Байназарова Л.А. Электрическая часть электростанций. Методические указания и задания к выполнению СРС (электроэнергетика)

Подождите немного. Документ загружается.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева

Институт автоматики и телекоммуникации

Кафедра Электроэнергетики и автоматизация технологических комплексов

СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой Переседатель научно-

ЭиАТК методического совета

ИАиТ

_____________А.Б.Бекбаев ________А.А. Бейсембаев

«____»____________2009 г. «____»________2009 г

Л.А.Байназарова

Электрическая часть электростанций

Методические указания и задания к выполнению СРС

(для студентов специальности 050718)

Алматы 2009

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева

Институт автоматики и телекоммуникации

Кафедра Электроэнергетики и автоматизация технологических комплексов

Л.А.Байназарова

Электрическая часть электростанций

Методические указания и задания к выполнению СРС

(для студентов специальности 050718)

Алматы 2009

УДК 622.333.658.5

СОСТАВИТЕЛЬ: Байназарова Л.А. Электрическая часть электростанций.

Методические указания и задания к выполнению СРС для студентов

специальности 050718-«Электроэнергетика».– Алматы: КазНТУ, 2009. - 30 с.

Данные указания составлены в соответствии с УМК дисциплины.

Содержат материалы для выполнения самостоятельных работ. Включает

методику и практическое решение задач по дисциплине «Электрическая часть

электростанций». Рассмотрены вопросы выбора проводников, коммутационных

аппаратов, токоограничивающих реакторов, силовых и измерительных

трансформаторов, расчет и выбор трансформаторов (автотрансформаторов) на

узловой распределительной подстанции.

Приведены: список рекомендуемой литературы, справочные материалы,

примеры расчетов и задание по вариантам.

Илл. 10. Табл.- 4. Список литературы -3 назв.

Рецензент - проф, д-р техн. наук И.Н.Столповских

Печатается согласно Типовой учебной программе, утвержденной

Министерством образования и науки Республики Казахстан на 2009 г.

им. К.И.Сатпаева,

2009

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………….5

1. СРС-1……………………………………………………………………….……………..6

1.1. Расчет и выбор трансформаторов (автотрансформаторов) на узловой

распределительной подстанции………...............................................................………….6

1.2 СРС-2...............................................................................................................................11

1.2.1 Расчет ЛЭП и выбор неизолированных проводов....................................................12

1.3 СРС-3...............................................................................................................................15

1.3.1 Расчет и выбор трансформаторов (автотрансформаторов) на узловой

распределительной подстанции.................................................................................15

1.4. СРС-4..................................................................................................................17

1.4.1 Расчет потерь мощности и электроэнергии в трансформаторе.....................17

1.5 СРС – 5.............................................................................................................................22

1.5.1. Определение местоположения подстанции.............................................................22

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................................28

ВВЕДЕНИЕ

В деле совершенствования подготовки студентов по данному курсу важную роль

играют практические занятия, позволяющие глубже осмыслить и закрепить материал

лекций, а также получить первые навыки инженерных расчетов на примерах решения

конкретных электроэнергетических задач. В связи с этим было решено разработать

упражнения по всем основным разделам курса.

Часть задач в процессе работы над курсом студентам рекомендуется разработать

самостоятельно. Разработанные задачи и упражнения будут весьма полезны студентам

всех электроэнергетических специальностей.

1. СРС-1

1.1. Выбор числа и мощности

трансформаторов связи на электростанции

Методика расчета

При отсутствии графиков электрической нагрузки для трансформаторов,

подключенных к генераторному распределительному устройству (ГРУ), вычисляют

мощности трех режимов и выбирают наибольшую из них.

Режим 1. При минимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении (

AMBS

,

,)()(

грумингруг

грумингруг1

nQQnQnРРnPS

снснp



где

сн

РP ,

- активная мощность одного генератора и его собственных нужд, МВт;

сн

QQ ,

- реактивная мощность одного генератора и его собственных нужд, Мвар;

мин

- активная минимальная нагрузка на генераторном напряжении, МВт;

мин

- реактивная минимальная нагрузка на генераторном напряжении, Мвар;

гру

- число генераторов, подключенных к ГРУ.

Режим 2. при максимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении (

AMBS

,

,)()(

грумаксгруг

грумаксгруг2

nQQnQnРРnPS

снснp



где

макс

- активная максимальная нагрузка на генераторном напряжении, МВт;

макс

- реактивная максимальная нагрузка на генераторном напряжении, Мвар.

