Курсовая работа Расчет электрооборудования ТЭЦ 380 МВт

Содержание

Содержание

Задание

Аннотация

Введение

1 Выбор двух вариантов структурных схем

1.1 Структурная схема первого варианта

1.2 Структурная схема второго варианта

2 Выбор основного оборудования

2.1 Выбор генераторов

2.2 Выбор блочных трансформаторов

2.3 Выбор числа и мощности трансформаторов связи

2.4 Схема перетоков мощностей

3 Расчет числа линий

3.1 Расчет числа линий для первого варианта

3.2 Расчет числа линий для второго варианта

4 Выбор схем распределительных устройств

4.1 РУВН-110 кВ

4.2 РУСН-35 кВ

4.3 ГРУ-10 кВ

5 Технико-экономическое сравнение двух вариантов

6 Схема собственных нужд

7 Расчет токов короткого замыкания

7.1 Расчетная схема

7.2 Схема замещения

7.3 Расчет сопротивлений

7.4 Преобразование схемы для точки К-

7.5 Расчет токов короткого замыкания для точки К-

7.6 Преобразование схемы для точки К-

7.7 Преобразование схемы для точки К-

7.8 Преобразование схемы для точки К-

7.9 Преобразование схемы для точки К-

7.10 Преобразование схемы для точки К-

7.11 Результаты расчетов токов короткого замыкания

8 Выбор выключателей и разъеденителей

8.1 Общие условия выбора электрических аппаратов

8.2 Выбор выключателей и разъединителей для РУ-110 кВ

8.3 Выбор выключателей и разъединителей для РУ-35 кВ

8.4 Выбор выключателей и разъединителей на ГРУ, цепь ввода генератора 63 МВт

8.5 Выбор выключателей и КРУ на отходящие линии с ГРУ

8.6 Выбор выключателей и КРУ для РУСН-6,3 кВ

9 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

9.1 Выбор трансформаторов тока

9.2 Выбор трансформаторов напряжения

10 Выбор токоведущих частей

10.1 Выбор сборных шин и ошиновки на РУ-110кВ

10.2 Выбор сборных шин и ошиновки на РУ-35кВ

10.3 Выбор комплектного токопровода в цепи генератора на ГРУ

10.4 Выбор комплектного токопровода в цепи блочного генератора 220 МВт

10.5 Выбор сборных шин на ГРУ

11 Выбор ограничителей перенапряжения

11.1 Выбор ограничителей перенапряжения на 110 кВ

11.2 Выбор ограничителей перенапряжения на 35 кВ

11.3 Выбор ограничителей перенапряжения на 10 кВ

12 Выбор конструкции распределительных устройств

12.1 Открытые распределительные устройства

12.2 Конструкция ГРУ-

12.3 Конструкция комплектного распределительного устройства

Заключение

Список литературы

Задание

В данном курсовом проекте рассчитываем и проектируем ТЭЦ 380 МВт.

Связь с системой осуществляется по ВЛ 110 кВ.

Выдается с шин: Pmax35 = 32 МВт; Pmax10 = 70 МВт; Pmin10 = 0,8 * Pmax10

Коэффициент мощности: = 0,87.

Время использования максимальной нагрузки Тmax = 4300 часов.

Топливо – мазут.

Мощность энергосистемы составляет Sн с110 = 4500 МВА.

Сопротивление системы Xн с110 = 0,8.

Длина линии электропередачи с энергосистемой LЛЭП 110 = 25 км.

Потребитель: Завод по производству телефонных аппаратов.

Аннотация

В данном курсовом проекте в соответствии с выданным заданием разработана теплоэлектроцентраль ТЭЦ380 МВт.

Произведен выбор двух вариантов структурных схем, выбор генераторов, расчет и выбор блочных трансформаторов и трансформаторов связи.

Произведен расчет количества линий. Выбраны схемы распределительных устройств. Для выявления наиболее оптимального варианта проведено технико-экономическое сравнение двух вариантов.

Разработана схема питания собственных нужд. Рассчитаны токи короткого замыкания. Выбраны выключатели, разъединители, трансформаторы тока и напряжения. Произведен выбор токоведущих частей, конструкции распределительных устройств.

Введение

Электроэнергетика в развитых странах мира является базовой отраслью топливно-энергетического комплекса и определяет состояние экономики. Помимо количественных и структурных изменений в электроэнергетике, одна из важных тенденций - интеграция электроэнергетических систем (ЭЭС) и формирование региональных и межгосударственных энергообъединений. Целесообразность интеграции определяется возможностью использования системных эффектов в процессе маневрирования энергоресурсами, генерирующими мощностями и потоками электроэнергии. Основная цель расширения и объединения ЭЭС состоит в предоставлении потребителям на всей территории энергообъединения электроэнергии и электроэнергетических услуг высокого качества и с высокой надежностью. Тем самым электроэнергетика все в большей мере приобретает функции инфраструктурной отрасли экономики.

