Электрическая часть ТЭЦ-346МВт

1 Электрическая часть
1. Выбор турбогенератора
В соответствии с заданием на проектируемой ТЭЦ выбираются к установке 2 турбогенератора Т3В – 110 - 2У3 и два турбогенератора типа ТВЗ-63-2УЗ, технические характеристики их сведены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1.Технические данные генераторов
Тип генератора Номинальная частота вращения об/мин Номинальная мощность Номинальное напряжение, кВ сosφном Номинальный ток, кА Схема соединения обмоток статора Число выводов обмоток статора Система возбуждения Охлаждение Сопротивление х” d*, o.e.
Полная, МВА Активная, МВт Обмотка статора Стали статора Обмотки ротора
Т3В-110-
2У3 3000 137,5 110 10,5 0,8+ 7,56 YY 6 СТС НВ НВ НВ 0,19
Т3В-63-
2У3 3000 78,8 63 10,5 0,8+ 4,4 YY 6 СТС НВ НВ НВ 0,15
Т3В - с непосредственным охлаждением обмотки статора и ротора дистиллированной водой, с косвенным водяным охлаждением активной стали сердечника с заполнением внутреннего пространства генератора воздухом при атмосферном давлении.
СТС- Тиристорные системы возбуждения, предназначены для возбуждения как вновь вводимых генераторов, так и для замены электромашинных возбудителей генераторов на действующих электростанциях.
Т - турбогенератор;
3В – трижды водяное охлаждение (Ротор, статор, сердечник);
110 (63) - активная мощность, МВт;
2 - число полюсов;
У - климатическое исполнение - умеренный климат;
З - категория размещения - в закрытом помещении, по ГОСТ 15150-69.
2. Разработка структурной схемы ТЭЦ
Чтобы наметить наиболее рациональный вариант структурной схемы ТЭЦ, предварительно необходимо рассчитать мощности нагрузки на шинах станции и определить отбор мощности на собственные нужды.

2.1 Расчет мощности нагрузки на шинах станции
По таблице нагрузок подсчитывается полная нагрузка на генераторном напряжении U2 в режимах максимальных и минимальных нагрузок по формуле:
Для L 18 КW =1,8 км в максимальном режиме:
S_max^(U_2 )=n_w^(U_2 )*(P_max^(U_2 ),1W)/cosφ*k_одн=18*3/0,87*0,88=54,62 МВА,
в минимальном режиме:
S_min^(U_2 )=n_w^(U_2 )*(P_min^(U_2 ),1W)/cosφ*k_одн=18*1,9/0,87*0,88=34,59 МВА,
где n_w^(U_2 )- заданное количество линий на напряжении U2,
P_(max(min),1w)^(U_2 )-мощность нагрузки одной линии,МВт,
Кодн–коэффициент одновременности
– коэффициент мощности нагрузки
Для L 12 КW =2,6 км в максимальном режиме:
S_max^(U_2 )=n_w^(U_2 )*(P_max^(U_2 ),1W)/cosφ*k_одн=12*2,5/0,9*0,92=30,66 МВА,
в минимальном режиме:
S_min^(U_2 )=n_w^(U_2 )*(P_min^(U_2 ),1W)/cosφ*k_одн=12*1,4/0,9*0,92=17,17 МВА,

2.2 Расчет отбора мощности на собственные нужды
Расход на собственные нужды каждого блока, установленного на ТЭЦ (если таковые будут установлены), определяется в зависимости от активной мощности генератора блока по формуле:
S_(с.н.бл)=(n%)/100*P_номG*k_c=10/100*110*0,8=8,8 МВА
где P_номG - активная мощность генератора блока, МВт;
n%=Р_(С.Н.max)/Р_УСТ % = 10 и k_c определены по [1] (таблица 5.2), [2] (таблица 5.1);
Кс – коэффициент спроса установок с. н. = 0,8
Для генератора 63 МВт:
S_(с.н.бл)=(n%)/100*P_номG*k_c=10/100*63*0,8=5,04 МВА

