Выбор структурной схемы проектируемой электростанции

Поскольку имеется нагрузка и генераторы на напряжение класса 10 кВ, то для проектирования электростанции выбираем ТЭЦ. Электростанция генерирует электроэнергию двух классов напряжения , и.

Основной особенностью структурной схемы ТЭЦ является наличие потребителей питающихся на генераторном напряжении . Эта особенность объясняется тем, что ТЭЦ обычно располагают в центре тепловой нагрузки, которой сопутствует большое потребление электрической энергии. Поэтому всю электроэнергию или значительную её часть, вырабатываемую генераторами ТЭЦ, выгодно передавать местным потребителям на генераторном напряжении 6 кВ. Для этого на ТЭЦ сооружаются генераторные распределительные устройства (ГРУ). Связь с энергосистемой и выдача избыточной мощности осуществляется по линиям 110 кВ.

Учитывая, вышеперечисленные особенности ТЭЦ, а также требования, которые выдвигаются к электростанциям данного типа, представим, выбрав из множества вариантов, схему электрических соединений электростанции на рисунке 1.

Рисунок 1. Принципиальная схема ТЭЦ с ГРУ 6 кВ и РУ высокого напряжения

 

Выбор основного оборудования

Выбор генераторов главной схемы КЭС

Выбор турбогенераторов производим по заданному напряжению и мощности: ,

Выбираем турбогенератор ТВФ-63-2 [1]. Справочные данные турбогенератора представлены в таблице 1.

Таблица 1. Справочные данные турбогенератора

Тип	Число Шт.			cosφ		Система возбуждения^1	Система охлаждения^2
ТВФ-63-2У3		78,75	6,3	0,8	0,203	ВЧ	Обмотки статора – КВ; обмотки ротора - НВ

 

Примечание:

¹ Буквы обозначают возбуждение: ВЧ – от машинного возбудителя постоянного тока.

² Буквы обозначают охлаждение: КВ – косвенное водородом; НВ – непосредственное водородом.

 

Выбор трансформаторов

Выбор трансформаторов удобно вести в таблице 1, содержащей необходимые цифровые данные, условные обозначения, формулы. Для расчета нормального режима при минимальной нагрузке принимается K_min=0,7.

 

а) Баланс активной мощности в нормальном режиме при максимальной нагрузке на шинах ГРУ

где

 

 

 

 

б) Баланс активной мощности в нормальном режиме при минимальной нагрузке на шинах ГРУ

 

 

 

в) Баланс активной мощности в аварийном режиме при максимальной нагрузке на шинах ГРУ

 

 

 

 

г) Баланс реактивной мощности в нормальном режиме при максимальной нагрузке на шинах ГРУ

 

 

д) Баланс реактивной мощности в нормальном режиме при минимальной нагрузке на шинах ГРУ

 

Е) Баланс реактивной мощности в аварийном режиме при максимальной нагрузке на шинах ГРУ

 

 

Мощность выбираемого трансформатора связи будет определяться по наибольшему абсолютному значению перетока мощности с учетом перегрузки трансформатора.

Выбираем трансформатор ТРДН-80000/110 Паспортные данные трансформатора представлены в таблице 3 [1].

 

Тип трансформатора		Напряжение обмотки, кВ	Потери, кВ
ВН	НН
ТРДН-80000/110			6,3-6,3			10,5	0,45

 

Так как генератор работает в блоке с двухобмоточным трансформаторам, то мощность трансформатора блока определяется по выражению:

 

 

Выбираем трансформатор ТРДН-80000/110 Паспортные данные трансформатора представлены в таблице 3 [1].

 

 

Тип трансформатора		Напряжение обмотки, кВ	Потери, кВ
ВН	НН
ТРДН-80000/110			6,3-6,3			10,5	0,45

 

 

Рассчитаем сопротивление трансформаторов.

Сопротивление двухобмоточного трансформатора ТРДН-80000/110:

 

 

Выбор линий электропередачи

Для выбора линий электропередач, соединяющих ТЭЦ с системой рассчитаем ток нормального режима, при минимальной нагрузке на шинах НН:

Максимальный ток:

Выбираем ЛЭП АС-185/29, допустимый ток в линии I_доп=510 А. Проверим линию по условию нагрева:

Условие выполняется, следовательно, выбираем линию АС-185/29 длинной l=100 км. Параметры линии: r₀=0,159 Ом/км, х₀=0,413 Ом/км, b₀=2,747*10^-6 Ом/км [1].

Сопротивления линии:

Выбор секционных реакторов

Рассчитаем номинальный ток секции:

Так как генераторы, установленные на секциях одинаковы, то и ток секций будет один и тот же. Таким образом, нам необходимо выбрать два одинаковых реактора. Номинальный ток реактора:

Выбираем 2 реактора типа РБСДГ-10-4000-0,18 [1]. Справочные данные реактора в таблице 5.

 

 

Таблица 5. Справочные данные реактора

Тип	Потери на фазу, кВт	Электродинамическая стойкость, кА	Термическая стойкость, кА
РБДГ-10-4000-0,14	27,7		25,6

Определим сопротивление реактора:

Выполним проверку токоограничивающего реактора, токи короткого замыкания приведены в 4 пункте:

1. Проверка по динамической устойчивости

2. Проверка на термическую стойкость