Выбор двух структурных схем электрической станции

Рис. 1 Вариант – I

 

Рис. 2 Вариант – II

 

Расход мощности на с. н. одного генератора:

 

Р_с.н.=  ×P_ном.г; =5% [уч. 1 стр. 445 таб. 5,2]

Р_с.н.=  ×120=6 МВт – для генераторов ТВФ-120-2УЗ

Р_с.н.=  ×220=11 МВт – для генераторов ТВВ-220-2ЕУЗ

 

Расчёт перетока через АТ связи I – варианта

 

P_пер.max =2×120-2×6-260=-32 МВт

P_пер.min=2×120-2×6-230=-2 МВт

 

Расчёт перетока через АТ связи I – варианта

 

P_пер.max =3×120-3×6-260=82 МВт

P_пер.min=3×120-3×6-230=118 МВт

 

Вывод: I - вариант по перетоку мощности более экономичен.

Провожу расчёт реактивных составляющих

Q_с.н.=Р_с.н.=cos

С. Н. Q_c.н.=Р_с.н ­× =6× =4,2 МВар

С. Н. Q_c.н.=Р_с.н ­× =11× =7,7 МВар

Q_г1=Р_г1× =120× =90  МВар

Q_г2=Р_г2× =220× =132  МВар

Q_max=P_max× =260× =130 МВар

Q_min=P_min× =230× =115 МВар

ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ

4.1 Выбор блочных трансформаторов I и II варианта мощности провожу по [уч. 1, стр. 390 т. 5,4]

МВА

МВА

МВА

 

В качестве блочных трансформаторов принимаю [по уч. 2 стр. 146-156  табл. 3,6] на стороне:

 - 110 кВ – трансформатор типа ТДЦ-200000/110

 - 220 кВ – трансформатор типа ТДЦ-400000/220 – для генератора

ТВВ-220-2ЕУЗ

 - 220 кВ – трансформатор типа ТДЦ-200000/220 – для генератора

ТВФ-120-2УЗ

Выбор автотрансформаторов связи

I – вариант

 

S_расч.=  

S_{расч.min.}=  МВА

 S_{расч.max.}=  МВА

 S_{расч.ав..}=  МВА

 

По наиболее тяжёлому режиму выбирают мощность автотрансформатора связи.

 

S_{треб.АТ}= =109 мВА

 

Где К_n=1,4 т.к. график нагрузки и условия работы автотрансформатора неизвестны.

Выбираю два автотрансформатора: АТДЦТН-125000/220/110

II – вариант

 

S_расч.=  

S_{расч.min.}=  МВА

S_{расч.max.}=  МВА

S_{расч.ав..}=  МВА

 

По наиболее тяжёлому режиму выбирают мощность автотрансформатора связи.

 

S_{треб.АТ}= =129.4 мВА

 

Где К_n=1,4 т.к. график нагрузки и условия работы автотрансформатора неизвестны.

Выбираю два автотрансформатора: АТДЦТН-200000/220/110

Данные выбранных трансформаторов свожу в таблицу 2

 

Таблица 2

Тип трансформатора	Кол-       во IВ/IIВ	Uном кВ			Р0 кВт	Рк кВт			Uк %
		ВН	СН	НН		ВН- -СН	ВН--НН	СН- -НН	ВН- -СН	ВН- -НН	СН- -НН
2×АТДЦТН 200000/220/110	-/2	230	121	38,5	105	430	-	-	11	32	20
2×АТДЦТН 125000/220/110	2/-	230	121	10,5	65	315	-	-	11	45	28
ТДЦ 200000/220	2/1	242	-	18	130	-	660	-	-	11	-
ТДЦ 200000/110	2/3	121	-	15,75	170	-	550	-	-	10,5	-
ТДЦ 400000/220	2/2	237	-	21	315	-	850	-	-	11	-

 

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Капитальные затраты рассчитываю учитывая стоимость основного оборудования. Данные свожу в таблицу.

