Диплом на печать №3. 1 Общий баланс мощности грэс

• Название: 1 Общий баланс мощности грэс
• Дата: 16.05.2018
• Размер: 1 Mb.
• Имя файла: Диплом на печать №3.docx
• Тип: Реферат; #43917
• страница: 2 из 6

ВВЕДЕНИЕ

Энергетика ‏ㅤ сегодня ‏ㅤ занимает ‏ㅤ в ‏ㅤ жизни ‏ㅤ общества ‏ㅤ такое ‏ㅤ место, что ‏ㅤ невозможно ‏ㅤ оценить ‏ㅤ отказ ‏ㅤ от ‏ㅤ его ‏ㅤ благ. Основным ‏ㅤ назначением ‏ㅤ электрических ‏ㅤ станций ‏ㅤ является ‏ㅤ выработка ‏ㅤ электрической ‏ㅤ энергии ‏ㅤ для ‏ㅤ снабжения ‏ㅤ ею ‏ㅤ промышленного ‏ㅤ производства, коммунального ‏ㅤ хозяйства ‏ㅤ и ‏ㅤ транспорта. Часто ‏ㅤ электростанции ‏ㅤ обеспечивают ‏ㅤ также ‏ㅤ предприятия ‏ㅤ паром ‏ㅤ и ‏ㅤ горячей ‏ㅤ водой.

Электростанции ‏ㅤ являются ‏ㅤ одним ‏ㅤ из ‏ㅤ важнейших ‏ㅤ элементов ‏ㅤ электроэнергетической ‏ㅤ системы ‏ㅤ и ‏ㅤ единственно ‏ㅤ возможным ‏ㅤ источником ‏ㅤ большой ‏ㅤ генерируемой ‏ㅤ мощности, и ‏ㅤ их ‏ㅤ проектирование ‏ㅤ является ‏ㅤ неотъемлемой ‏ㅤ частью ‏ㅤ развития ‏ㅤ электроэнергетической ‏ㅤ системы ‏ㅤ (ЭЭС) в ‏ㅤ целом. Таким ‏ㅤ образом, возникает ‏ㅤ необходимость ‏ㅤ в ‏ㅤ реконструкции ‏ㅤ старых ‏ㅤ и ‏ㅤ строительстве ‏ㅤ новых ‏ㅤ ГРЭС. Однако ‏ㅤ проводить ‏ㅤ эти ‏ㅤ мероприятия ‏ㅤ приходится ‏ㅤ в ‏ㅤ жестких ‏ㅤ условиях ‏ㅤ недостатка ‏ㅤ инвестиций ‏ㅤ в ‏ㅤ электроэнергетическую ‏ㅤ отрасль, поэтому ‏ㅤ все ‏ㅤ проекты ‏ㅤ должны ‏ㅤ отвечать ‏ㅤ современным ‏ㅤ требованиям ‏ㅤ экономичности.

Анализ ‏ㅤ электрооборудования ‏ㅤ современных ‏ㅤ ГРЭС ‏ㅤ показывает, что ‏ㅤ его ‏ㅤ основные ‏ㅤ составляющие ‏ㅤ – силовые ‏ㅤ трансформаторы, высоковольтные ‏ㅤ выключатели, используемые ‏ㅤ для ‏ㅤ передачи ‏ㅤ вырабатываемой ‏ㅤ электроэнергии, введены ‏ㅤ в ‏ㅤ эксплуатацию ‏ㅤ в ‏ㅤ 50-х ‏ㅤ – 80-х ‏ㅤ годах ‏ㅤ ХХ ‏ㅤ века ‏ㅤ по ‏ㅤ мере ‏ㅤ строительства ‏ㅤ станций ‏ㅤ и ‏ㅤ развития ‏ㅤ энергосистемы ‏ㅤ региона. Необходимо ‏ㅤ отметить, что ‏ㅤ в ‏ㅤ последние ‏ㅤ годы ‏ㅤ наметилась ‏ㅤ тенденция ‏ㅤ к ‏ㅤ внедрению ‏ㅤ новых ‏ㅤ типов ‏ㅤ аппаратов ‏ㅤ и ‏ㅤ устройств ‏ㅤ электрической ‏ㅤ части ‏ㅤ станций, замене ‏ㅤ физически ‏ㅤ устаревшего ‏ㅤ силового ‏ㅤ оборудования. Существенное ‏ㅤ влияние ‏ㅤ на ‏ㅤ экономичность ‏ㅤ и ‏ㅤ надежность ‏ㅤ эксплуатации ‏ㅤ электрооборудования ‏ㅤ станции ‏ㅤ оказывает ‏ㅤ схема ‏ㅤ компоновки ‏ㅤ распределительных ‏ㅤ устройств ‏ㅤ собственных ‏ㅤ нужд.

