Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, РАСЧЕТ ТОКОВ
КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ 9
1.1 Выбор генераторов 9
1.2 Выбор и обоснование двух вариантов структурных схем
проектируемой электростанции 11
1.3 Выбор блочных трансформаторов 11
1.4 Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН и РТСН) 12
1.5 Выбор автотрансформаторов связи 12
1.6 Технико-экономическое сравнение вариантов схем проектируемой
электростанции 14
1.7 Выбор главной схемы собственных нужд, включая секции 0,4 кВ и
резервных трансформаторов собственных нужд 16
1.8 Расчет токов короткого замыкания 17
1.9 Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей для
заданных цепей. Выбор токоведущих частей по участкам 24
1.10 Выбор выключателей и разъединителей для генератора 27
1.11 Выбор измерительных трансформаторов 28
1.12 Выбор электрических аппаратов по номинальным параметрам
для цепей высокого и среднего напряжения 31
1.13 Выбор типов релейных защит и автоматики для всех элементов
главной схемы 31
1.14 Описание конструкции открытого распределительного
устройства 34
2 РАСЧЕТ ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ПРОЕКТРИУЕМОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ 37
2.1 Расчет тарифа на электроэнергию, чистой прибыли, рентабельности37
2.2 Расчет точки безубыточности 38
2.3 Сравнение показателей проектируемой КЭС с действующими 38
3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ СПОСОБА СИНХРОНИЗАЦИИ П
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 45
ПРИЛОЖЕНИЕ А - Расчетная схема проектируемой конденсационной
электростанции мощностью 2400МВт 1 и 2 вариант
ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Главная упрощенная схема конденсационной электростанции мощностью 2400МВт 1 и 2 вариант
ПРИЛОЖЕНИЕ В - Главная электрическая схема КЭС 2400МВт
ПРИЛОЖЕНИЕ Г - План и разрез ячеек ОРУ 330/500кВ
ПРИЛОЖЕНИЕ Д - Безопасность и экологичность проектируемой электростанции
Конденсационные электростанции (КЭС) исторически получили наименование государственных районных электрических станций (ГРЭС). Они проектируются с агрегатами мощностью 100, 150, 200, 300, 500, 800, 1200 МВт, имеющими номинальные напряжения генераторов 10,5-24 кВ. Основными агрегатами, используемыми на большинстве сооружаемых и проектируемых ГРЭС, являются серийно изготовляемые агрегаты 300, 500 и 800 МВт.
При проектировании электрических схем ГРЭС учитывается, что они всю вырабатываемую электроэнергию, за исключением потребления электроэнергии на собственные нужды, выдают в сети повышенных напряжений. На долю ГРЭС приходится приблизительно три четверти всей вырабатываемой энергии на ТЭС (всего доля ТЭС - 70%, АЭС - 10%, ГЭС - 20%).
На новейших ГРЭС устанавливают экономичные паротурбинные агрегаты. Тепловые станции с агрегатами столь большой мощности по техническим и экономическим соображениям выполняют из ряда автономных частей - блоков. Каждый блок состоит из парогенератора, турбины, электрического генератора и повышающего трансформатора. Поперечные связи между блоками в тепломеханической части отсутствуют. При промежуточном перегреве пара они усложнили бы систему коммуникаций в систему регулировании турбин, надежность станции снизилась бы.
ГРЭС обычно сооружают вблизи мест добычи низкокалорийного топлива, транспортировка которого на значительные расстояния нецелесообразна. Вырабатываемая электроэнергия передается к местам потребления по линиям электропередачи. Ряд мощных ГРЭС используют природный газ, который транспортируется по газопроводам на значительные расстояния. Важнейшим условием, определяющим место строительства ГРЭС, является наличие источника водоснабжения. КПД ГРЭС с учетом расхода на собственные нужды не превышает 0,32-0,4. ГРЭС недостаточно маневренна. Это означает, что подготовка к пуску, синхронизация и набор нагрузки требует значительного времени от трех до шести часов. Поэтому для турбоагрегатов предпочтительным является режим работы с достаточно равномерной нагрузкой, изменяющейся в пределах от технического минимума до номинальной мощности.