Основная доля в структуре генерирующих мощностей приходится на тепловые электростанции, работающие на органическом топливе, кроме Латинской Америки, где в силу природных условий получила приоритетное развитие гидроэнергетика

Согласно большинству прогнозов органическое топливо в ближайшие несколько десятилетий будет по-прежнему играть ведущую роль в структуре топливного баланса тепловых электростанций. Предпосылками для этого являются: благоприятная для потребителей ценовая конъюнктура органического топлива; хорошая техническая разработка технологий производства электроэнергии на базе органического топлива; значительные разведанные запасы нефти, газа и угля и постепенный перевод в эту категорию части их геологических запасов.

В последнее десятилетие условия развития электроэнергетики России изменились. К изменениям, оказывающим влияние на тенденции в развитии генерирующих мощностей, можно отнести следующие.

- Значительно большее, чем ранее, внимание экологическим проблемам развития электроэнергетики со стороны населения и общественных организаций.. Надлежащий учет экологических факторов при размещении энергетических объектов в регионах ограничивает единичные мощности электростанций, требует разнесения тепловых электростанций на большей территории, снижения объемов водохранилищ ГЭС, повышает интерес к использованию малых электростанций, в т.ч. на возобновляемых энергоресурсах.

- Кризисные явления в энергетическом машиностроении и энергостроительной индустрии. Низкие темпы вводов генерирующих мощностей в последнее десятилетие и, соответственно, малые объемы заказов энергетического оборудования отразились на состоянии этих отраслей - ушли квалифицированные специалисты, распались крупные строительные коллективы и пр. Восстановление производственного потенциала этих отраслей, его обновление на современной основе потребуют значительных средств и времени.

- Реструктуризация и модернизация экономики страны на новой основе с активным применением энергосберегающих технологий, что приведет в перспективе к снижению темпов роста спроса на электроэнергию. Это подтверждает опыт развитых зарубежных стран. Указанный фактор не способствует вводу достаточно крупных электростанций.

- Существенное повышение неопределенности в спросе на электроэнергию в перспективе из за неопределенности рыночной конъюнктуры но сравнению с плановой экономикой. Действие этого фактора требует существенного увеличения адаптивности развития электроэнергетики к изменяющимся условиям, что реально может быть обеспечено за счет относительно небольших энергетических установок, сооружаемых за короткое время.

Таким образом, новые условия развития электроэнергетики в России приводят к существенным изменениям в структуре генерирующих мощностей, темпах их роста, размещении электростанций.

Выбор двух вариантов структурных схем

Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов), распределение генераторов и нагрузки между распределительными устройствами разного напряжения и связи между этими РУ.

Так как проектируемая ТЭЦ по условию задания имеет потребителей электроэнергии напряжением 10 кВ и 35 кВ, то необходимо иметь распределительное устройство генераторного напряжения 10кВ (ГРУ) и 35кВ (РУСН).

Для связи с энергосистемой сооружается распределительное устройство высокого напряжения на 110 кВ (РУВН).

Составим две структурные схемы и проведем технико-экономическое сравнения их, по итогам которых выберем одну схему.

Выбор конструкции распределительных устройств

Согласно ПУЭ при напряжении 10кВ на станции сооружаются закрытые распределительные устройства (ЗРУ), при напряжении 35кВ и выше сооружаются открытые распределительный устройства (ОРУ) при условии, что станция не находится в химически активной зоне или в районе Крайнего Севера.

В данном курсовом проекте РУ110кВ, РУ-35кВ открытого и РУ10кВ выполнены закрытыми, так как станция находится вблизи химического завода.

12.1 Открытые распределительные устройства

Распределительные устройства должны обеспечивать надежность работы электроустановки, что может быть выполнено только при правильном выборе и расстановке электрооборудования, при правильном подборе типа и конструкции РУ в соответствии с ПУЭ.

Обслуживание должно быть удобным и безопасным. Размещение оборудования в РУ должно обеспечивать хорошую обозреваемость, удобство ремонтных работ, полную безопасность при ремонтах и осмотрах. Для безопасности соблюдаются минимальные расстояния от токоведущих частей до различных элементов ЗРУ.

Неизолированные токоведущие части во избежание случайных прикосновений должны быть помещены в камеры или ограждения. Ограждения могут быть сплошными и сетчатыми. Во многих конструкциях ЗРУ применяется смешанное ограждение - на сплошной части ограждения крепятся приводы выключателей и разъединителей, а сетчатая часть ограждения позволяет наблюдать за оборудованием. Высота такого ограждения должна быть не мене 1,9 м. Ограждения должны запираться на замок.