В ‏ㅤ настоящее ‏ㅤ время ‏ㅤ все ‏ㅤ проекты ‏ㅤ выполняются ‏ㅤ с ‏ㅤ учетом ‏ㅤ показателей ‏ㅤ надежности ‏ㅤ отдельных ‏ㅤ элементов. В ‏ㅤ электроэнергетике ‏ㅤ следует ‏ㅤ уделять ‏ㅤ особое ‏ㅤ внимание ‏ㅤ расчетам ‏ㅤ отказов ‏ㅤ схемы ‏ㅤ вследствие ‏ㅤ ненадежности ‏ㅤ ее ‏ㅤ элементов. Это ‏ㅤ может ‏ㅤ приводить ‏ㅤ к ‏ㅤ значительным ‏ㅤ авариям, и ‏ㅤ следует ‏ㅤ с ‏ㅤ достаточной ‏ㅤ степенью ‏ㅤ точности ‏ㅤ оценивать ‏ㅤ вероятность ‏ㅤ аварий ‏ㅤ и ‏ㅤ возникающий ‏ㅤ в ‏ㅤ связи ‏ㅤ с ‏ㅤ этим ‏ㅤ ущерб.

В ‏ㅤ последнее ‏ㅤ время ‏ㅤ все ‏ㅤ большее ‏ㅤ количество ‏ㅤ ГРЭС ‏ㅤ оснащаются ‏ㅤ ЭВМ, и ‏ㅤ их ‏ㅤ использование ‏ㅤ для ‏ㅤ снятия ‏ㅤ показаний ‏ㅤ приборов ‏ㅤ и ‏ㅤ организации ‏ㅤ работы ‏ㅤ персонала ‏ㅤ становится ‏ㅤ все ‏ㅤ значительнее. Возникает ‏ㅤ необходимость ‏ㅤ в ‏ㅤ создании ‏ㅤ специального ‏ㅤ программного ‏ㅤ обеспечения, включающего ‏ㅤ в ‏ㅤ себя ‏ㅤ средства ‏ㅤ обработки ‏ㅤ и ‏ㅤ анализа ‏ㅤ показаний ‏ㅤ приборов, построения ‏ㅤ графиков ‏ㅤ и ‏ㅤ диаграмм, баз ‏ㅤ данных ‏ㅤ оборудования ‏ㅤ и ‏ㅤ персонала ‏ㅤ и ‏ㅤ т.д.

Объектом ‏ㅤ исследования ‏ㅤ выступает ‏ㅤ ГРЭС, энергоносителем ‏ㅤ которой ‏ㅤ является ‏ㅤ газ. На ‏ㅤ конденсационной ‏ㅤ электростанции ‏ㅤ (КЭС) планируется ‏ㅤ установить ‏ㅤ четыре ‏ㅤ турбогенератора ‏ㅤ ТГВ-500-2УЗ ‏ㅤ номинальной ‏ㅤ активной ‏ㅤ мощностью ‏ㅤ 500 ‏ㅤ МВт ‏ㅤ и ‏ㅤ номинальным ‏ㅤ коэффициентом ‏ㅤ мощности ‏ㅤ cos ‏ㅤ φ=0,85. Электроснабжение ‏ㅤ местных ‏ㅤ потребителей ‏ㅤ планируется ‏ㅤ осуществлять ‏ㅤ с ‏ㅤ распределительных ‏ㅤ устройств ‏ㅤ двух ‏ㅤ классов ‏ㅤ напряжений: 500 ‏ㅤ и ‏ㅤ 220 ‏ㅤ кВ. Причём ‏ㅤ на ‏ㅤ распределительном ‏ㅤ устройстве ‏ㅤ с ‏ㅤ напряжением ‏ㅤ 500 ‏ㅤ кВ ‏ㅤ предполагается ‏ㅤ выдача ‏ㅤ мощности ‏ㅤ в ‏ㅤ ЭЭС.

Целью ‏ㅤ ВКР ‏ㅤ является ‏ㅤ проектирование ‏ㅤ электрической ‏ㅤ части ‏ㅤ ГРЭС, выбор ‏ㅤ электрооборудования ‏ㅤ и ‏ㅤ структурной ‏ㅤ схемы, определение ‏ㅤ расчетных ‏ㅤ электрических нагрузок, выбор и обоснование схемы присоединения станции к системе, выбор схемы собственных нужд, расчет токов короткого замыкания, выбор оборудования и токоведущих частей.

