технические характеристики автотрансформатора сносим в таблицу 3.1.2

 

Èçì

Ëèñò

¹ äîêóì.

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

Ïðîâåð.

Íåñòåðîâà Ë.Ã.

 

 

Í.Êîíòð.

Íåñòåðîâà Ë.Ã.

 

Óòâåðäèë

 

 

Ýëåêòðè÷åñêàÿ ÷àñòü

ÃÐÝÑ 1500 ÌÂò

Ëèò.

Ëèñòîâ

52

×ÝíÊ

Ðàçðàá.

Áåëàøêèí Í.Ã.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение                                                                                                        4                                                                                      

1 Выбор основного оборудования на станции                                               6

2 Выбор главной схемы станции                                                                     8

3 Выбор трансформаторов                                                                             10

4 Технико-экономический расчёт главной схемы ГРЭС                                 15

5 Выбор принципиальных схем РУ разных напряжений                           19

6 Выбор схемы и трансформаторов собственных

нужд электростанции.                                                                                21

7 Расчёт токов короткого замыкания                                                            24

8 Выбор аппаратов и токоведущих частей для заданных цепей

генератора и трансформатора связи                                                         34

9 Выбор электрооборудования по номинальным параметрам

для остальных цепей.                                                                                  46

10 Выбор и описание конструкции распределительного

устройства 220 кВ                                                                                      49

Заключение                                                                                                 51                                     

Список литературы                                                                                     52

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Èçì.

Ëèñò

¹ äîêóì

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

4

    ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

 

 

Конденсационная электростанция (КЭС) — тепловая электростанция, производящая только электрическую энергию, своим названием этот тип электростанций обязан особенностям принципа работы. Исторически получила наименование «ГРЭС» — государственная районная электростанция

С течением времени термин «ГРЭС» потерял свой первоначальный смысл («районная») и в современном понимании означает, как правило, конденсационную электростанцию (КЭС) большой мощности (тысячи МВт), работающую в объединённой энергосистеме наряду с другими крупными электростанциями.

Иногда встречается термин «гидрорециркуляционная электростанция», что соответствует аббревиатуре.

Район сооружения станции город Нижний Новгород.

Нижегородская ГРЭС (им. А. В. Винтера) — государственная районная электростанция в г. Балахна Нижегородской области (НиГРЭС), одна из старейших в России, построенная по плану ГОЭЛРО. В 1933 году, после переименования города Нижнего Новгорода в город Горький станция получила название ГоГРЭС, в 1991 году станции возвращено прежнее наименование.

Строительство станции началось в 1921 году, а 6 сентября 1925 года был включён первый турбогенератор. Установленная мощность первой очереди составляла 20 МВт. Электростанция дала ток потребителям электроэнергии Нижнего Новгорода, Сормова, Канавино. Источником топлива послужили близлежащие торфяные месторождения. К 1933 году станция достигла проектной мощности в 204 МВт и стала крупнейшей электростанцией, работающей на торфе. В годы первых пятилеток НиГРЭС стала основой развития и реконструкции предприятий Нижнего Новгорода, Балахны, Дзержинска, Павлова и других предприятий области. Для передачи электроэнергии в заокские районы области были построены уникальные башни линий электропередачи.

 

 

Èçì.

Ëèñò

¹ äîêóì

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

5

   ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

 

 

В 1949—1958 годах на станции была произведена установка агрегатов высокого давления и реконструкция топливоподачи с переводом сжигания топлива в пылевидном состоянии, а в 1962—1969 годах — постройка нового главного корпуса — пяти котлов высокого давления суммарной производительностью 1050 тонн пара в час и двух турбин мощностью по 34 МВт каждая. Это способствовало переводу на централизованноe теплоснабжение промышленных предприятий и населения города Балахны и пос. Правдинск.

После пожаров местных торфяных месторождений станция стала испытывать дефицит топлива (торфа), и в 1983—1984 годах была произведена очередная реконструкции по переводу её на газовое топливо (резервное — мазут), модернизированы 5 и построены 2 новых энергетических котлов суммарной производительностью 740 т/ч, турбины мощностью 80 МВт, два пиковых водогрейных котлов теплопроизводительностью 100 Гкал/ч.

