Выбор схемы выдачи мощности электрических станций

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Электрические станции и подстанции»

тема: «Выбор схемы выдачи мощности электрических станций»

Выполнил:

студент 233 кл.

Козлов В.С.

Проверил:

ст. преподаватель кафедры

Козлов Н.Н.

Севастополь 2008

1. Выбор схемы выдачи мощности ЭС

Схема выдачи мощности определяет распределение генераторов между РУ разных напряжений, трансформаторную и автотрансформаторную связь между РУ, способ соединения генераторов с блочными трансформаторами, точки подключения пускорезервных и резервных трансформаторов собственных нужд.

При проектировании схемы выдачи мощности станции на первом этапе намечаются варианты ее исполнения. На втором этапе для каждого варианта определяются перетоки мощности через блочные трансформаторы и автотрансформаторы связи, и осуществляется их выбор, вычисляются потери энергии в блочных трансформаторах и автотрансформаторах связи, находятся капитальные, эксплуатационные и приведенные затраты. В результате сравнения вариантов схемы выдачи мощности ЭС по критерию минимума приведенных затрат выявляется рациональный вариант.

Для выбранного варианта схемы составляются варианты главной схемы ОРУ, из них выбирается оптимальный.

Задания на контрольную работу

Количество энергетических реакторов типа ВВЭР-1000 - 7 единиц.

Связь станции с энергосистемой осуществляется по:

6 ЛЭП, длиной 300 км, напряжением 750 кВ;

5 ЛЭП, длиной 30 км, напряжением 330 кВ.

Мощность, отдаваемая в энергосистему на напряжении 330 кВ:

Р_С.max = 3800 МВт, Р_{С. min} = 3200 МВт.

Остальная мощность выдается на напряжении 750 кВ.

Время использования максимальной нагрузки Т_нагр.max = 6000 час.

Время использования установленной мощности генераторов

Т_г.уст = 7200 час.

Мощность короткого замыкания на сборных шинах:

на напряжении 750 кВ, S_к.з. = 14*10³ МВА;

на напряжении 330 кВ, S_к.з. = 12*10³ МВА;

= 0.88 = 0.85

Собственные нужды потребляют 0.08% от Рг.

Варианты схемы выдачи мощности

2. Определение перетоков мощности через блочные

трансформаторы и автотрансформаторы связи

Выбор трансформаторов

Переток мощности через блочные трансформаторы:

Где Рг, Qг - генерируемая активная и реактивная мощности

Рсн, Qсн - активная и реактивная мощности собственных нужд

По каталогу выбираю следующие типы блочных трансформаторов:

- на стороне СН: ТНЦ-1250000/330;

- на стороне ВН: ОРЦ-417000/750. Группа из 3 однофазных трансформаторов.

Переток мощности через трансформаторы собственных нужд:

Т.к. это суммарная мощность 2 трансформаторов, то мощность одного составит 47.0588 МВА

По каталогу выбираем ближайший по мощности ОТСН-ТРДНС 63000/35-24/6.3-6.3

Для реакторов с одним блоком генератор - трансформатор мощность РТСН принимается равной мощности ОТСН. Поэтому по каталогу выбираем трансформатор типа ТРДНЦ 63000/330. РТСН устанавливается на 2 блока. Следовательно, берём 4 шт. РТСН.

Вариант №1

Перетоки мощности через автотрансформатор связи для 1 варианта:

- при максимальной нагрузке на шинах РУ СН:

- при минимальной нагрузке на шинах РУ СН:

- в аварийном режиме (отключение одного блока, подключённого к шинам РУ СН)

Вариант №2

Перетоки мощности через автотрансформатор связи для 2 варианта:

- при максимальной нагрузке на шинах РУ СН:

- при минимальной нагрузке на шинах РУ СН:



- в аварийном режиме (отключение одного блока, подключённого к шинам РУ СН)

Вариант №3

Перетоки мощности через автотрансформатор связи для 3 варианта:

- при максимальной нагрузке на шинах РУ СН:

- при минимальной нагрузке на шинах РУ СН:



- в аварийном режиме (отключение одного блока, подключённого к шинам РУ СН)

На основании произведенных расчетов по каталогу выбираем следующие трансформаторы:

Блочный трансформатор ВН: ОРЦ - 417000/750

Группа из 3-х однофазных трансформаторов.

Характеристики:

Время ремонта:

Цена трансформатора:

Проверка:

- условие выполняется.