1. Разработка главной схемы электрических соединений
1.1. Общий баланс мощности ГРЭС
Согласно заданию проектируемая станция должна обеспечивать электроэнергией потребителей, в качестве которых выступают предприятия машиностроительный промышленности с установленной мощностью 800 МВт и химической промышленности с установленной мощностью 1000 МВт на напряжении 220 кВ.

Определяются активные мощности нагрузок для режима максимального электропотребления, МВт,

, (1)

где k_с – коэффициент спроса;

- установленная мощность на i-том напряжении;

химическая промышленность: ,

машиностроительная промышленность: .

Определяются реактивные мощности нагрузок для режимов максимального и минимального электропотребления, МВар,

, (2)

химическая промышленность:,

машиностроительная промышленность: .

Для определения активных мощностей в режиме минимальных нагрузок, используются суточные графики нагрузок потребителей взятые из [21], преобразованные в таблице 1 в четырёхчасовые графики нагрузок, МВт,

химическая промышленность: ,

машиностроительная промышленность: .

Тогда реактивные мощности будут равны, МВар,

химическая промышленность: ,

машиностроительная промышленность: .

Преобразование исходных суточных графиков нагрузки с шагом 1 час в суточные графики нагрузки с шагом 4 часа производится с сохранением максимумов и минимумов графиков потребителей. Графики нагрузки промышленностей имеют несколько максимумов и минимумов в различное время суток. Как видно из таблицы ‏ㅤ 1 ‏ㅤ минимумы ‏ㅤ графиков ‏ㅤ совпадают ‏ㅤ на ‏ㅤ интервале ‏ㅤ 2-3 ‏ㅤ часа ‏ㅤ и ‏ㅤ на ‏ㅤ интервале ‏ㅤ 20-21 ‏ㅤ часа.

Так ‏ㅤ как ‏ㅤ оба ‏ㅤ потребителя ‏ㅤ находятся ‏ㅤ на ‏ㅤ одном ‏ㅤ напряжении ‏ㅤ 220 ‏ㅤ кВ, для ‏ㅤ определения ‏ㅤ времени ‏ㅤ использования ‏ㅤ наибольшей ‏ㅤ нагрузки ‏ㅤ используется ‏ㅤ суммарный ‏ㅤ график ‏ㅤ нагрузки, ч,

, (3)

где ‏ㅤ n ‏ㅤ – число ‏ㅤ ступенек ‏ㅤ графика ‏ㅤ нагрузки;

P_{i ‏ㅤ} – активная ‏ㅤ мощность ‏ㅤ i-ой ‏ㅤ ступеньки ‏ㅤ графика, МВт;

t_{i ‏ㅤ} – продолжительность ‏ㅤ во ‏ㅤ времени ‏ㅤ i-ой ‏ㅤ ступеньки ‏ㅤ графика, ч;

P_{max ‏ㅤ} – максимальная ‏ㅤ мощность ‏ㅤ нагрузки, МВт;



Результаты ‏ㅤ расчета ‏ㅤ параметров ‏ㅤ потребителей ‏ㅤ представлены ‏ㅤ в ‏ㅤ таблице ‏ㅤ 2.

Суммарная ‏ㅤ нагрузка, подключенная ‏ㅤ к ‏ㅤ шинам ‏ㅤ ГРЭС, МВт,

, (4)

.
Приближенно ‏ㅤ можно ‏ㅤ оценить ‏ㅤ мощность ‏ㅤ собственных ‏ㅤ нужд, МВт,

, (5)

где ‏ㅤ  - коэффициент, определяющий ‏ㅤ мощность ‏ㅤ собственных ‏ㅤ нужд ‏ㅤ в ‏ㅤ процентах ‏ㅤ от ‏ㅤ установленной ‏ㅤ мощности, принимаемый ‏ㅤ для ‏ㅤ конденсационной ‏ㅤ электростанции, работающей ‏ㅤ на ‏ㅤ газе, принят ‏ㅤ равным ‏ㅤ 5%;

.