В 2008 году НПО «Сатурн» заключило договор с ОАО «ТГК-6» на поставку шести ГТД-110 и вспомогательного оборудования для строительства трёх ПГУ-325 на Нижегородской ГРЭС. Однако этот проект так и не был реализован. В 2014 году устаревшая ГРЭС была продана основному потребителю тепла.

Нижний Новгород расположен при слиянии двух крупнейших водных путей Европейской части России — рек Волги и Оки. Город разделяется Окой на две части: восточную возвышенную Нагорную, расположенную по правым берегам Оки и Волги на северо-западной оконечности Приволжской возвышенности — Дятловых горах, и западную (по левому берегу Оки и правому берегу Волги) низинную, заречную.

Èçì.

Ëèñò

¹ äîêóì

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

5

    ÊÏ.130203.2-14.010.ÏÇ

 

Климат в Нижнем Новгороде умеренно континентальный, с холодной продолжительной зимой и тёплым, сравнительно коротким летом. Из-за больших различий рельефа местности в заречной части города несколько теплее, чем в нагорной. Осадков на ней в среднем за год выпадает на 15—20 % больше. Средние месячные многолетние температуры в низинных районах изменяются от −11,6 °C в январе до +18,4 °C в июле, в нагорных районах от −12 °C в январе до +18,1 °C в июле. Среднегодовая температура — +4,8 °C; скорость ветра — 2,8 м/с; влажность воздуха — 76 %.

Èçì.

Ëèñò

¹äîêóì.

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

 

 

1 ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА СТАНЦИИ

   1.1 Выбор генераторов

  Заводом «Электросила» филиал ОАО «Силовые машины» (г. Санкт-Петербург) разработана новая серия Т3Ф высокоиспользованных

турбогенераторов с воздушным охлаждением, ключевой особенностью которой является интенсификация охлаждения активных частей при минимальных затратах мощности.

Примененная в турбогенераторах типа Т3Ф система вентиляции позволяет осуществить при минимальных потерях мощности подачу холодного воздуха от воздухоохладителей ко всем активным частям машины по многопараллельной вытяжной схеме.

На всех турбогенераторах была внедрена новая конструкция торцевых зон,

обеспечивающая работу с потреблением реактивной мощности по условиям нагрева от полей рассеяния.

Серия Т3Ф - турбогенераторы с форсированной воздушной системой охлаждения. Отличаются от серии ТФ разделением потоков воздуха, охлаждающего статор и ротор.

Структура условного обозначение ТВВ-320-2ЕКУЗ:

Т - Турбогенератор

В – С водородно-водяным охлаждением

320 - Мощность

2 - Двухполюсное исполнение

УЗ - Климатическое исполнение и категория размещения

Èçì.

Ëèñò

¹äîêóì.

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

 

Согласно заданию на курсовой проект, на проектируемой ГРЭС, к установке принимаем три турбогенератора типа ТВВ-320-2.

Технические характеристики турбогенераторов приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1- Технические характеристики турбогенераторов

 

 

Тип

генератора

S_н,

МВА

U_н,

кВ

I_н,

кА

cosφ

Х^//d

%

Тип

возбуж

Охлаждение

статора

ротора

ТВВ-320-2

 

376,5

 

 

 

10,9

 

 

0,85

 

 

25,8

 

ВЧ

 

 

ВВ

 

 

ВВ

 

1.2 Выбор турбин

Для привода генераторов выбираем пять турбин типа К-300-240-2             

и технические характеристики сносим в таблицу 1.2

Таблица 1.2- Технические характеристики турбин

 

Тип

турбины

Мощность

турбины,

МВт

Температура свежего пара,

С⁰

Максимальный расход пара,

Т/ч

Удельный расход

теплоты,

ккал/кВт*ч

К-300-240-2             

300/320

 

560/565

 

 

 

 

1.3 Выбор парогенераторов

 Выбор парогенераторов производится по следующим критериям:

- по виду тепловой схемы,

для ГРЭС выбираем блочную тепловую схему согласно НТП.