Капитальные затраты

Таблица 3

Тип оборудования	Стоимость ед. обор-я тыс. у.е.	I-вариант		II-вариант
		Кол-во шт.	Стоимость тыс. у.е.	Кол-во шт	Стоимость тыс. у.е.
Блочные трансформаторы
ТДЦ-200000/110	222	2	444	3	666
ТДЦ-400000/220	389	2	778	2	778
ТДЦ-200000/220	253	2	506	1	253
Автотрансформаторы связи
АТДЦТН- 125000/220/110	195	2	390	-	-
АТДЦТН- 200000/220/110	270	-	-	2	540
Ячейки ОРУ
220 кВ	78	8	624	7	546
110 кВ	32	10	320	11	352
Итого			3062		3135

 

Потери электрической энергии в блочном трансформаторе ТДЦ-200000/110 присоединённом к сборным шинам 110 кВ [уч. 1 стр. 395 (5,13)]

 

τ кВТ×ч

Т=Т_год-Т_рем=8760-600=8160 час

τ=4600 час – время потерь

Т_max=6000 ч. по [уч. 1 стр. 396 рис. 5,6]

Δ W ₁=8160×170+550× ×4600=2,7×10⁶ кВт× час

 

Потери в блочном трансформаторе ТДЦ-400000/220 – для генератора ТВВ-220

Δ W ₂=8160×315+850× ×4600=4,09×10⁶ кВт× час

 

Потери в блочном трансформаторе ТДЦ-200000/220

 

Δ W ₃=8160×130+660× ×4600=2,6×10⁶ кВт× час

 

Потери электроэнергии в автотрансформаторе связи в I-варианта по [уч. 1 стр 396 (5,14)] с учётом того, что обмотка НН не нагружена.

 

 τ  τ_C

 

I – вариант автотрансформатор АТДЦТН-125000/220/110

 

= кВт×ч

  Где Р_КВ=Р_КС=0,5×Р_КВ=0,5×315=157,5

 S_maxB=S_maxC= МВА

 Т=Т_год=8760 год

 

II – вариант автотрансформатор АТДЦТН-200000/220/110

 

= кВт×ч

 Где Р_КВ=Р_КС=0,5×Р_КВ=0,5×430=215

 S_maxB=S_maxC= МВА

 Т=Т_год=8760 год

 

Суммарные годовые потери I – варианта

 

2×1,12×10⁶+2×2,7×10⁶+2×4,09×10⁶+2×2,6×10⁶=21,02×10⁶ кВт×ч

 

Суммарные годовые потери II – варианта

 

2×1,3×10⁶+3×2,7×10⁶+2×4,09×10⁶+1×2,6×10⁶=21,48×10⁶ кВт×ч

 

Годовые эксплутационные издержки

 

Где Р_а=6,4 %, Р_о=2 %, =0,6×10^-2 у.е. кВт×ч по уч. 2 стр. 545

 т. у. е.

 т. у. е.

 

Приведённые затраты по уч. 1 стр.395

 

З=Р_Н×К+U

 

Где Р_Н=0,12 – нормативный коэффициент экономической эффективности для энергетики

 

 З_I=0,12×3062+383,328=750,8 т.у.е.

 З_II=0,12×3135+392,220=768,4 т.у.е.

 

Разница в затратах

 

 

Вывод: Варианты равноценны т.к. ∆З<5 %, принимаю вариант – I т. к. по перетоку мощности более экономичнее.

ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ С. Н.

6.1 Выбор ТСН рабочих

 

 Рабочие ТСН подключаются отпайкой к блоку их количество равно количеству генераторов. Требуемая мощность рабочих Т.С.Н.

 

 - коэффициент спроса по уч. 1 стр. 20 т. 1,17

 

Требуемая мощность Т.С.Н.

 

S_СН≥0,85×6=5,1 МВА

 

По каталогу принимаю для блоков 120 МВт трансформатор ТМН-6300/20

 

U_ВН=13,8 кВ

U_НН=6,3 кВ

P_Х=8 кВт

P_К=46,5 кВт

U_К= 7,5 %

 

 Требуемая мощность Т.С.Н.

 

S_СН≥0,85×11=9,35 МВА

 

По каталогу принимаю для блоков 220 МВт трансформатор ТДНС-10000/35

 

U_ВН=15,75 кВ

U_НН=6,3 кВ

P_Х=12 кВт

P_К=60 кВт

U_К= 8 %

 

6,2 Выбор резервных трансформаторов С.Н.

Так как на ГРЭС количество блоков больше трёх устанавливаю два РТСН. Один подключён к НН АТ связи, другой в резерве.

Требуемая мощность РТСН

 

S_РТСН≥1,5×S_СНmax=1.5×9.35=14.03 МВА

 

По каталогу принимаю ТДНС-16000/20

 

U_ВН=15,75 кВ

U_НН=6,3 кВ

P_Х=17 кВт

P_К=85 кВт

U_К= 10 %

 

Схема ТСН

 

Рис. 3 схема ТСН