Блочный трансформатор СН: ТНЦ- 1250000/330

Характеристики:

Время ремонта:

Цена трансформатора:

Проверка:

- условие выполняется.

Выбор автотрансформаторов

Выбор автотрансформаторов производим для второго и третьего варианта. Время ремонта всех автотрансформаторов составляет 50 часов.

Вариант №1

Автотрансформатор: АОДЦТН-333000/750/330 2-группа из 3-х 1-фазных АТ

Характеристики:

Цена трансформатора:

Проверка:

Максимальное значение перетока в рабочих режимах

- условие выполняется

Проверим АТ на перегрузку в аварийном режиме при

- условие выполняется

Вариант №2

Автотрансформатор: АОДЦТН-333000/750/330 1-группа из 3-х 1-фазных АТ

Характеристики:

Цена трансформатора:

Проверка:

Максимальное значение перетока в рабочих режимах

- условие выполняется

Проверим АТ на перегрузку в аварийном режиме при



- условие выполняется

Вариант №3

Автотрансформатор: АОДЦТН-333000/750/330 2-группа из 3-х 1-фазных АТ

Характеристики:

Цена трансформатора:

Проверка:

Максимальное значение перетока в рабочих режимах

Проверим АТ на перегрузку в аварийном режиме при

- условие выполняется.

3. Определение потерь активной энергии в блочных

трансформаторах и автотрансформаторах связи

Потери энергии в блочном трансформаторе определяются выражением:

,

где: Pх, Pк - потери холостого хода и короткого замыкания соответственно, приведены в каталоге для данного вида трансформатора.

- средняя продолжительность планового ремонта, выбирается по справочнику.

ф - время максимальных потерь, определяется по графику

Для расчета потерь необходимо определить: ф, фmax, фmin

Для энергоблоков АЭС, работающих в базовом режиме принимаем:

Время использования максимальной нагрузки:

График 1. - Зависимость времени максимальных потерь от

продолжительности использования максимальной нагрузки

По графику определяем:

Вычисляем минимальное время использования максимальной нагрузки:

Вариант №1

Потери в блочных трансформаторах СН:

Потери в блочных трансформаторах ВН:

Потери в АТ связи:

Суммарные потери:



Вариант №2

Потери в блочных трансформаторах СН:

Потери в блочных трансформаторах ВН:

Потери в АТ связи:

Суммарные потери:



Вариант №3

Потери в блочных трансформаторах СН:

Потери в блочных трансформаторах ВН:

Потери в АТ связи:

Суммарные потери:

4. Определение затрат

Определение капитальных затрат

При расчёте капитальных затрат учитывается стоимость блочных трансформаторов, АТ связи, резервных трансформаторов и ячеек ОРУ.

Расчёт капитальных затрат по 2 и 3 вариантам удобно вести в табличной форме

Табл. 1

Наименование оборудования	Стоимость млн. грн.	Кол-во шт.	Сумма млн. грн
Вариант 1 Блочные трансформаторы: ТНЦ-1250000/330 ОРЦ- 417000/750/24 АТ связи: АОДЦТН-333000/750/330 Резервные трансформаторы: ТРДЦН-63000/330 Ячейки ОРУ: ВНВ- 750А-63/3150У1 ВНВ- 330А-63/3150У1 Итого по 1 варианту	4.92 2.7 2.466 1.29 1.081 1.022	1*3 4*3 2*3+1 4*2 5 4	14.76 32,4 17.262 10.32 5.405 4.088 84.235
Вариант 2 Блочные трансформаторы: ТНЦ-1250000/330 ОРЦ- 417000/750/24 АТ связи: АОДЦТН-333000/750/330 Резервные трансформаторы: ТРДЦН-63000/330 Ячейки ОРУ: ВНВ- 750А-63/3150У1 ВНВ- 330А-63/3150У1 Итого по 2 варианту	4.92 2.7 2.466 1.29 1.081 1.022	4 3·3 3+1 4*2 4 5	19.62 24.3 9.864 10.32 4.324 5.11 73.538
Вариант 3 Блочные трансформаторы: ТНЦ-1250000/330 ОРЦ- 417000/750/24 АТ связи: АОДЦТН-333000/750/330 Резервные трансформаторы: ТРДЦН-63000/330 Ячейки ОРУ: ВНВ- 750А-63/3150У1 ВНВ- 330А-63/3150У1 Итого по 3 варианту	4.92 2.7 2.466 1.29 1.081 1.022	5 2·3 6+1 4*2 3 6	24.6 16.2 17.262 10.32 3,243 6.132 77.757

Минимально приведенные затраты

Экономическая целесообразность различных вариантов схемы выдачи мощности определяется минимальными приведенными затратами:

З = рн*К+И+У

где: К - капиталовложения на сооружение электроустановки, тыс. грн;

р_н - нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0,12;

И - годовые эксплуатационные издержки, тыс. грн/год;

У - ущерб от недоотпуска электроэнергии за счет ненадежности элементов схемы выдачи мощности.

