Курсовая работа (т): Строительство новой районной электрической станции установленной мощностью 2500 МВт

Строительство новой районной электрической станции установленной мощностью 2500 МВт

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Дaнные проeктируемой стaнции и рaсчетной схeмы

.1 Выбор типов генераторов

.2 Проектирование структурной схемы станции

.3 Выбор трансформаторов

.4 Выбор источников питания системы собственных нужд станции

.5 Выбор схем распределительных устройств

.6 Технико-экономическое сравнение вариантов главной схемы

. Расчет токов короткого замыкания

.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах РУ 500 кВ. (К1)

.2 Расчет токов короткого замыкания на выводах генератора (К2)

.3 Расчёт токов короткого замыкания на шинах РУ 220 кВ (К3)2

. Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей

.1 Выбор высоковольтных выключателей

.2 Выбор разъединителей

.3 Выбор сборных шин и токоведущих шин

.4 Выбор измерительных трансформаторов тока

.5 Выбор измерительных трансформаторов напряжения

.6 Выбор ОПН

Заключение

Список литературы

Введение

На современном этапе своего развития человечество уже не способно отказаться от использования электроэнергии. В связи с этим повсеместно происходит строительство новых и реконструкция старых электростанций. Проектирование новой электростанции включает в себя решение ряда вопросов, зачастую взаимосвязанных: выбор мощности, типа топлива, расположения, количества распределительных устройств и их номинальных напряжений. Также для проектируемой станции производится выбор энергогенерирующего и коммутационного оборудования.

В своем курсовом проекте я рассмотрел вопрос строительства новой районной электрической станции установленной мощностью 2500 МВт, основным топливом которой будет являться газ, выработка электроэнергии производится на двух напряжениях: 220 киловольт для обеспечения местной электрической сети и 500 киловольт для связи с энергетической системой и соседней РЭС.

1. ДАННЫЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СТАНЦИИ И РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ

Таблица 1. Данные проектируемой станции и расчетной схемы

1.1    Выбор типов генераторов

На проектируемой электростанции устанавливаются однотипные турбогенераторы номинальной мощностью не менее 500 МВт. В качестве такого может быть выбран генератор ТВВ-500-2, технические характеристики которого указаны в таблице 1.1

Выбранные на основе заданной мощности генераторы по справочным данным тип и параметры турбогенераторов РЭС заносим в таблицу 1.1.1[1]:

Таблица 1.1 Технические характеристики турбогенератора ТВВ-500-2ЕУ3

1.2 Проектирование структурной схемы станции

Рисунок 1.2.1 Структурная схема РЭС (Вариант 1)

Рисунок 1.2.2 Структурная схема РЭС (Вариант 2)

1.3    Выбор блочных трансформаторов и автотрансформаторов связи

Блочные трансформаторы выбираем, учитывая проходящую через них мощность при работе генератора на полную мощность.

Расчёт произведём для двух разработанных вариантов структурной схемы РЭС.

Для первого варианта.

Мощность, необходимая для обеспечения собственных нужд.

 ,

где, учитывая тип топлива станции - газ, процент расхода мощности на собственные нужды , коэффициент спроса  [3].

Мощность блочных трансформаторов выбирается исходя из следующего условия:

По справочнымлданным на стороне 220 кВ выбираем трансформатор ТДЦ-630000/220, исполнения 242/20 кВ, с параметрами: Sт.ном=630МВА>565,7МВА; Рx = 380кВт; Pк= 1300 кВт; Ukв-н=11%; цена 579тыс.р.

На стороне 500кВ выбираем блочныеотрансформаторы типа ТДЦ-630000/500, исполнения 525/20 кВ, с параметрами: Sт.ном=630МВА>565,7МВА; Рх = 500 кВт; Рк=1300кВт; UкВ-Н= 14%; цена 670тыс.р.

Мощность, которая подводится к шинам 220 кВ от блока 500 МВт в интервалы времени:

От 0 до 6 ч. и от 22 до 24ч:

 = 896,2 МВА.