Главным направлением НТП в теплоэнергетике является применение газотурбинных и парогазовых установок.
Главная электрическая схема - схема электрических и трансформаторных соединений для полного состава электрооборудования станции с указаниями всех основных параметров. [ГОСТ 24291-83].
Главная электрическая схема в значительной мере определяет основные качества электрической части станции, а также в определенной степени и качество электростанции в целом; надежность, экономичность, ремонтопригодность, безопасность обслуживания, удобство эксплуатации, удобство размещения электрооборудования, возможность дальнейшего расширения.
Согласно поставленной в задании на выпускную квалификационную работу задаче, необходимо путем рассмотрения нескольких конкурентоспособных вариантов выбрать наиболее оптимальный. При ее проектировании учитываются ряд требований:
• обеспечение оптимального уровня токов короткого замыкания (КЗ);
• удовлетворение требованиям охраны окружающей среды;
• возможность использования современной РЗ и автоматики;
• экономичность передачи и распределения мощности;
• обеспечение и маневрирование резервами мощности системы в экономных пределах;
• надежная выдача мощности и питание местных узлов нагрузки и многие другие критерии.
Процесс разработки главной электрической схемы можно разделить на следующие основные этапы: выбор схемы присоединения электростанции к энергосистеме; выбор структурной схемы; выбор целесообразного способа ограничения токов к.з.; выбор схем электрических соединений РУ на всех основных напряжениях; расчет токов к. з. и выбор электрических аппаратов.
Данная КЭС имеет три генератора типа ТВВ мощностью 800 МВт каждый. Связь с энергосистемой осуществляется по четырем линиям на напряжение 500 кВ, протяженностью 190км, потребитель снабжается электроэнергией на напряжение 330 кВ, так же по четырем линиям, суммарная мощность равняется 1000МВт, cosp=0,91. Мощность системы 7700 МВА, Хс=0,13. Район сооружения электростанции по заданию - Центр.....
Вашему вниманию была предоставлена выпускная квалификационная работа на тему “Расчет электрической части конденсационной электростанции мощностью 2400МВт”. Данная проектируемая станция имеет три турбогенератора: 3*800 МВт. Связь с системой осуществляется по четырем воздушным линиям на напряжении 500 кВ. Отпуск электроэнергии потребителю осуществляется по четырем воздушным линиям напряжением 330 кВ. Шины 500 и 330 кВ соединяются автотрансформаторами связи.
В соответствии с заданием по числу и мощности генераторов на проектируемой КЭС выбираются три турбогенератора типа ТВВ - 800. Далее намечают два варианта структурных схем проектируемой электростанции.
В первом варианте, на шинах высокого напряжения 500 кВ работает два генератора 800 МВт, два трансформатора ТНЦ - 1000/525/24, на шинах среднего напряжения 330кВ работает один генератора 800 МВт, один трансформатор ТНЦ - 1000/347/24, шины 500 и 330 кВ соединяются тремя автотрансформаторными группами 3*АОДЦТН-3*167/1000/500/330.
Во втором варианте на шинах высокого напряжения 500 кВ работает один генератор 800 МВт, и один трансформатор ТНЦ - 1000/525/24. На шинах среднего напряжения 330 кВ работает два генератора 800 МВт, один трансформатора ТНЦ - 1000/525/24, шины 500 и 330 кВ соединяются тремя автотрансформаторными группами 3 *АОДЦТН-3 * 167/1000/500/330.
Намеченные варианты главной электрической схемы КЭС отличаются количеством блоков на шинах среднего и высокого напряжения.
Далее производится технико-экономическое сравнение двух вариантов схем, по итогам расчета составляется сводная таблица из нее видно, что первый вариант, экономичнее второго, а именно на 20,5%, поэтому к дальнейшему рассмотрению принят первый вариант.