Режим 3. при отключении одного генератора и максимальном потреблении нагрузки на

генераторном напряжении (

AMBS

,

,)()(

макс

г3

гругругругру

nQQnQnРРnPS

снснp



где

гру

- новое число генераторов, подключенных к ГРУ,

гру

nn

Условие выбора мощности трансформаторов (

т.гру

), подключенных к ГРУ:

,7,0

м.рт.гру

SS 

где

м.р

- максимальная расчетная мощность, МВ·А. Это мощность одного из

рассчитанных режимов.

При блочном подключении генераторов и трансформаторов

гбл.р

)()(

СНСН

QQРРS 

Условие выбора мощности блочного трансформатора:

бл.рт.бл

SS 

где

бл.р

- полная расчетная мощность блочного трансформатора, МВ·А.

Для выбора трансформатора по справочнику нужно знать три величины: полную

расчетную мощность, высокое и низкое напряжение.

Высокое напряжение (V

) ориентировочно определяют из соотношения

,)10..1(

перлэпВН

РVV 

где

лэп

- напряжение линии электропередачи, кВ;

пер

- активная мощность, передаваемая от электростанции в ЛЭП, МВт,

мингггпер

РnРnРР

СН



где

- количество генераторов на электростанции.

Из полученного промежутка значений напряжения выбирается класс напряжения,

соответствующий среднему номинальному значению по шкале напряжений:

....52524723015811575,36215,10 кВ

Полную передаваемую мощность (

пер

) без учета потерь определяют по формуле

;

cos

пер



S 

гперпер



tgРQ 

где

cos



- коэффициент активной мощности генераторов электростанции.

Полную передаваемую мощность с потерь в трансформаторах (

лэп

) определяют

как

пот

пер

лэп

S 

где

пот

- коэффициент потерь в трансформаторе.

Зависимость

)(cos

гпот



FК 

cos



1 0,9 0,8 0,7 0,6

пот

1,02 1,06 1,08 1,085 1,09

Приближенно потери в трансформаторах можно определить из соотношений

;02,0

перт

SР 

.1,0

перт

SQ 

Коэффициент загрузки трансформатора (К

) определяется по формуле

K 

где

- фактическая нагрузка на трансформаторы, МВ·А;

- номинальная мощность трансформатора, МВ·А;

n – число трансформаторов, на которые распределены фактическая нагрузка.

В конце расчетно-практического задания пишется ответ, где указывается:

количество и марка трансформаторов;

значение их коэффициентов нагрузки;

полная передаваемая мощность

лэп

Пример

Дано:

лэп

=139 МВ·А

Тип генератора – ТВФ – 63 V

ВН

=220 кВ

=10,5 кВ

cos



=0,8

гру

=2 Т1 Т2 Т3

бл

мин

=50 МВт V

=10,5 кВт

макс

=65 МВт cosφ

=0,8

cos



=0,85 Р

сн

=10%

СН

=10% 63 х 3 МВт

Требуется: Р

мин

=50 МВт

Составить структурную схему Р

макс

=65МВт СН СН СН

электростанции (ЭС); cosφ

=0,85

Рассчитать и выбрать

Трансформаторы; G1 G2 G3

Определить

.,,

леплеп

VSК

Рис. 1.1.1. Структурная схема ЭС

Решение:

Составляется структурная схема ЭС и наносятся данные (рис. 1.1.1).

Определяется расчетная мощность трансформатора ГРУ:

ГРУ

РУ ВН

.6,8)7,43,403,47()3,66563(

)()(

.1121

;66)27,43,4023,47()23,665263(

)()(

;3,4062,065

;7,475,03,6

т;3,6631,01,0

;3162,050

;3,4775,063

;4,83)27,43123,47()23,650263(

)()(

макс

г3

гру

грумаксгруг

грумаксгруг2

нмаксмакс

нгмин

ггг

грумингруг

грумингруг1

гругругругру

гру

АМВ

nQQnQnРРnPS

АМВ

nQQnQnРРnPS

МВарtgРQ

МВPР

МВарtgQQ

МВарtgPQ

АМВ

nQQnQnРРnPS

снснp

снсн

сн

снснp



















Примечание. Знак «минус» в первой скобке подкоренного выражения означает, что

недостающая мощность потребляется из ЭНС.

.4,584,837,07,0

1т.гру

АМВSS



Определяется расчетная мощность блочного трансформатора

.1,79

;1,79)7,43,47()3,663()()(

бл.рт.бл

222

гбл.р

АМВSS

АМВQQРРS

СНСН





Определяется передаваемая мощность

;139

08,18,0

1,120

cos

т;1,1205033,6363

потг

пер

пот

пер

лэп

мингггпер

АМВ

МВРnРnPР

сн















Определяется напряжение передачи

.1201...1,1201,120)10...1()10..1(

перлэпВН

кВРVV 

Согласно шкале напряжение принимается

.220

ВН

кВV 

Выбираются трансформаторы согласно таблицам А.1, А.3.

