Учебная работа. Расчет основных параметров электростанции

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Расчет основных параметров электростанции

Введение

Энергосистемы уже длительное время являются основой энергетики нашей страны.

Первые энергосистемы были созданы на основе использования линий 110 кВ к 1932 г. работало шесть энергосистем с годовой выработкой свыше 1 млрд. кВт ч каждая, в том числе Московская около 4 млрд. кВт ч., Ленинградская, Донецкая и Днепропетровская более чем 2 млрд. кВт ч. Для передачи электроэнергии Днепропетровской ГЭС было освоено напряжение 154 кВ.

Со следующим этапом развития энергосистемы, соединением в энергосети смежных энергосистем, появлением первых энергетических объединений — связано освоение электропередачи класса 220 кВ. для передачи мощности 100 МВт от Нижне-Сибирской ГЭС в Ленинграде в 193 г. была построена первая линия 220 кВ. протяженностью 240 км. В 1940г. для связи двух крупных энергосистем Юга, была сооружена линия 220 кВ. Донбасс — Днепр.

Из 101 энергосистемы страны в составе ЕЭС параллельно работает 84 энергосистемы, обеспечивающие электроснабжение народного хозяйства одиннадцати стран с территориальной площадью около 10 млн.км2 и населением численностью около 220 млн. человек. Расстояние между крайними точками территорий в ЕЭС составляет с севера на юг около 3000 км, а с востока на запад 4000 км.

Мощность электростанций параллельно работающих в ЕЭС 1984 г. составила 250 млн. кВт или выработано около 1325 млрд. кВт или почти 90% общего производства электроэнергиеи в стране. структура установленной мощности электростанций ЕЭС ТЭЦ — 71,6%, АЭС — 9,4%, ГЭС — 19%.более 30 электростанций имели мощность 2 млрд. кВт и более.

Введен опытный образец блока 1200 МВт на Костромской ГРЭС, на Игналинской АЭС — 1500 МВт, на Саяно-Шушенской ГЭС — 640 МВт. наиболее мощные электростанции по типам Экибастузская ГРЭС — 4 млн. кВт, Рефтинская — 3,8 млн. кВт, Красноярская ГЭС — 6 млн. кВт.

Объединенные энергосистемы, входящие в ЕЭС, связаны между собой сетями напряжением 220-330-500-750 кВ. Сочетание сетей 500 и 220 кВ применяют в центральной и восточной зонах ЕЭС, в западной зоне системообразующей являются сети 300 и 750 кВ. Введены первые линии электропередачи новой ступени напряжения 1150 кВ. для восточной зоны ЕЭС, Экибастузская ГРЭС — Кокчетав — Кустанай (участки межсистемного транзита 1150 кВ Сибирь — Казахстан — Урал). В изолированно работающих ОЭС Средней Азии и Востока используют сети напряжением 220 и 500 кВ.

1. Выбор типа и мощности силовых трансформаторов

Полная мощность ПС в максимальном и минимальных режимах рассчитывается по формуле:

МВА

Реактивная мощность для каждой ПС в максимальном и минимальном режимах рассчитывается по формуле:

Мвар

ПС- 1

кВ

ПС- 2

кВ

ПС- 3

кВ

ПС-3

10кВ

Данные расчетов сводим в таблицу

Таблица 1 нагрузка ПС

ПодстанцияP + jQ (МВА)МАХMIN1 СН НН103,8 + j50,4 171,2 + j82,951,90 + j29,5 85,8 + j50,92 НН70,6 + j36,135,3 + j21,13 НН91,85 + j43,945,95 + j26,2трансформатор электрический сеть подстанция

На каждой ПС устанавливается по два трансформатора. Мощность каждого из них выбирается равной 0,65-0,7 максимальной нагрузки ПС. При этом предполагается, что при аварийном отключении одного из них оставшийся в работе трансформатор должен обеспечить бесперебойную работу потребителей первой и второй категории с учетом допустимого перегруза трансформатора.

