дипломная работа по элетроэенргетике. дипломная раб. болот. Схема электрической сети

• Название: Схема электрической сети
• Анкор: дипломная работа по элетроэенргетике
• Дата: 19.05.2021
• Размер: 195.25 Kb.
• Имя файла: дипломная раб. болот.docx
• Тип: Документы; #207057
• страница: 1 из 6

Схема электрической сети
Выбор генераторов

Принимаем к установке КЭС имеет 7 присоединений; 4 воздушные линий 110 кВ связывающие КЭС с нагрузки; трансформатор Т6 и обмотка среднего напряжения АТС и присоединение ПРТСН2.

Выбираем схему две системы шин с обходной. Обе системы шин находятся в работе при соответствующим фиксированном распределение всех присоединений. Такое распределение присоединений увеличивает надежность схемы.

Схема с двумя системами шин и обходной позволяет производит ремонт одной системы шин сохраняя в работе все присоединения переводя их на обходную систему шин.

Недостатки этой схемы являются:

1. 
   Отказ одного выключателя приводит к отключению всех источников питания и линий присоединенных к данной системе шин ; а если в работе находится одна система шин отключаются все присоединения . ликвидация аварий затягивается , так как все операции по переходу с одной системы шин на другую производятся разъединителями.
   
2. 
   Повреждение шин соединительного выключателя равноценно КЗ на обеих системах шин те приводить к отключению всех присоединений.
   
3. 
   Большое количество операций разъединителями при выводе в ревизию и ремонт выключателей усложняет эксплуатацию РУ.
   
4. 
   Необходимость установки шин соединительного, обходного выключателя и большого количества разъединителей увеличивает затраты на сооружении РУ (Л2 § 53,2)
   

Выбор электрической схемы РУ на 500кВ

В РУ 500кВ проведем техника - экономическое сравнение для двух вариантов схем с учетом показателей надежности: (8 присоединений )

1. 
   Варианты полуторная схема (3/2 выключателя на присоединение)
   
2. 
   Вариант: схема с двумя системами шин и 4/3 выключателя на присоединение .
   

При выборе электрической схемы РУ варьируемыми элементами являются выключатели и сборные шины. Составляют таблицу расчетных связей. Учитывая, что во всех вариантов схем РУ повышающие трансформаторы и автотрансформаторы, а также генераторы остаются неизменными, эти элементы в таблицы расчетных связей не вводят (Л.3 §4,3)

Проверим возможность применения блоков по условию 2Рг≤Ррез.ав.

2Рг=2*200=400мВт>280мВт=Рав.рез

Поэтому блоки применять нельзя.

Построение график нагрузок

Расход мощности не собственные нужды станции примем равным % с.н. =8 (Л1 табл. 1,17).

При примененном графики выработки электро - энергии КЭС расход мощности на собственные нужды определяем по формуле

Рс.н= (0,4+0,6 )* *Рном

Где Pi-вырабатываемая генератором в i-тый момент времени.

Суточные графики строим для зимы и лета в мВт

Таблица.1

Часы		0-6	6-8	8-18	18-20	20-22	22-24
Выработки мощности одним блоком, МВт	а	120	180	160	180	200	140
	6	100	140	120	140	160	100
Расходы на с.н. одного блока МВт	а	12,2	15,0	14,1	15,0	16,0	13,1
	6	11,2	13,1	12,2	13,1	14,1	11,2
Нагрузка блочного трансформатора МВт	а	107,8	165,0	145,9	165,0	184,0	136,9
	б	88,8	126,9	107,8	126,9	145,9	88,8
Нагрузка 110 кВ	6	108	162	144	162	180	126
	а	90	126	108	126	144	90

Примечание: 1) а) зима б) лето

2)нагрузка блочного трансформатора определяется

P тр= Рr.i-PcniР

Суточные графики выработки мощности КЭС (брутто) расходы на с.н и нагрузка 100 кВ

Выбор варианта структурной схемы станции
Для распределение генераторов между напряжениями СН и ВН необходимо учитывать: Нагрузка на СН нормально должна зачитываться от генераторов и cекциям Сн через трансформаторы связи ГН→СН пере ток мощности ВН→СН в нормальном режиме не допускается .