От 6 до 22ч:

 = 1131,5 МВА.

Полная мощность, которая выдаётся с шин 220 кВ станции в сеть местного района нагрузки в интервалы времени:

От 0 до 6 ч. и от 22 до 24ч:

 ,

где  принимаем равным =0,85.

 = 611,8 МВА,

 764,7 МВА.

Переток мощности между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ при нормальном состоянии схемы станции в различные интервалы времени:

От 0 до 6 ч. и от 22 до 24ч:

.

От 6 до 22ч:

.

Переток мощностей при отключении при аварии блока на стороне 220 кВ:

От 0 до 6 ч. и от 22 до 24ч.:

.

От 6 до 22ч.:

.

По данным расчета перетоков мощности построены графики. Эти графики необходимы для выбора автотрансформаторов связи.

Рисунок 1.3.1 График перетоков мощности между РУ 220 и РУ 500 для различных режимов

Максимальная мощность, подводимая блоком к РУ 220 кВ:

Минимальная мощность, подводимая блоком к РУ 220 кВ:

где - технологический минимум блока при условии, что вид топлива - газ.

Поскольку выполняются условия :

,

.

Значит? выбираем один АТ связи, т. к. в случае его повреждения блок обеспечивает надежное питание сети 220 кВ [3].

Выберем номинальную мощность АС по следующему условию:

 ,

где - допустимый коэффициент систематической нагрузки [1].

По справочным данным выберем АТ типа АТДЦН-50000/500/220 с параметрами: Sном = 500 МВА; Рх = 220 кВт; Pк вн-сн = 1050 кВт; цена 375 тыс.р. [1]. Кп.сист=1,05.

Рассчитаем фактический коэффициент систематической нагрузки по формуле:

 т.е меньше допустимого.

Для второго варианта.

Максимальная нагрузка СН одного блока:

 ,

где  - аналогично расчётам для первого варианта структурной схемы.

Номинальную мощность блочных трансформаторов выберем по следующему условию:

.

По данным из справочного материала на стороне 220 кВ выбираем трансформатор ТДЦ-630000/220, исполнение 242/20 кВ, параметры: Sт.ном=630МВА>565,7МВА; Рx = 380кВт; Pк= 1300 кВт; Ukв-н=11%; цена 579тыс.р.

На стороне 500кВ выбираем блочные трансформаторы типа ТДЦ-630000/500, исполнение 525/20 кВ, с параметрами: Sт.ном=630МВА>565,7МВА; Рх = 500 кВт; Рк=1300кВт; UкВ-Н= 14%; цена 670тыс.р. [1].

Мощность, которая подводится к шинам 220 кВ от блока 500 МВт в следующие интервалы времени:

От 0 до 6 ч. и от 22 до 24ч:

 = 448,1 МВА.

От 6 до 22ч:

 = 565,7 МВА.

Полная мощность, которая выдаётся с шин 220 кВ в местную сеть нагрузки в интервалы времени:

От 0 до 6 ч. и от 22 до 24ч:

 ,

 = 611,8 МВА,

 764,7 МВА.

Переток мощности между РУ 220 кВ и РУ 500 кВ при нормальном состоянии схемы станции в различные интервалы времени:

От 0 до 6 ч. и от 22 до 24ч:

От 6 до 22ч:

Переток мощностей при ремонтном отключении блока на стороне 220 кВ:

От 0 до 6 ч. и от 22 до 24ч.:

От 6 до 22ч.:

По данным расчета приведенным выше перетоков мощности построен график.

Рисунок 1.3.2 График перетоков мощности между РУ 220 и РУ 500 для различных режимов

Максимальная мощность, подводимая блоком к РУ 220 кВ:

Минимальная мощность подводимая блоком к РУ 220 кВ:

Так как не выполняются следующие условия:

тогда выбираем два АТ связи, т. к. в случае аварийного повреждения одного АТ, блок не сможет обеспечить надежное питание сети 220 кВ [3].