ПГ

Т

Т

G

 

                         

 

 

Рисунок 1.1- Тепловая схема станции

Èçì.

Ëèñò

¹äîêóì.

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

 

- по производительности пара

выбираем парогенераторы из условия: Д Д

где Д  – номинальная паропроизводительность парогенератора;

  Д  – номинальный расход пара на турбину, технические характеристики сносим в таблицу 1.3.

Выбираем парогенераторы типа Пп-1000/255

Таблица 1.3- Технические характеристики парогенератора

Тип

котла

Температура

свежего пара,

С⁰

Д  Паропроизводительность,

Т/ч

Топливо

Пп-1000/255

Природный газ и мазут

       

Количество парогенераторов на станции равно количеству турбин.

Выбираем пять парогенератора типа ЕП-660/555-13,8

2 ВЫБОР ГЛАВНОЙ СХЕМЫ СТАНЦИИ

 К схемам электрических станций предъявляют следующие требования:

- Надёжность электроснабжения потребителей.

- Приспособленность к проведению ремонтных работ.

- Оперативная гибкость схемы.

- Экономическая целесообразность.

Учитывая это, намечаем два варианта структурной схемы выдачи мощности проектируемой электростанции.

В обоих вариантах все генераторы соединяться в блоки с повышающими трансформаторами. Электроэнергия выдаётся на высшем и среднем напряжении, связь между РУ осуществляется автотрансформаторами связи.

 

Èçì.

Ëèñò

¹äîêóì.

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

 

Sc = 9800 ÌÂÀ

Õ *Ñ = 0,96

3ÂË    L=300êì

 

220êÂ

500êÂ

T1

ÀÒ1

4ÂË

Ðmax=340 ÌÂò

Ðmin=320 ÌÂò

Ò5

G5

T2

Ò4

G4

T3

 

 

                                       

 

ÀÒ2

G3

G1

G2

 

 

 Рисунок 2.1-Главная схема для первого варианта

4ÂË

Ðmax=340 ÌÂò

Ðmin=320 ÌÂò

 

Sc = 9800 ÌÂÀ

Õ *Ñ = 0,96

3ÂË    L=300êì

 

                                                                                                  

500êÂ

T1

AT1

AT2

G1

T2

G2

T3

G3

T4

G4

T5

G5

220êÂ

 

 

   

Рисунок 2.2-Главная схема для второго варианта

Определим нагрузку потребителей

- В максимальном режиме:

                                            Pmax = n * Pmax,                                     (2.1)

где n – количество отходящих воздушных линий 220кВ, шт;  

 P_max – максимальная активная мощность, передаваемая по одной линии, 

потребителям 220кВ, МВт;

                                      Pmax = 4 * 340 = 1360(МВт)

 

Èçì

Ëèñò

¹äîêóì.

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

 

- В минимальном режиме:

                                      Pmin = n * Pmin,                                      (2.2)

где P_min – минимальная активная мощность, передаваемая по одной линии, 

  потребителям 220кВ, МВт;

                                      Pmin = 4 * 320 = 1280(МВт)

 

3 ВЫБОР БЛОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

По виду потребляемого топлива (газ, мазут) определяем расход на собственные нужды, производим выбор блочных трансформаторов.

                                                                                    (3.1)

где S_с.н. – мощность потребителей собственных нужд, МВА;

  S_Г -  номинальная мощность генератора; МВА;

                                     S_Г.                                             (3.2)

где Р_Г. – активная мощность генератора, МВА;

cosф –  номинальный коэффициент мощности генератора;

                      S_Г.

Определяем мощность, расходуемую на собственные нужды станции

                                S                                     (3.3)

где Р_с.н.% = 5% , топливо газ;

  Р_Г -  номинальная мощность генератора; МВт;

  k_c – коэффициент спроса, определяется по формуле:

                                                                                               (3.4)

где k_одн – коэффициент одновременности;

     k_З – коэффициент загрузки;

      - средний к.п.д;

Èçì.