Для ГРУ-

два ТРДЦН 63000-220/10,5

Блочный –

один ТД 80000-220/10,5

кВV 230

ВН



кВV 242

ВН



кВV 1111

НН



кВV 5,10

НН



т70

ХХ

кВP 

т79

ХХ

кВP 

т265

кз

кВP 

т315

кз

кВP 

5,11u

11u

хх

5,0i

хх

45,0i

Определяются коэффициенты загрузки трансформаторов

.99,0

1,79

;66,0

63,22

4,83

т.бл

ф.бл

з.бл

т.гру

ф.гру

з.гру









Наносятся необходимые данные (

лэп

) на структурную схему.

Ответ: На ЭС выбраны трансформаторы связи ГРУ – 2 х ТРДНЦ 63000-220/10;

з.гру

=0,66; БЛ-ТДЦ 80000-220/10,5;

;99,0

з.бл

К

.139

лэп

АМВS 

Структура условного обозначения турбогенераторов

Одна или две буквы

Т или ТГ – турбогенератор

Одна или две буквы

Тип охлаждения:

В – водородное

ВВ – водородно-водяное

ВФ – водородно-форсированное

3В – трижды водяное (ротор, статор и

сердечник)

ВМ – водомасляное

Без буквы – воздушное

Число

Номинальная мощность, МВт

(для генератора типа ТВФ-120-2

указана мощность в продолжительно

допустимом режиме перегрузки)

Количество полюсов

Например:

Турбогенератор

Водородно-водяное охлаждение

Мощность – 1000МВт

Количество полюсов – 2 шт.

Таблица 1.1.1.

Индивидуальные задания для СРС-1

Вариант Генераторы Нагрузка ГРУ

тип

кВV ,

сosφ

гру

бл

сн

т, МВР

мин

т, МВР

макс

сosφ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 Т-6-2 6,3 0,8 4 2 10 5 10 0,9

2 ТВФ-63-2 6,3 0,8 3 2 10 40 80 0,92

3 ТВФ-160-2 18 0,85 3 1 8 300 400 0,85

ВВ

1000

4 ТВВ-200-2 15,75 0,85 2 1 8 200 300 0,87

5 ТВВ-800-2 24 0,9 2 1 5 800 1200 0,95

6 ТВВ-320-2 20 0,85 3 1 6 300 400 0,93

7 ТВС-32-2 10,5 0,8 4 2 10 10 15 0,94

8 ТВВ-220-2 15,75 0,85 2 1 8 200 300 0,9

9 ТВФ-120-2 10,5 0,8 2 2 9 100 200 0,92

10 Т-6-2 10,5 0,8 5 3 10 8 10 0,93

11 ТВВ-165-2 18 0,85 3 1 8 300 400 0,94

12 ТВФ-63-2 6,3 0,8 4 1 10 30 50 0,95

13 ТВС-32-2 10,5 0,8 4 3 10 40 50 0,96

14 ТВМ-300-2 20 0,85 3 1 6 600 700 0,88

15 ТВФ-100-2 10,5 0,85 5 2 9 300 400 0,87

16 ТВВ-220-2 15,75 0,85 3 1 8 400 500 0,93

17 ТВС-32-2 6,3 0,8 3 1 10 4 6 0,9

18 ТВФ-60-2 10,5 0,8 3 2 10 10 20 0,85

19 ТВВ-165-2 18 0,85 2 1 8 200 300 0,86

20 Т-12-2 6,3 0,8 5 2 10 5 10 0,92

21 ТВВ-320-2 20 0,85 2 1 6 300 400 0,93

22 ТВФ-60-2 10,5 0,8 3 3 10 30 100 0,94

23 ТЗВ-800-2 24 0,9 2 1 5 800 1000 0,95

24 ТГВ-300-2 20 0,85 2 1 6 300 600 0,96

25 ТВФ-60-2 6,3 0,8 2 3 10 40 60 0,95

26 Т-12-2 10,5 0,8 3 3 10 5 10 0,94

27 ТВФ-100-2 10,5 0,85 2 2 9 100 200 0,93

28 ТВФ-120-2 10,5 0,8 4 1 9 100 200 0,92

29 ТВВ-200-2 15,75 0,85 3 1 8 400 500 0,9

30 ТВФ-63-2 10,5 0,8 2 1 10 50 65 0,85

1.2 СРС-2.

1.2.1 Расчет ЛЭП и выбор неизолированных проводов

Методика расчета

Рассчитать линию электропередачи (ЛЭП) - это значит определить:

- сечение провода и сформировать марку;

- потери мощности;

- потери напряжения.