2.3 Обоснование выбора варианта структурной схемы ТЭЦ
Выбрав типы установленных на проектируемой ТЭЦ генераторов, рассчитав заданные нагрузки и отбор мощности на собственные нужды, намечается структурная схема ТЭЦ.
В зависимости от заданных нагрузок и напряжений возможны различные варианты структурных схем ТЭЦ, в данном случае – это ТЭЦ блочного типа, на которой все генераторы соединяются в блоки с трансформаторами, а местная нагрузка, если она имеется, питается ответвлениями от блоков (рисунок 2.5).
Необходимо иметь в виду, что:
1) согласно п. 8.15 [6] на ТЭЦ в блоке между генератором и двухобмоточным повышающим трансформатором должен устанавливаться генераторный выключатель;
2) генераторы с МВт работают по схеме блока G–T;
3) если нагрузка генераторного напряжения невелика, то ее можно запитать отпайкой от блока (рисунок 2.5);
4) в настоящее время сооружаются преимущественно ТЭЦ блочного типа.
Выбор той или иной структурной схемы ТЭЦ зависит также от перспектив роста нагрузок на том или ином напряжении, от уровня токов КЗ, надежности электроснабжения, наличия трансформаторов необходимой мощности и сочетания напряжений.
Учитывая всё выше изложенное, намечается структурная схема заданной для проектирования ТЭЦ и дается ее обоснование.
Структурная схема приведена на рисунке 2.1

Рис.2.1 Структурная схема.

2.4 Выбор блочных трансформаторов
Если на ТЭЦ есть блоки с генераторными выключателями, выдающие всю вырабатываемую генераторами мощность в сеть ВН (смотрите рисунок 2.2 – блок G3-T3, рисунок 2.5 – блок G3-T3, рисунок 2.6), то номинальной мощности блочного трансформатора в этих блоках ведется по условию:
S_(〖номТ〗_бл )≥ S_номG,МВА.
S_(〖номТ〗_бл )≥ 78,8 МВА.

Эти трансформаторы работают только как повышающие, технические характеристики их смотрите в [1] (таблица П2.5, П2.7), [3] (таблица П2.5, П2.7), [4] (таблицы 3.6, 3.8).
На ТЭЦ блочного типа, на которых через реактированные отверстия от ввода генераторного напряжения запитаны местные потребители (рисунок 2.5 – трансформаторы T1, T2), выбор трансформаторов в таких блоках ведется с учетом этой нагрузки, поэтому сначала определяют величину перетока мощности через T1(T2) в трех режимах:
Режим 1. Нормальный режим (в работе все генераторы и трансформаторы) нагрузка на высоком напряжении – максимальная:
S_(расч(1))=S_номG1^(U_2 )-S_(с.н.бл1)^(U_2 )-1/2 S_max^(U_2 )=137,5-8,8-1/2 54,62=101,39 МВ∙А,
Режим 2. Нормальный режим (в работе все генераторы и трансформаторы) нагрузка на среднем напряжении – минимальная:
S_(расч(2))=S_номG1^(U_2 )-S_(с.н.бл1)^(U_2 )-〖1/2 S〗_min^(U_2 )=137,5-8,8-1/2 34,6=111,4 МВ∙А,
Режим 3. Наиболее мощный блок, подключенный к сборным шинам с напряжением U_2 выведен в ремонт; работают оба блочных трансформатора, нагрузка на среднем напряжении – максимальная:
〖 S〗_(расч(3))=〖-(1/2 S〗_max^(U_2 )+S_(с.н.бл1)^(U_2 ))=-(1/2 54,62+8,8)= -36,11 МВ∙А.
Из трех полученных перетоков выбирают наибольший (S_(расч,max) ) и определяют по нему необходимую мощность трансформатора блока из условия:
S_(номT1 (T2) )>S_(расч,max),МВ∙А.
S_(номT1 (T2) )>111,4 МВ∙А
Так как трансформаторы этих блоков могут работать не только в повышающем режиме, но и в понижающем, они обязательно должны иметь устройство для регулирования напряжения под нагрузкой.
Технические параметры блочных трансформаторов сводятся в таблицу 1.2.