Вторая составляющая - годовые эксплуатационные издержки - определяется по формуле:

где: p_а = 6,4%, p_о = 2% - отчисления на амортизацию и обслуживание соответственно;

в - стоимость 1 кВт · ч потерь электроэнергии;

в = 5 коп/(кВт · ч);

ДW - суммарные потери электроэнергии в основных элементах схемы выдачи мощности рассматриваемого варианта.

Вариант №1

Годовые эксплуатационные издержки:

минимальные приведенные затраты:

Вариант №2

Годовые эксплуатационные издержки:

минимальные приведенные затраты:

Вариант №3

Годовые эксплуатационные издержки:

минимальные приведенные затраты:

По минимуму приведенных затрат выбираем 2 вариант выдачи мощности ЭС.

5. Выбор электрической схемы распределительных устройств

повышенного напряжения

Составление вариантов схемы распределительного устройства

Выбираем два варианта схемы ОРУ (3/2 и 4/3), с дальнейшим проведением технико-экономического сравнения. Для составления вариантов схемы ОРУ необходимо определить количество присоединений к ОРУ ВН и ОРУ СН:

ОРУ 750 кВ: 10 присоединений (6 ЛЭП, 3 блочных трансформатора, 1 АТ связи);

ОРУ 330 кВ: 14 присоединений (5 ЛЭП, 4 блочных трансформатора, 1 АТ связи, 4 РТСН)

Расчет токов через выключатели и их выбор для ОРУ 750 кВ

Максимальная мощность, выдаваемая по всем ЛЭП в энергосистему:

где:

мощность, выдаваемая по одной ЛЭП при:



ток, протекающий по одной ЛЭП:

ток от блочного трансформатора:

ток от автотрансформатора связи:

Возможный максимальный ток, протекающий через выключатели для варианта ОРУ №1

Возможный максимальный ток, протекающий через выключатели для варианта ОРУ №2

Для ОРУ 750 кВ выбираем выключатель типа ВНВ-750 А-63/3150У1

Расчет токов через выключатели и их выбор для ОРУ 330 кВ

Максимальная мощность, выдаваемая по всем ЛЭП в энергосистему:

где:

мощность, выдаваемая по одной ЛЭП при:

ток, протекающий по одной ЛЭП:

ток от блочного трансформатора:

ток от автотрансформатора связи:

ток от РТСН:

Возможный максимальный ток, протекающий через выключатели для варианта ОРУ №3



Для схемы ОРУ 330 кВ выбираю выключатель типа ВНВ-330А-63/4000У1.

Возможный максимальный ток, протекающий через выключатели для варианта ОРУ №4

На такой ток пока выключателей нет. Поэтому этот вариант можно не рассматривать.

Определение капитальных, эксплуатационных и приведенных

затрат

схема мощность станция трансформатор

Капитальные затраты каждого варианта схемы РУ вычисляются по укрупненным показателям стоимости ячеек высоковольтных выключателей. В эксплуатационных затратах учитываются только амортизационные отчисления и отчисления на обслуживание. Приведенные затраты рассчитываются по выражению:



где Е_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,12...0,15;

а - норма амортизационных отчислений, принимаем равной 0,064;

b - норма отчислений на обслуживание, которая принимается равной 0,03 для оборудования напряжением до 150 кВ и 0,02 - для оборудования напряжением 220 кВ и выше.

У - ущерб от недоотпуска электроэнергии электростанции в систему (при курсовом проектировании не определяется).

К - капитальные затраты.

Вариант №1 - 14 выключателей типа ВНВ-750 А-63/3150У1;

Вариант №2 - 15 выключателей типа ВНВ-750 А-63/3150У1;

Вариант №4 - 18 выключателей типа ВНВ-330А-63/4000У1.

Капитальные затраты:

Схема ОРУ 750 кВ по 1 варианту более рациональна и имеет меньшие приведенные затраты, поэтому итоговая схема будет состоять из варианта №1 и варианта №4.

Размещено на Allbest.ru