Выбор количества, типа и мощности трансформаторов и автотрансформаторов структурных схем

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 15Следующая ⇒

Выбор трансформаторов включает в себя определение числа, типа и номинальной мощности трансформаторов структурной схемы проектируемой электроустановки.

Выбор номинальной мощности трансформатора производят с учетом его нагрузочной способности. В общем случае условие выбора мощности трансформатора имеет вид:

S_ном = S_расч/k_п,

где S_расч – расчетная мощность, МВА; S_ном – номинальная мощность, МВА; k_п − коэффициент допустимой систематической или аварийной перегрузки трансформатора по [1].

По ГОСТ 14209-97 коэффициент допустимой перегрузки трансформатора определяется исходя из предшествующего режима работы трансформатора и температуры окружающей среды.

Аварийная перегрузка разрешается в аварийных случаях, например при выходе из строя параллельно включенного трансформатора. Допустимая аварийная перегрузка определяется предельно допустимыми температурами обмотки (140°С для трансформаторов напряжением выше 110 кВ) и температурой масла в верхних слоях (115°С). Аварийные перегрузки вызывают повышенный износ витковой изоляции, что может привести к сокращению нормированного срока службы трансформатора, если повышенный износ впоследствии не компенсирован нагрузкой, с износом изоляции ниже нормального.

Значение допустимой аварийной перегрузки определяется по ГОСТ 14209-85 в зависимости от коэффициента начальной нагрузки k₁, температуры охлаждающей среды во время возникновения перегрузки t_охл и длительности перегрузки. При выборе трансформаторов по условиям аварийных перегрузок можно воспользоваться таблицами из [1].

Для выбора трансформаторов и автотрансформаторов необходимо произвести расчёт потоков мощности для каждого варианта структурной схемы. Для каждой обмотки трансформатора производится построение графиков активной и реактивной мощности. В качестве расчётной полной мощности принимается мощность, соответствующая максимумам этих графиков.

Поскольку в задании на курсовое проектирование все графики нагрузок и график загрузки генераторов для зимнего и летнего периодов являются одноступенчатыми (то есть мощности нагрузки и генерации постоянны в течение суток), то производить построение графиков будет нецелесообразно. Вместо этого предлагается провести расчёт потоков мощности в комплексном виде для различных режимов работы ТЭЦ.

Для определённости зададимся коэффициентами мощности нагрузок на ГРУ и на РУ 110 кВ, а также средним коэффициентом мощности механизмов собственных нужд. Примем, что на ГРУ cosφ _ГРУ= 0, 8, нагрузка промышленного района имеет коэффициент мощности cosφ _РУ-110= 0, 8, и двигатели собственных нужд работают с cosφ _с.н.= 0, 8.

В соответствии с этим произведём расчёт потоков мощности, выбор трансформаторов блока и автотрансформаторов связи для каждого варианта структурной схемы ТЭЦ.

3.4.1. Первый вариант

Рис. 7. Вариант 1 структурной схемы ТЭ

Осенне-зимний период

Вначале произведём расчёт потоков мощности при всех работающих генераторах и трансформаторах без учёта потерь мощности.

Мощность механизмов собственных нужд согласно заданию на проектирование, составляет 10% от установленной мощности ТЭЦ:

Механизмы собственных нужд питаются через трансформаторные отпайки ГРУ. Таким образом, мощность собственных нужд:

;

В осеннее-зимний период все агрегаты загружены на 100%. Поэтому мощность, вырабатываемая генераторами будет соответствовать их номинальной мощности.

Произведём расчёт перетоков мощности через автотрансформаторы в осенне-зимний период.

Реактивная мощность нагрузки на ГРУ:

Реактивная мощность, вырабатываемая каждым из генераторов 63 МВт:

Избыток мощности, выдаваемый с ГРУ на обмотки НН автотрансформаторов:

Реактивная мощность, потребляемая нагрузкой промышленного района, питающегося от РУ 110 кВ:

Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ:

;

По первому закону Кирхгофа находим избыток мощности, выдаваемый автотрансформаторами в систему:

;

Как видим из расчётов, в нормальном режиме наиболее загруженными оказались обмотки НН автотрансформаторов.

Теперь произведём расчёт перетоков мощности в ремонтных и аварийных режимах для осенне-зимнего периода.

Для ТЭЦ проверка перетоков мощности через автотрансформаторы должна осуществляться при следующих режимах:

1) при отключении одного из параллельно работающих автотрансформаторов связи;

2) при отключении блока в блочной части ТЭЦ;

3) при отключении генератора, работающего на ГРУ.

Совпадение во времени вышеуказанных событий маловероятно, поэтому потоки рассчитываются для каждого из них в отдельности.

При выходе из строя одного автотрансформатора потокораспределение в остальной части схемы не изменится, поскольку потери в её элементах при выборе структурной схемы не учитываются. По этой причине потоки, приходящиеся на один оставшийся в работе автотрансформатор, будут в два раза больше, чем те же потоки в нормальном режиме.

Произведём расчёт потоков мощности при отключении одного генератора, работающего на ГРУ.

Избыток мощности, выдаваемый на обмотки НН автотрансформаторов:

;

Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ, останется тем же, что и в нормальном режиме:

;

Избыток мощности, выдаваемый автотрансформаторами в систему:

;

В данном режиме наиболее загруженными вновь оказались обмотки НН автотрансформаторов.

Весенне-летний период

В соответствии с заданием на курсовое проектирование в весенне-летний период генераторы загружены на 42% от своей номинальной мощности. Из условия устойчивости факела котлоагрегат не может работать с такой паропроизводительностью. Однако поскольку принимается, что ТЭЦ имеет поперечные связи в тепловой части, то часть котлоагрегатов в весенне-летний период отключается, и поэтому работа генераторов в таком режиме оказывается возможна. Следовательно, мощность, потребляемая механизмами собственных нужд, уменьшается той же пропорции, что и вырабатываемая генераторами мощность, поскольку часть парогенераторов остановлена. Поэтому расход на собственные нужды в весенне-летний период примем равным 42% от расхода в осенне-зимний период. График загрузки агрегатов и график потребления мощности механизмами собственных нужд являются одноступенчатыми, то есть мощность в течение суток не меняется.

Суточные графики нагрузок на ГРУ и на РУ 110 кВ также являются одноступенчатыми, величина потребляемой мощности составляет 68 и 52 МВт соответственно. Коэффициенты мощности нагрузок и генераторов примем теми же, что и для осенне-зимнего периода, и неизменными в течение суток.

Реактивная мощность нагрузки на ГРУ в весенне-летний период:

Избыток мощности, выдаваемый с ГРУ на обмотки НН автотрансформаторов:

Реактивная мощность, потребляемая нагрузкой промышленного района:

Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ:

;

Мощность, текущая через обмотку ВН автотрансформаторов из системы:

Как видим из расчётов, в нормальном режиме наиболее загруженными оказались обмотки СН автотрансформаторов.

Теперь произведём расчёт перетоков мощности в ремонтных и аварийных режимах для весенне-летнего периода.

Произведём расчёт потоков мощности при отключении одного генератора, работающего на ГРУ.

Мощность, подтекающая к шинам ГРУ:

Мощность, потребляемая из системы через обмотку ВН автотрансформаторов:

В данном режиме наиболее загруженными оказались обмотки ВН автотрансформаторов. Изменения частоты в данном режиме также не происходит, поскольку мощность, потребляемая из системы, меньше мощности аварийного резерва.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