ПС-1

Принимаем группу однофазных трансформаторов: 2ТДЦ-125000/330

ПС-2

Принимаем: 2АТДЦТН-200000/330

ПС-3

Принимаем: 2ТДЦ-125000/330

Данные трансформаторов сводим в таблицу

Таблица 2 Трансформаторы

ПС Кол-во тр-ровТип трансформатора Sном МВАUном кВРк

кВт Рхх

К кВт Uк I0%ВНСНННВСВНСН11грТДЦ-125000/ 330/10125330-10,5125380-11-0,5522АТДЦТН-200000/11020033011038,52001001035240,4532ТДЦ-125000/330/10125330-10,5125380-11-0,55

Расчет сопротивлений трансформаторов

ПС-1

ПС-2

ПС-3

Результаты сводим в таблицу

Таблица 3 Сопротивлений трансформаторов

ПараметрыПС-1ПС-2ПС-3ВНВНСНННВНR, Ом0,430,750,750,750,43Х, Ом48900147,149,70, 25+j1,370,2+ j1,80,25+j1,37

Приведенные мощности подстанции

Приведенные мощности в максимальном режиме

ПС-1

ПС-2

ПС-3

Приведенные мощности в минимальном режиме

ПС-1

ПС-2

ПС-3

Результаты сводим в таблицу

Таблица 4 Приведенные мощности

ПСSпр (P+jQ) МВАМАХМIN1 2 3104,1+j57,57 242,37+j189,6 92,15+j49,8452,25+j31,02 121,52+j92,78 46,85+j28,8

2 Составление вариантов схем электрической сети, электрический расчет двух из них в максимальном режиме

Варианты схем

Разомкнутая сеть

Замкнутая сеть

Данные сводим в таблицу

Таблица 5 Длина ЛЭП

РисДлина ЛЭП (км)Кол-во выключателейПо трассеПо проводамРазомкнутая сеть1 2 3 4218 283,4 216,6 370,6435,2 566,8 523,2 741,212 12 12 12Замкнутая сеть5 6 7 8391,8 403,3 196,2 261,4391,8 806,6 392,4 522,88 10 10 10Из 8 вариантов для дальнейших расчетов выбираем варианты №1 и №5, так как у этих вариантов меньшая длина ЛЭП по проводам и меньшее число выключателей.

электрический расчет выбранных схем в максимальном режиме

Разомкнутая сеть

Определяем токи на участках цепи

Определяем сечение провода на каждом участке, по экономической плотности тока

(при Тmax=6000ч)

2ЧАС-240/39 Iдоп=2Ч610=1220 А

Проверяем выбранное сечение провода в аварийном режиме

<

Замкнутая сеть

Определяем мощность головного участка схемы

Определяем токи на каждом участке сети

Определяем сечение провода на каждом участке, по экономической плотности тока

(при Тmax=6000ч)

2ЧАС-240/39 Iдоп=2Ч610=1220 А

Проверяем выбранное сечение провода в аварийном режиме

Отключаем головной участок А1

Таблица 6 характеристика ВЛ

Участок цепиТип проводаЧислоцепей (а)Протяж. по трассе, l (км)Ro (Ом/км)R (Ом)Хо (Ом/км)Х (Ом)Во (Ом)Qв/2 МварСт-ть 1км линии тыс.т.Общая ст-ть Линии тыс.т.Разомкнутая сетьА-1 1-2 2-32ЧАС-240/39 2ЧАС-240/39 2ЧАС-240/392 2 287,2 65,4 65,40,06 0,06 0,062,6 1,96 1,960,331 0,331 0,33114,4 10,8 10,83,38Ч10-6 3,38Ч10-6 3,38Ч10-632,2 24,1 24,170,4 70,4 70,412277 9208 9208Итого:30693Замкнутая сетьА-1 1-2 2-3 3-А1 2ЧАС-240/39 2ЧАС-240/39 2ЧАС-240/39 2ЧАС-240/391 1 1 187,2 65,4 65,4 1740,06 0,06 0,06 0,065,2 3,9 3,9 10,40,331 0,331 0,331 0,33128,8 21,6 21,3 57,53,38Ч10-6 3,38Ч10-6 3,38Ч10-6 3,38Ч10-616,1 12,1 12,1 32,137,3 37,3 37,3 37,33252 2439 2439 6490Итого:14620; ;

3. Уточненный электрический расчет выбранных схем сети в максимальном режиме

Разомкнутая сеть

Определяем мощность головного участка

Рассчитываем полное сопротивление участков

Определяем мощность головного участка и распределяем мощности

Определяем потери мощности на каждом участке сети

4. Технико-экономическое сравнение двух выбранных вариантов схем проектируемой сети и выбор оптимального варианта

Разомкнутая сеть

ПС-1

Коб=4Ч160=640

Кпост=1160=1160

ПС-2

Коб=4Ч160+2Ч42=640+84=722

Кпост=1160+290=1450

ПС-3

Коб=2Ч160=320

Кпост=1160

КПС=Коб+Кпост

КПС1=640+1160=1800т.у.е.