Вариант 1

С учетом набольшей нагрузки на 110кВ Риб>180мВт примем схему с подключенные одного блока 200мВт к шинам 110кВ,и пяти блоки к шинам 500кВ с в значением АТС между РУ-500 и РУ-100кВ
Построим расчетные графики выработки мощности G6 расхода на с.н G6,нагрузки 110кВ и пере тока мощности через АТС (см.таблицу 1)

Аварийные режимы.

При отключении в максимум зимней нагрузки блок генератора –трансформатор 6 покрытие нагрузки на 110 кВ будет осуществляться пере током мощности через АТС (ВН-СН) ,что составит : P пер = P110 мВт.
Выбор мощности и типа трансформатора и автотрансформатора

Мощность блочных трансформаторов определяется по условию Sном ≥

Т1,Т2,Т3,Т4,Т5 ; Sном ≥ ;

Принимаем к установке трансформаторы типа

ТДЦ-2500 000/ 500/15.75 [Л1 табл 3,8]

Sном =250мВА; U внн =525кВ; U нн =15,75кВ

∆Pxx= 205кВт ; ∆Pкз вн-=590кВт ; Ixx%>0.45%

Uкз%вн-нн=13%; цена=335т.р=1139* тыс.руб

Т6: Sном ≥200-16/0,85=216,47мВА

Принимаем к установке трансформатор типа ТДЦ250000/110/15,75[Л 1 табл. 3,6]

Sном =250мВА; Uвн=121/кВ; Uнн=15,75кВ ∆Pxx=200мВт; ∆Pкз=640кВ; U =10,5% цена =867* тыс.руб.
АТС: а)Наибольшая нагрузка АТС в нормальном режиме равна P пер = Мвт.4


Номинальная мощность АТС находятся из условия

Sном≥ МВА

б) номинальная мощность по условию аварийного режима: Sном≥ МВА

Выбираем АТС типа:

АТДЦТН-250000/500/110/35 [Л1 табл. 3,8]

Sном=250МВА;U вн=500; Uсн =121кВ; Uнн =38,5кВ

∆Pxx=200кВт; ∆Pкз вн - сн 690кВт; Ixk%=0.4%

Uкз-сн=13% Uкз вн- нн=33%; Uкз сн-нн =13,5%

Цена=1276,7* тыс.руб.

Вариант 2.

структурная схема варианта года.
Примечания:

1.График нагрузки обмоток СН(110)2-х АТБ совпадает с графиком нагрузки 110 кВ.

2.График нагрузки обмоток ВН (500кВ) 2-хАТБ определяется как разность G5и G6(брутто)
Аварийные режимы

В аварийном режиме при отключении G5(G5) нагрузка 110 кВ будет полностью обеспечиваться пере током мощности оставшегося в работе G6(G5) через АТБ 2 (АТБ1)при этом нагрузке обмотки СН(110кВ) оставшегося в работе АТБ составит в максимум зимней нагрузки 180мВТ.
Выбор мощности и типа трансформаторов и АТБ

Т1,Т2,Т3,Т4, (аналогично варианту 1)Мощность блочных трансформаторов Sном≥ ; Sном= =216,47мВА

Тип. ТДЦ -250000/500/15,75[Л 1 табл. 3,8]

Sном=250мВА; Uвн=500кВ; Uнн=15,75кВ.

∆Pxx=205кВт; ∆Pкз =590; U кз%вн-нн =13%; Ixx=0.45%.

Цена=1139* тыс.руб.

АТБ: В нормальном режиме АТБ работает в трансформаторном режимы НН→ВН ; НН→СН.В аварийном режиме АТБ работает в комбинированном режиме НН→СН; ВН→СН.

