторах и расчет технико-экономических показателей.

Варианты схем станций и подстанций выбираются на основании общих соображений согласно НТП.

Рассчитывают два варианта, окончательно останавливаются на наиболее целесообразном варианте, который имеет лучшие экономические показатели.

Существует несколько способов экономической оценки схем.

В методических указаниях рассматривается метод, основанный на сравнении расчетных приведенных затрат предложенных вариантов главных схем электрических соединений станций и подстанций.

Последовательность расчета следующая: определяются капитальные вложения, годовые эксплуатационные издержки и, затем, расчетные приведенные затраты.

Данные вводим в таблицу 5.

 

3.1 Расчёт потерь электрической  энергии в трансформаторах

 

Потери электроэнергии в двухобмоточных трансформаторах определяются по формуле:

Где:

 ∆Pх.х – потери мощности холостого хода трансформатора, кВт

T – число часов работы трансформатора в году, обычно принимают T = 8760

 ∆Pк.з – потери мощности к.з. кВт

Smax – расчетная (максимальная) нагрузка

Sном – номинальная мощность одного трансформатора

τ – число часов наибольших потерь определяется по кривым

 

W = n*P_xx*T+1/n*P_кз*(S_max/S_ном)²*t

 

1.ТДЦ-200000/110

W =110*8760+550*(129,6/200)²*4500=2,06*10⁶    КВт * ч   

2. ТДЦ-200000/220              

W=150*8760+660*(129,6/200)²*4500=2,03*10⁶ КВт * ч

3. АТДЦТН-63000/220/110

W=2*37*8760+1/2*200*(53/63)²*4500=0,76*10⁶   КВт * ч

4.АТДЦН-250000/220/110

W=3*65*8760+1/3*315*(185,2/125)²*4500=1,99*10⁶   КВт * ч

 

3.2 Расчёт технико –  экономических показателей.

W₁ =4*W₂₂₀+2*W_AT+4*W₁₁₀

W₁ = 4*2,03+2*0,76+4*2,06=17,88*10⁶ КВт * ч

W₂ =5*W₂₂₀+3*W_AT+3*W₁₁₀

W₂ = 5*2,03+3*1,99+3*2,06=22,3*10⁶ КВт * ч

 

3.2 Расчет технико-экономических показателей

 

Таблица 5 – Технико-экономическое  сравнение вариантов

Тип оборудования	Стоимость единицы. у.е.	В а р и а н  т ы
		1 вариант		2 вариант
		Количество	Общая  стоимость	Количество	Общая стоимость
АТДЦТН-125000/220/110	270	-	-	3	803
АТДЦН- 63000/220/110	183	2	366	-	-
ТДЦ-200000/220	290	4	1160	5	1450
ТДЦ-200000/110	210	4	840	3	630
Ячейка выключателей UВН	124	18	2232	19	2356
Ячейка выключателей UСН	46	20	920	19	874
Итого капитальные затраты			5518		6120
Капитальные вложения К*32,55			179610,9		199206
Отчисления на амортизацию  и обслуживание			15087,32		16733,3
Стоимость потерь электрической  энергии			35,76		44,6
Годовые эксплуатационные издержки.			15123,1		16777,9
Расчетные затраты			36676,37		40682,62

Вывод: Оптимальным вариантом  схемы является тот, у которого меньше:

1 Капиталовложения.

2 Расчетные приведённые затраты.

Для дальнейших расчетов выбираем 1 вариант схемы, так как  экономически выгоден.

 

4 Расчет токов короткого  замыкания

 

Короткое замыкание - это замыкание между фазами, замыкание  фаз на землю (в сетях с глухо- и эффективно-заземленной нейтралями), а также витковые замыкания в электрических машинах

Для расчета токов короткого  замыкания, я пользуюсь следующим  порядком выполнения расчета:

1. Составляется расчетная схема рассматриваемой электроустановки, намечаются расчетные токи короткого замыкания.
2. На основании расчетной схемы составляется эквивалентная схема замещения, все сопротивления на ней нумеруются.
3. Определяются величины сопротивлений, и указывается на схеме замещения, обозначаются расчетные токи короткого замыкания.
4. Путем постепенного преобразования приводят схему замещения к простому виду, чтобы источники питания были связаны с точкой короткого замыкания одним результирующим сопротивлением.
5. Определяют по закону Ома начальное действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания I_по , а затем ударный ток i_уд, периодическую и апериодическую составляющие тока короткого замыкания, для заданного момента времени t (I_nt i_at).

 

 

4.1 Расчетная схема  электроустановки

 

Расчетная схема электроустановки (схема замещения) – это однолинейная схема установки с указанием параметров всех элементов, необходимых для расчетов.

На расчетной схеме  указываются номинальные параметры ( напряжения, мощности, сопротивления  и т.д. ) всех элементов ( систем, генераторов, трансформаторов, линий электропередачи, реакторов ), сопротивления которых учитываются при расчетах токов короткого замыкания, т.е необходимо указать:

для энергосистемы – S_ном , МВА; Х_ном

для генераторов - S_ном ,МВА; Х_d^»

для трансформаторов ( АТ ) - S_ном , МВА; U_кз , %

для линии электропередачи – L , км; Х_уд , Ом/км

Расчет токов К.З. производится для выбора или проверки параметров электрооборудования, а также для выбора или проверки установок РЗ и А. Для упрощения расчетов принят ряд допущений, не вносящий существенных погрешностей (не более 10% в сторону увеличения токов К.З.):

1 ЭДС всех генераторов не изменяются в течение всего времени К.З.