КПС2=722+1450=2172т.у.е.

КПС3=320+1160=1480т.у.е.

(из табл.6)

Определяем ежегодные эксплуатационные издержки

Определяем ежегодные затраты на возмещение потерь электроэнергии в сети

,

где — (1,051,1) для сети 110кВ и выше;

— удельные затраты, связанные с необходимостью расширения сети, для компенсации потерь мощности (=24,2у.е.кВт/ч);

=1 — коэффициент совпадения расчетной нагрузки проектируемой сети с максимумом энергосистемы;

— суммарные потери активной мощности на всех участках заданной схемы в максимальном режиме нагрузок;

— средняя удельная электрическая энергия, теряемая в сети;

— потери электроэнергии в сети;

время максимальных потерь.

Определяем приведенные затраты

Замкнутая сеть

ПС-1

Коб=2Ч160=320

Кпост=1160=1160

ПС-2

Коб=2Ч160+2Ч42=404

Кпост=1160+290=1450

ПС-3

Коб=2Ч160=320

Кпост=1160

КПС=Коб+Кпост

КПС1=320+1160=1480т.у.е.

КПС2=404+1450=1854т.у.е.

КПС3=320+1180=1440т.у.е.

Определяем ежегодные эксплуатационные издержки

Определяем ежегодные затраты на возникновение потерь электроэнергии в сети

где — (1,051,1) для сети 110кВ и выше.

— удельные затраты, связанные с необходимостью расширения сети, для компенсации потерь мощности. (=24,2у.е.кВт/ч)

=1 — коэффициент совпадения расчетной нагрузки проектируемой сети с максимумом энергосистемы.

— суммарные потери активной мощности на всех участках заданной схемы в максимальном режиме нагрузок

— средняя удельная электрическая энергия, теряемая в сети.

— потери электроэнергии в сети.

время максимальных потерь.

Определяем приведенные затраты

Данные расчетов сводим в таблицу

Таблица 7 Технико-экономическое сравнение

Наименование затратРазомкнутая сетьЗамкнутая сетьСтоимость сооружения ЛЭП Стоимость сооружения ПС30693 545214620 4814Итого:3614519434Издержки на амортизацию и обслуживание Иао Затраты на потери электроэнергии Злот1085.5 74.53659 357.1Итого:11601016.1Приведенные затраты5497.43348.2

В результате технико-экономического сравнения оптимальной получается замкнутая сеть.

. Уточненный расчёт оптимального варианта схемы проектируемой электрической сети

Уточненный электрический расчёт замкнутой сети в минимальном режиме.

Определяем мощность головного участка схемы

Определяем токи на каждом участке сети

Определяем сечение провода на каждом участке сети

(при Тmax=6000ч)

2ЧАС-240/39

Iдоп=2Ч610=1220А

Уточнённый электрический расчёт разомкнутой сети в минимальном режиме

Определяем мощность головного участка и распределим мощности

Определяем потери мощности на участках схемы

Определяем потери мощности на участках схемы

6. Определяем напряжение на шинах ПС во всех режимах

Определяем напряжение на шинах ПС в максимальном режиме

Определяем напряжение ПС с учётом потерь напряжения в трансформаторах в максимальном режиме

ПС-1

ПС-2

ПС-3

Расчет в минимальном режиме

Определяем напряжение ПС с учётом потерь напряжения в трансформаторах в минимальном режиме

ПС-2

ПС-3

Послеаварийный режим определяем напряжение энергосистемы

Напряжение отключено на участке А

Напряжение отключено на участке А1

Определяем напряжение ПС с учётом потерь напряжения в трансформаторах в максимальном режиме

ПС-1

ПС-2

ПС-3

ПС-1

ПС-2

ПС-3

список литературы

1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов. — М. Энергоатомиздат 1989г.

. В.А. Боровиков, В.К. Косарев, Г.А. Ходот электрические сети и системы. Учеб. Пособие для техникумов. М., «Энергия» 1968.

. Справочник по проектированию электроэнергетических систем/ И.М. Шапиро- М. Энергоатомиздат.

Учебная работа. Расчет основных параметров электростанции