КЭС 6х300 МВт электрическая станция

Суммарная потребляемая мощность данного оборудования составляет 8200 кВт. С учетом мощности мелких потребителей расход электроэнергии на собственные нужды составит:

Или в процентах от мощности генератора 3,42 %. Предварительно принято это значение для дальнейшего расчета.

4. Электротехническая часть

4.1 Выбор структурной схемы КЭС

Проектируемая конденсационная электрическая станция предназначена для выдачи мощности в электроэнергетическую систему на напряжение 500 кВ и для энергоснабжения промышленного района - на напряжение 220 кВ. КЭС будет выполнена по блочной схеме. При этом возможны несколько вариантов структурной схемы, различающихся количеством присоединенных к распределительным устройствам (РУ) 500 и 200 кВ электрических блоков и типом связи между РУ. На основе технико-экономического сопоставления вариантов выбирается самый экономичный.

При составлении структурной схемы электрической станции в РУ повышенных напряжений обычно учитывают лишь ячейки выключателей трансформаторных связей, причем принимают один выключатель на присоединение.

Укрупнение или объединение энергоблоков на КЭС не рассматривались, так как при расчетных авариях в этом случае одновременный сброс генерирующей мощности на электрической станции будет равен мощности двух энергоблоков, что составит 600 МВт, что больше аварийного резерва мощности системы который равен 5 % от мощности системы:

 МВт           (4.1)

Графики нагрузки одного из работающих генераторов показан на рис. 4.1. Графики нагрузки собственных нужд показаны на рис.4.3.

К РУ среднего напряжения электрической станции должно подключатся столько энергоблоков, чтобы в нормальном режиме полностью обеспечить электроснабжение потребителей промышленного района при минимальном перетоке мощности по связи между РУ повышенных напряжений. В соответствии с исходными данными максимум нагрузки составит 400  МВт. Поэтому исходя из вышеизложенного критерия к РУ 220 кВ должно быть подключено не менее одного энергоблока (ЭБ) установленной мощностью 300 МВт.

Возможна установка двух энергоблоков к РУ 220 кВ, при этом увеличится переток мощности через автотрансформатор (АТС) и запираемая мощность при повреждении АТС. Целесообразность того или иного варианта структурной схемы будет рассмотрена при технико-экономическом сопоставлении вариантов.

Во всех вариантах структурной схемы предусмотрена установка генераторных выключателей с целью уменьшить число коммутаций в цепи высокого напряжения и для повышения надежности выдачи мощности в энергосистему.

В соответствии с рекомендациями представленными в [5] и [6] намечен ряд вариантов.

Вариант 1.

В этом варианте структурной схемы к РУ 220 кВ подключены два энергоблока (рис.4.8), а к РУ 500 кВ - четыре энергоблока. Расчетная мощность блочного трансформатора:

340,87 МВА           (4.2)

Исходя из условия      ,выбираем блочный трансформатор типа ТДЦ-400000/220-73У1, для энергоблоков, подключенных к РУ 220 кВ и трансформатор типа  ТДЦ-400000/500 для энергоблоков, подключенных к РУ 500 кВ.

Для связи между РУ 500 и РУ 220 кВ в этом варианте структурной схемы предполагается использовать два автотрансформатора. Переток мощности через автотрансформаторы в этом случае определяется выражением:

                              (4.3)

График перетока мощности через  автотрансформаторы представлен на рис.4.5. Максимальная мощность протекающая через один автотрансформатор будет равна половине максимальной мощности протекающей через оба автотрансформатора, т.е. 199,87 МВА200 МВА. Исходя из этого значения намечается к выбору два автотрансформатора типа АТДЦТН-500000/500/220 с номинальными мощностями  напряжениями 500/230 кВ. Других вариантов АТС промышленность не предлагает. Индивидуальный заказ АТС приводит к резкому удорожанию проекта, поэтому окончательно выбираем два автотрансформатора типа АТДЦТН-500000/500/220, так как этот тип автотрансформатора полностью покроет переток мощности при отключении одного из них.

Исходя из графиков нагрузки собственных нужд в качестве рабочих трансформаторов собственных нужд выбираются трансформаторы типа ТРДН-25000/20. Резервный трансформатор собственных нужд будет подключен к РУ 220 кВ, так как у автотрансформаторов связи АТДЦН-500000/500/220 отсутствует третичная обмотка.

Вариант II

Во втором варианте структурной схемы в отличии от первого, связь между РУ повышенных напряжений (рис.4.9) осуществляется с помощью одной группы однофазных трансформаторов типа АОДЦТН-167000/500/220 с резервной фазой. Максимальный переток мощности через автотрансформаторы 399,74 МВА меньше номинальной мощности АТС:

При повреждении одной из фаз автотрансформатора теряется связь между РУ 500 кВ и РУ 220 кВ на время замены поврежденной фазы автотрансформатора резервной.

Распределение энергоблоков между РУ 500 и 220 кВ аналогично первому варианту структурной схемы. Число, тип и мощность блочных трансформаторов остается неизменными.

Резервный трансформатор собственных нужд подключен к обмоткам низшего напряжения автотрансформаторов.

В отличии от варианта 1 в этом варианте имеет место ущерб в системе за счет потери выдаваемой через автотрансформаторы мощности при замене поврежденной фазы резервной. Однако в этом варианте уменьшается количество ячеек РУ 500 и 220 кВ.

Вариант III

Вариант 3 отличается от варианта 1 тем, что количество блоков 220 кВ уменьшено до одного и соответственно увеличено до пяти количество блоков  500 кВ. Блочные трансформаторы 500 и 220 кВ выбраны такими же, как и в вариантах 1 и 2 (рис.4.10).

Связь между РУ 500 и 220 кВ осуществляется двумя автотрансформаторами. В нормальном режиме наибольший переток мощности через них составляет 130 МВА (Рис.4.6). Для дальнейшего рассмотрения принимается автотрансформатор АТДЦН-500000/500/220.

При аварии или ремонте блока 220 кВ максимальная нагрузка автотрансформаторов определяется максимальной нагрузкой потребителей 220 кВ - 471 МВА (рис.4.2), что меньше суммарной мощности АТС 2х500 МВА. Окончательно принимаем для рассмотрения в этом варианте трансформатор АТДЦН-500000/500/220.

Резервный трансформатор собственных нужд может быть подключен к РУ 220 кВ, так как у этих АТС отсутствует третичная обмотка.

Вариант IV

Вариант 4 (рис.4.11) отличается от варианта 3 только тем, что вместо двух трехфазных автотрансформаторов предлагается использование одной группы из трех однофазных автотрансформаторов АОДЦТН-167000/500/220 с резервной фазой, которая позволяет восстановить связь между РУ 500 кВ и РУ 220 кВ после повреждения одной из рабочих фаз. Недостаток этой схемы, так же, как и варианта 2 состоит в возможности нарушения связи между РУ 500 и 220 кВ и наличие ущерба в системе во время замены поврежденной фазы резервной.

Резервный трансформатор собственных нужд в этом варианте может быть подключен к обмоткам низшего напряжения автотрансформаторов связи.

Параметры трансформаторов и автотрансформаторов, выбранных для рассматриваемых вариантов структурной схемы, в соответствии с [4], приведены в табл. 4.1.-4.4.

Таблица 4.1.

Параметры трансформаторов варианта 1 структурной схемы

Таблица 4.2.

Параметры трансформаторов варианта 2 структурной схемы

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12