В выпускной квалификационной работе рассчитаны токи короткого замыкания, так как электрические аппараты и токоведущие части электростанции выбираются таким образом, чтобы исключить их разрушение в результате термического и динамического воздействия этих токов.
Выбор электрических аппаратов производится по расчётным данным, которые не должны превышать каталожные.
Все выбранные аппараты и токоведущие части изображены на схеме.
Также произведен выбор типов релейной защиты и автоматики.
В работе имеется краткое описание вопросов охраны труда и охраны окружающей среды, а именно:
• защита от действия электромагнитных полей под ЛЭП;
• очистка дымовых газов от сернистых веществ.
В заключение выпускной квалификационной работы был произведен расчет технико-экономических показателей КЭС. Себестоимость 1 кВт в час отпущенной энергии составляет 69,16 копеек. Показатели КЭС сравнивают с показателями действующей станции, в результате, выясняется, что проектируемую КЭС строить экономически целесообразно.
Таким образом, цели и задачи, поставленные в выпускной квалификационной работе, выполнены. Разработанный проект выполнен с учетом действующих норм и правил и соответствует им.
1 Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок [Текст]. Министерство Энергетики Российской Федерации. 2017
2 Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок [Текст]. - Москва : Энергоиздат, 2016.
3 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей [Текст]. - Москва : Энергоатомиздат, 2006.
4 Правила устройства электроустановок [Текст] / Мин-во топлива и энергетики Российской Федерации. - 6-е изд., перераб. и доп. с изм. - Москва : Главгосэнергонадзор России, 2006. - 608 с.
5 Акимова Н. А. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования [Текст] / Н. А. Акимова, Н. Ф. Котеленец, Н. И. Сентюрихин ; ред. Н. Ф. Котеленец. - 6-е изд., стер. - Москва : Академия, 2009. - 304 с. - (Среднее профессиональное образование).
6 Богатырев Л. Л. Релейная защита электроэнергетических систем [Текст] : учебное пособие / Л. Л. Богатырев. - Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ-УПИ,
2006.
7 Вавин В. Н. Релейная защита трансформатора [Текст] / В. Н. Вавин. - Москва : Энергоатомиздат, 2008. - 462 с.
8 Дуюнов A. B. Синхронные генераторы для автономных установок [Текст] / А. В. Дуюнов, С. И. Пижанков, С. Н. Левачков // Электрик. - 2004. - № 12. - Санкт-Петербург. 2-4.
9 Лапидус А. Электростанция - это просто [Текст] / А. Лапидус // Наука и жизнь. - 2010. - № 12. - Санкт-Петербург 96-102.
10 Макаров Е. Ф. Обслуживание и ремонт электрооборудования электростанций и сетей [Текст] / Е. Ф. Макаров. - Москва : ИРПО : Академия,
2007. - 448 с.
11 Мандрыкин С. А. Эксплуатация и ремонт электрооборудования электрических станций и сетей [Текст] / С. А. Мандрыкин, А. А. Филатов. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Энергоатомиздат, 2008. - 344 с.
12 Методические рекомендации по расчету среднегодовых затрат КЭС в курсовой работе и экономической части дипломного проекта [Текст] / сост. Н. В. Маркушина. - Заречный : УрТК, 2006.
13 Мусаэлян Э. С. Наладка и испытание электрооборудования электростанций и подстанций [Текст] / Э. С. Мусаэлян. - 3-е изд., перераб. и доп. - Москва : Энергоатомиздат, 2006. - 504 с.
14 Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций : справочные материалы для курсового и дипломного проектирования [Текст] / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. - Москва : Энергоатомиздат, 2006. - 456 с.
15 Ольховский Г. Г. Тепловая энергетика в начале ХХ! века [Текст] / Г. Г. Ольховский // Электрические станции. - 2011. - № 6. - Санкт-Петербург 3-12.....25