Мощность АТБ:

Sном≥ = 277,52МВА

где k выч=

Принимаем к установке два параллельно подключенных автотрансформатора на один выключатель типа 2хАТДЦТН-250000/500/100/15,75[Л 1 табл. 3,8] [Л 2 табл. П.2-10].

Sном=250 мВА, Uвн=500кв; Uсн=121кВ;Uни=38,5кВ

∆Ркз вн*сн=690кВт Uкз вн-сн=13%

∆Ркз вн-нн=280кВт Uкз вн-нн=33%

∆Ркз сн-нн=230кВ Uкзсн-нн=18,5%

Цена=1276,7* тыс.руб.

Расчет годовых потерь энергии в трансформаторах и АТ

Вариант 1

Годовые потери энергии определяются отдельно в стали ∆Эст и в меди ∆Эм.

Потери в стали трансформатора ∆Эст=∆Рхх. 8760кВт*час где ∆Рхх –потери холостого хода трансформатора .Потери меди трансформатора.

∆Эм=

Где Ркз-потери КЗ трансформатора.

Рзi . Pлi-нагрузка I ток ступени суточных графиков для зимы и лете ,мВт.

Tзi.tki-продолжительность в часах нагрузок Рлi,Pзi

Mз=220дней ,mл=145дней –продолжительность зимы и лета в сутках.

Выбор трансформаторов собственных нужд
Расчетная мощность рабочего ТСН.

S расч= МВА

Принимаем номинальную мощность рабочих ТСН.

Sном=25МВА

Тип.ТРДНС-25000/15,75/6,3-6,3(Л 1 табл. 3,4)

Uкз вн-нн=10,5% ; Uкз - =30%.

Цена=210,8* тыс. руб.

Мощность пуска - резервных трансформаторов с.н ПРТСН берется на ступень выше , т.е Sном=32мВА.

Вариант 1.

ПАТСН1: ТРДСН-32000/35/6,3-6,3 [Л1 табл. 34]

Uкз вн-нн =12,7% ; Uкз - =40%

Цена =258,8* тыс. руб.

ПАТСН2: ТРДНС- 40000/110/6,3-6,3 [Л1 табл. 36.]

Uкз внн-нн=10,5%

Цена 300* тыс. руб.

Вариант 2:

ПАТСН1 и ПАТСН 2:ТРДНС-40000/110/6,3÷6,3[Л1 табл.36]

Цена 300 тыс.руб.

Расчет ущерба от недоотпуска электроэнергии
Расчет надежности должен учитывать; показатели надежности элементов, схему соединений элементов.

При разработке электрической схемы электростанции рассчитывают ущерб от недоотпуке электроэнергии в систему. Поэтому следует для каждого варианта схемы рассмотреть те отказы которые приводят к потере генерирующей мощности и рассмотреть частоту аварийных отключений генераторов и среднюю длительность их простоя.

При проектировании структурной схемы расчет надежность производятся только для трансформаторов (АТ) блоков и связей между РУ. Поэтому рассматривают отказы этих элементов и их расчетные последствия. На этом этапе принимает что схемы РУ во всех вариантах одинаковы (Л3 §4,3)

Поскольку число элементов структурной схемы невелико, то таблицу расчетных связей можно не составлять.

Состав учитываемых элементов в вариантах структурной схемы: трансформаторы Т. Автотрансформаторы блоков –АТБ автотрансформатор связи –АТС между РУ 500кВ и 110 кВ генераторные выключатели –ВГ.

Показатели надежность работы энергоблоков 200МВт с паротурбинными установками приведены в [Л1 табл. 8,17]

Элементы	1/год	Тв, час	1/год	Тр час
Энергоблок 200 МВт	10,5	45	8,9	155,4
Трансформаторы и АТ Uвн=500 кВ	0,05	220	1,0	50
Трансформаторы Uвн=110 кВ	0,02	95	1,0	30
ГВ-15,75 кВ	0,04	20	0,2	40

=8,67 1/агрегат*100 (1/год.) параметр потока отказов.