Таблица ‏ㅤ 1

Преобразование ‏ㅤ графиков ‏ㅤ нагрузки

Время, час		Графики ‏ㅤ нагрузки ‏ㅤ промышлен-ностей, %		Графики ‏ㅤ нагрузки ‏ㅤ промышлен-ностей, МВт		Графики ‏ㅤ нагрузки ‏ㅤ промышлен-ностей, %		Графики ‏ㅤ нагрузки ‏ㅤ промышлен-ностей, МВт		Суммар-ный ‏ㅤ график ‏ㅤ нагрузки, МВт
		Хим.	Маш.	Хим.	Маш.	Хим.	Маш.	Хим.	Маш.
1		97	75	873	480	88	70	792	448	1240
2		88	75	792	480
3		88	70	792	448
4		88	78	792	499,2
5		97	85	873	544	97	82	873	524,8	1397,8
6		97	80	873	512
7		97	83	873	531,2
8		97	87	873	556,8
9		100	80	900	512	95	86	855	550,4	1405,4
10		100	78	900	499,2
11		95	92	855	588,8
12		93	87	837	556,8
13		93	100	837	640	100	100	900	640	1540
14		93	87	837	556,8
15		95	100	855	640
16		100	100	900	640
17		100	87	900	556,8	93	92	837	588,8	1425,8
18		93	87	837	556,8
19		93	92	837	588,8
20		88	95	792	608
21		88	70	792	448	91,75	83	825,75	531,2	1356,95
22		93	95	837	608
23		93	87	837	556,8
24		93	82	837	524,8
Пло-щади ‏ㅤ графи-ков	%	2259	2052			2259	2052
	МВт			20331	13132,8			20331	13133	33463,8

Таблица ‏ㅤ 2

Параметры ‏ㅤ потребителей

Промышленность	U, кВ	Режим ‏ㅤ работы ‏ㅤ потребителей				Tmax, ч
		max		min
		P, МВт	Q, МВар	P, МВт	Q, МВар
Химическая	220	900	510	792	451,44	7931,36
Машиностроение	220	640	396	448	277,7

Предварительная ‏ㅤ мощность ‏ㅤ нагрузки ‏ㅤ ГРЭС ‏ㅤ составляет, МВт,

. (6)

Резерв ‏ㅤ мощности ‏ㅤ в ‏ㅤ энергосистеме ‏ㅤ принимается, руководствуясь ‏ㅤ [21], в ‏ㅤ размере ‏ㅤ 6% от ‏ㅤ мощности ‏ㅤ энергосистемы, что ‏ㅤ составляет, МВт,

.

Единичная ‏ㅤ мощность ‏ㅤ агрегата ‏ㅤ не ‏ㅤ должна ‏ㅤ превышать ‏ㅤ мощность ‏ㅤ резерва ‏ㅤ энергосистемы, поэтому ‏ㅤ выбирается ‏ㅤ турбоагрегат ‏ㅤ мощностью ‏ㅤ 500 ‏ㅤ МВт. Тогда ‏ㅤ необходимое ‏ㅤ число ‏ㅤ генераторов, устанавливаемых ‏ㅤ на ‏ㅤ станции

. (7)

Таким ‏ㅤ образом, необходимое ‏ㅤ число ‏ㅤ генераторов ‏ㅤ на ‏ㅤ станции ‏ㅤ принимается ‏ㅤ равным ‏ㅤ четырём ‏ㅤ (n_ген=4).

В ‏ㅤ тепловой ‏ㅤ части ‏ㅤ станции ‏ㅤ используется ‏ㅤ моноблочная ‏ㅤ структура ‏ㅤ с ‏ㅤ применением ‏ㅤ на ‏ㅤ всех ‏ㅤ блоках ‏ㅤ однотипного ‏ㅤ оборудования.

В ‏ㅤ соответствии ‏ㅤ с ‏ㅤ выбранной ‏ㅤ мощностью ‏ㅤ генератора ‏ㅤ по ‏ㅤ [29] выбирается ‏ㅤ турбогенератор ‏ㅤ ТГВ–500–2У3, основные ‏ㅤ параметры которого приведены в таблице 3. Расчет турбогенератора приведен ниже.


Таблица 3

Параметры турбогенератора ТГВ–500–2У3

Параметр	Обозна- чение	Единица измерения	Величина
1	2	3	4
Номинальная частота вращения	nном	об/мин	3000
Номинальная полная мощность	Sном	МВ·А	588
Номинальная активная мощность	Pном	МВт	500
Номинальное напряжение	Uном	кВ	20
Номинальный коэффициент мощности	cosном		0,85
Номинальный ток	Iном	кА	17
Номинальный КПД	ном	%	98.84
Отношение короткого замыкания	ОКЗ	о.е.	0.55