Выберем номинальную мощность АС по следующему условию:

где - допустимый коэффициент систематической нагрузки.

По справочным данным выберем АТ типа АТДЦТН-50000/500/220, параметры: Sном = 500 МВА; Рх = 230 кВт; Uкв-с=11%, Кп.сист=1,1. Цена=375 млн. руб. [1].

Номинальная мощность этой группы АТ:

Фактический коэффициент систематической нагрузки:

т.е. меньше допустимого.

1.4 Выбор источников питания системы СН станции

При осуществлении выбора источников питания СН и их сравнительной оценке необходимо учесть нагрузки собственных нужд. Собственное потребление электроэнергии зависит от типа электростанции, вида топлива и способов его сжигания, параметров пара, типа турбогенератора и его мощности, наличия турбопривода у части механизмов.

Напряжение СН выбирают равным 6 кВ. Так как рабочих трансформаторов 5, то значит резервный выбираем 1. На РЭС питание СН осуществляется ответвлениями от генераторов блока через трансформаторы. Мощность рабочего трансформатора СН для блока мощностью 500 МВт:

Sн.max=22,5 МВА.

Выбираем трансформатор ТРДНС-25000/35 с параметрами [1]:

Sт.ном.= 25 МВА; Uвн=20 кВ, Uнн=6,3 кВ. Цена = 62000 т.р.

1.5    Выбор схем распределительных устройств

Исходя из исходных данных выберем схему с двумя рабочими и обходной системами шин и полуторную схему [1].

Рисунок 1.5.1 Структурная схема РЭС (схема 1)

Рисунок 1.5.2 Структурная схема РЭС (схема 2)

1.6    Технико-экономическое сравнение вариантов главной схемы электрических соединений

Вариант 1:

Для схемы 1:

)        Рассчитаем капиталовложения в выбранное электрооборудование:

Расчёт капиталовложений в выбранные выше трансформаторы:

Выберем по условиям номинального напряжения следующие выключатели: на стороне 220 ВНВ-220Б- 63/3150ХЛ1, цена = 85179 руб.; на стороне 550 ВНВ-500А-63/3150У1, цена = 105350 руб.

Выбираем разъединители: на стороне 220 РДЗ 2-220/3150, цена = 440 руб.; на стороне 550 РДЗ 500/3150, цена = 1600 руб. [1].

Капиталовложения в тран-ры и РУ:

2)  Стоимость потерь электроэнергии:

Потери электроэнергии за год в одном трансформаторе типа ТЦ-630000/220 на РУ 220 кВ:

где Рx, Pк - потери мощности в трансформаторе при номинальной нагрузке; Тр - средняя продолжительность ремонта трансформатора - 30; Sпр.1 -мощность, которая проходит через трансформатор за время t1, с 0 до 6 ч и с 22 до 24ч. = 448,1 МВА, t1= 8ч; Sпр.2-мощность, которая проходит через трансформатор за время t2, с 6 до 22ч. =565,7 МВА ; t2=16ч; Среднее число дней работы трансформатора за год 356.

Потери электроэнергии за год в одном трансформаторе ТЦ-630000/500:

Потери электроэнергии за год в АТ связи:

) Амортизационные отчисления за год:

где - норма амортизационных отчислений.

) Издержки за год на обслуживание электроустановки:

) Эксплуатационные издержки за год:

)Расчёт минимума приведённых затрат:

Вариант 2 :

) Рассчитаем капиталовложения в выбранное электрооборудование:

Расчёт капиталовложений в выбранные выше трансформаторы:

Выберем по условиям исходного напряжения выключатели: на стороне 220 ВВБ-220Б- 40/2000ХЛ1, цена = 37870 руб.; на стороне 550 ВВБ-500А-40/2000У1, цена = 98170 руб.

Выбираем разъединители: на стороне 220 РНД - 220/3200У1, цена = 600 руб.; на стороне 550 РНД 500/3200, цена = 3210 руб. [1].