Тв=45 час –средняя время восстановления.

П=16 1/агрегат –год удельная число остановов блока.

Тнл=1139 час- среднее время плановых простоев.

Переход к показателя надежности производится по выражениям приведенным в [Л1 табл.8,5]

Частота плановых остановов : нл=(n-w)=

=(16-8,7)* 8,9 1/год

Где продолжительность агрегата

Т агрегата год =8760-Тнл-Тв*10=8760-1139-45*8,67=7230 часов.

Параметр потока отказ приведенный к календарному году = * =8,67* =10,5 1/год

Продолжительность плавного ремонта приведенная календарному году .

Тнл= = =155.4 час.

Выбор схемы РУ на напряжение 110 и 500 кВ
Распределительные устройства- РУ- это электро-установка предназначенная для приема и распределение электрической энергии и содержащая электрические аппараты шины и вспомогательные устройства.

РУ должны обеспечивать надежность работы электроустановки, что может быть выполнено при правильном выборе и расстановке электрооборудования, при правильном подборе типа и конструкции РУ в соответствии с ПЭУ.

Обслуживания РУ должно быть безопасным и удобным. Размещения оборудования в РУ должно обеспечивать хорошо обозреваемость, удобство ремонтных работ полную безопасность при ремонтах и обходах. Для безопасности совпадают минимальные расстояние от токоведущих частей до различных элементов.

РУ должны быть экономичным .Стоимости сооружения РУ. Слагается из стоимости строительной части электрооборудования, электромонтажных работ и накладных расходов. Для уменьшения стоимости части по возможности уменьшают объем здания и упрощают его конструкцию.

Выбор электрической схемы РУ на 500 кВ.

РУ 500 кВ проведем технико-экономическое сравнение для двух вариантов схем с учетом показателей надежности : (8 присоединений ).

1. 
   Вариант: схема с двумя схема (3/2 выключателя на присоединение)
   
2. 
   Вариант: схема с двумя системами шин и 4/3 выключателя на присоединение.
   

При выборе электрической схемы РУ варьируемым элементам являются выключатели и сборные шины. Составляют таблицу расчетных связей. Учитывая, что во всех вариантах схем РУ повышающие трансформаторы и автотрансформаторы, а также генераторы остаются неизменными, эти элементы в таблицы расчетных связей не вводят (Л.3 §4,3)

Полуторная схема.

Параметры потоке отказов системы сборных шин 1В,(2В) сш= сш табл.*П пр.=0,013*4=0,052 1/год

П пр=4-число присоединений к одной систем СШ.

сш= сш табл.* П пр=0,166*4=0,664 1/год –частота капитальных ремонтов.

Тр. сш=Тр.сш табл.*Ппр=5*4=20 час/год-продолжительность капитального ремонта.

Собственный параметр потока отказов выключателей всоб= в*ав.ст+ав.сп*Nоп.

Где в-табличный параметр потока отказов выключателя.

Ав.ст – относительная частота отказов выключателя в статическом состоянии; ав.ст=0,2-для воздушных выключателей.

Ав. Оп- относительная частота отказов выключателя при оперативных переключениях; ав.оп=0,002
Nоп- число операции выключателем за год.

в.соб=0,15*0,2+0,002*Nоп.

Определим число операции для различных групп выключателей ( 1,5.Л4)

Nоп=Nц( 1+ 2+ реж)+[(Nц-1)( 1+ 2)+⅀ в.i](1-ав.к)

где; Nц - количества операции цикла ,равна числу операций выключателем присоединений (N ц=4-для РУ с подключением присоединений через два выключателя и Nц=2-для схем РУ с подключением через 1 выключатель.)

1 и 2 частота плановых ремонтов присоединений или СШ которые соединяют данный выключателб.

реж-частота отключений присоединения по режимам требованиям (принимаем реж.=0)