Неизолированные токоведущие части, расположенные над полом на высоте до 2,5 м в установках 310кВ и 2,7м в установках 2035кВ должны ограждаться сеткой, причем высота прохода под сеткой должна быть не менее 1,9 м.

Из помещений должны предусматриваться выходы наружу или в помещения с несгораемыми стенами и перекрытием.

ЗРУ должно обеспечивать пожарную безопасность.

Распределительные устройства должны быть экономичными.

12.2 Конструкция ГРУ-10кВ

Генераторное распределительное устройство (ГРУ) 10кВ выполнено по схеме с одной системой сборных шин, разделенных на три секции и групповыми сдвоенными реакторам на линиях.

На каждой секции сборных шин присоединен генератор 63МВт. К первой и второй секции присоединены трансформаторы собственных нужд. К третьей секции присоединен резервный трансформатор СН.

На каждую секцию установлен групповой сдвоенный реактор. Здание ГРУ одноэтажное с пролетом 18м, выполняется из стандартных железобетонных конструкций, которые применяются для сооружения и других зданий тепловых электростанций. В центральной части здания два ряда расположены блоки сборных шин и шинных разъединителей, далее следуют ячейки генераторных, трансформаторных и секционных выключателей, групповых и секционных реакторов и шинных трансформаторов напряжения. Шаг ячейки 3м. У стен здания расположены шкафы комплектного РУ. Все кабели проходят в двух кабельных туннелях.

Охлаждающий воздух к реакторам подводится из двух вентиляционных каналов, нагретый воздух выбрасывается наружу через вытяжную шахту. В каналы воздух подается специальными вентиляторами, установленными в трех камерах.

Обслуживание оборудования осуществляется из трех коридоров: центральный коридор управления шириной 2000мм, коридор вдоль шкафов КРУ, рассчитанный на выкатку тележек с выключателем и коридор обслуживания вдоль ряда генераторных выключателей. Все ячейки генераторных выключателей расположены со стороны генераторного РУ, обращенной к турбинному отделению, а ячейки трансформаторов связи - со стороны открытого РУ. Такое расположение позволяет осуществить соединение генераторов и трансформаторов связи с ячейками генераторного РУ с помощью подвесных гибких токопроводов.

12.3 Конструкция комплектного распределительного устройства

Шкафы КРУ изготовляются на заводах, что позволяет добиться тщательной сборки всех узлов и обеспечения надёжной работы электрооборудования. Шкафы с полностью собранным и готовым к работе оборудованием поступают на место монтажа, где их устанавливают, соединяют сборные шины на стыках шкафов, подводят силовые и контрольные кабели. Применение КРУ позволяет ускорить монтаж распределительного устройства. КРУ безопасно в обслуживании, т.к. все части, находящиеся под напряжением, закрыты металлическим кожухом.

В качестве изоляции между токоведущими частями в КРУ могут быть использованы воздух, масло, пирален, твёрдая изоляция, инертные газы. Шкаф КРУ несгораемыми перегородками разделён на отсеки: выключателя на выдвижной тележке; сборных шин; линейного ввода; релейного шкафа. Конструкция шкафов КРУ предусматривает возможность установки тележек с выключателем, трансформатором напряжения или с разъединяющими контактами с перемычкой в рабочем, контрольном положении и выкатывание из шкафа для ревизии и ремонта. Шкафы КРУ имеют блокировочные устройства, не позволяющие вкатывать или выкатывать тележку при включённом выключателе, а также включать заземляющий разъединитель при рабочем положении тележки и вкатывать тележку при включённом заземляющем разъединителе.

Изготовители КРУ в каталогах приводят сетку типовых схем главных цепей шкафов, ориентируясь на которую подбирают типы шкафов и комплектуют распределительное устройство конкретной электроустановки.

Заключение

Произведен расчет ТЭЦ 380 МВт по наиболее экономичному варианту схемы. Выбраны современные генераторы с водяным и водородным охлаждением. Конструкции РУ приняты по типовым схемам, которые в настоящее время широко используются и зарекомендовали себя. Выбраны современные выключатели, разъединители, трансформаторы тока и напряжения, а также токоведущие части. При выборе оборудования были учтены разработки и рекомендации проектно-конструкторских организаций для лучшей производства электроэнергии.

Выбор современного оборудования позволяет повысить эффективность и надежность работы электростанции, а также улучшить экологические показатели процесса производства электроэнергии.

В графической части приведены полная принципиальная схема ТЭЦ 380 МВт и разрез обходного выключателя.