Ëèñò

¹äîêóì.

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

 

      - средний коэффициент мощности потребителей С.Н.

Для ГРЭС коэффициент спроса принимается равным 0,85;

                             S_с.н.

             

Выбираем тип трансформатора по условию:

                                                S_н.т.≥S_расч.

Выбираем четыре трансформатора типа ТДЦ-400000/500/20

один трансформатор типа ТДЦ-400000/220/20

Технические характеристики трансформаторов сводим в таблицу 3.1.1

Таблица 3.1.1- Технические характеристики трансформаторов

 

Тип трансформатора

Номинальное напряжение, (кВт)

Потери,

(кВт)

Напряжение при к.з

вн-нн, (%)

Ток холостого хода, (А)

ВН

НН

х.х

к.з

ТДЦ-400000/500/20

0,5

ТДЦ-400000/220/20

0,5

 

Выбор автотрансформаторов связи

Мощность АТ выбирается по максимальному перетоку между распределительными устройствами высшего и среднего напряжения, который определяется по наиболее тяжёлому режиму.

- если с шин среднего напряжения потребляется максимальная мощность:

                                                                (3.5)

где ΣS_г – суммарная мощность генераторов, подключённых к шинам

среднего напряжения, МВА;

 ΣS_с.н. – суммарная мощность собственных нужд данных генераторов,  

МВА;

S - максимальная потребляемая мощность с шин 220 кВ, МВА

                                                                                    (3.6)

Èçì.

Ëèñò

¹äîêóì.

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

 

                            

                  

- если с шин среднего напряжения потребляется минимальная мощность

                            

                                                                                            (3.7)

где S - минимальная потребляемая мощность с шин 220 кВ

                            

                  

- ремонтный режим – вывод в ремонт одного из блоков                                

                                                                                  (3.8)

                            

                                                                                     (3.9)

                            

В ремонтном режиме передача мощности через автотрансформатор осуществляется в обратном направлении: ВН-СН, на что указывает знак «- ».

Выбираем автотрансформаторы по более тяжелому режиму:

                                                                                                  (3.10)

где  – наибольшая мощность из расчётных режимов, МВА;                    

     К_П - коэффициент аварийной перегрузки принят равным 1,4 ,так как   

     график нагрузки и условия работы АТ неизвестны.

                            

Èçì.

Ëèñò

¹äîêóì.

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

 

Выбираем два автотрансформатора типа 3хАОДЦТН-167000/500/22/38,5,

Таблица 3.1.2- Технические характеристики автотрансформатора

 

 

Тип трансформатора

S ,

МВА

Напряжение,

кВ

ВН      СН

НН

P ,

кВт

Потери к.з., кВт

ВН        СН ВС

I ,

%

U ,%

 

ВН        СН ВС

3хАОДЦТН-167000

/500/220/38,5

515 230     

38,5

340       310

0,25

35    21,5

 

  3.2 Выбор трансформаторов для второго варианта

  Расчетная нагрузкаблочных трансформаторов остается такой же, как для  

первого варианта:

Выбираем три трансформатора типа ТДЦ-400000/500/20,

 два трансформатор типа ТДЦ-400000/220/20

 технические характеристики трансформатора приведены в таблице 3.1.1

     Определим расчетную нагрузку автотрансформаторов

- если с шин среднего напряжения потребляется максимальная мощность:

 

- если с шин среднего напряжения потребляется минимальная мощность

 

- ремонтный режим – вывод в ремонт одного из блоков

 

Èçì.

Ëèñò

¹äîêóì.

Ïîäïèñü

Äàòà

Ëèñò

ÊÏ.13.02.03.2-15.004.ÏÇ

 

 

 

Выбрать автотрансформаторы по условию:

Выбираем два автотрансформатора типа 3хАОДЦТН-167000/500/22/38,5,