Расчеты для использования турбогенератора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Топливно-энергетический комплекс играет особую роль в развитии любого государства, в повышении качества жизни населения и является базой для возрождения экономики страны, что ставит его на одно из первых мест по инвестициям, всемирному ускорению развития: можно однозначно утверждать, что если не будет стабилизации цен на электрическую энергию, то не следует ожидать стабилизации цен и на все виды ВВП, поскольку уровень стоимости электроэнергии способствует паритету цен. Казахстан по его природному потенциалу входит в число тех немногих стран мира, которые способны полностью обеспечить не только себя первичными энергоресурсами как в настоящие время, так и в перспективе, но и экспортировать их в значительных объёмах. В Казахстане сосредоточено 3,3% от мировых запасов угля. По объёмам добычи угля Казахстан занимает восьмое место в мире и 3-е после России и Украины среди стран СНГ. Характерной чертой электроэнергетики Казахстана является преобладающее использование органического топлива, преимущественно угля, при выработки энергии на тепловых электростанциях. Основное преимущество производства тепла и электроэнергии заключается в том, что степень утилизации топлива значительно выше, а капитальные затраты ниже, чем у электростанций, производящих отдельно тепло и электроэнергию. В 1995 году на долю ТЭС приходилось 87% всей производимой в зоне Казахстанэнерго электроэнергии, на долю ГЭС-13%. Из всей вырабатываемой на ТЭС электроэнергии 84% составляет энергия, получаемая при сжигании угля, и 16%- при сжигании мазута и газа. ТЭС предназначены для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом. Они используют тепло, отработавшего пара для нужд промышленного производства, а также для отопления, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения. Использования на теплоэлектроцентрали угля в качестве топлива обеспечивает ей ещё одно преимущество, а именно: возможность улучшения экономических показателей. При такой комбинированной выработки энергии и тепла достигается значительная экономия топлива. Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории. Электрические сети классифицируются по ряду показателей, основными из которых являются следующие: конструктивное выполнение, род тока, характер потребителей, номинальное напряжение, схема соединений. По конструктивному выполнению различают воздушные и кабельные линий и внутренние проводки. Каждая сеть характеризуется номинальным напряжением, на которое рассчитываются элементы ее электротехнического оборудования. В Казахстане, в основном, принято и действует следующая шкала номинальных напряжении: 0,4 - 6 - 10 - 35 - 110 - 220 - 500 - 1150 кВ.

1. Технико-экономический расчет

1.1 Выбор турбогенератора

электрический мощность трансформатор связь

Согласно задания на станции устанавливаем генератор мощностью 60 МВт. По таблице П 2.1 стр. 610 [1] выбираю генератор типа ТВФ-60, технические параметры смотри в таблице 1.1

Таблица 1.1

Технические параметры турбогенератора

Тип Генератора	Часто- та Об/мин	Номинальные значения	Сис- тема возбуж- дения	Сверх пере- ходное сопротивле- ниен
ТВФ- 60-2	3000	75	60	0,8	4,125	10,5	М	0,146

Примечание: М - от машинного возбудителя постоянного тока

КВР - косвенное водородом

НВР - непосредственное водородом

1.2 Мощности станций

Полная мощность:

(1.1)

Реактивная мощность:

(1.2)

а) Генераторы из таблицы 1.1 МВт

по (1.2)

б) Собственные нужды

Процент отчисления на собственные нужды генераторов по таблице 5.2 стр. 445 [2]

Активная мощность собственных нужд

(1.3)

по (1.3) для генераторов 1-4:

по (1.1) и (1.2) для

cos ц_сн=0,8:

в) Нагрузка ГРУ по (1.1) и (1.2)

Максимальный режим:

,

Минимальный режим:

,

1.3 Выбор схемы выдачи мощности

При выборе схемы ТЭЦ необходимо соблюдать следующие условия:

а) На станции предусматривается два РУ: ГРУ-Главное РУ генераторного напряжения, для подключения местных потребителей. РУ-ВН для связи с ЭЭС

б) Связь между ГРУ и РУ-ВН осуществляется с помощью двух трансформаторов связи

в) На ГРУ подключается столько генераторов, чтобы их суммарная мощность обеспечивала максимальную нагрузку

г) Остальные генераторы и генераторы мощностью 100 МВт и более подключаются к РУ-ВН по схеме блока «Генератор-Трансформатор»

д) СН ТЭЦ подключаются на ГРУ, а в схемах блока «Генератор-Трансформатор» отпайкой от генератора

Рассматриваем два варианта схемы выдачи мощности ТЭЦ, смотри рисунок 1.1

1 вариант.

Р_Г1,2 =2*60 = 120 МВт > Р_макс=95 МВт

2 вариант

Р_Г1-3 = 3*60 = 180 МВт > Р_макс=950 МВт

Рисунок 1.1 Схема выдачи мощности

1.4 Баланс мощности

Целью баланса мощности является определение наибольшей мощности перетока через трансформаторы связи в трёх режимах:

а) нормально-максимальный:

(1.4)

б) нормально-минимальный:

(1.5)

в) ремонтно-максимальный:

(1.6)

где, - количество генераторов подключённых на ГРУ

1 вариант для

а) нормально-максимальный:

по (1.4)

б) нормально-минимальный:

по (1.5)

в) ремонтно-максимальный:

по (1.6)

2 вариант для

а) нормально-максимальный:

по (1.4)

б) нормально-минимальный:

по (1.5)

в) ремонтно-максимальный:

по (1.6)

Наибольшие мощности перетока:

1 вариант: 2 вариант

1.5 Выбор трансформатора связи и трансформатора блока

1.5.1 Выбор трансформатора связи

Выбор трансформаторов связи выполняем согласно [3] из условия 70% загрузки трансформаторов в нормальном режиме работы.

Условия выбора: (1.7)

1 вариант: по (1.7)

По таблице 3.8 стр.156 [2] выбираю трансформатор связи типа:

ТРДН-63000-230/11-11

2 вариант: по (1.7)

По таблице 3.8 стр. 156 [2] выбираю трансформатор связи типа:

ТРДЦН-100000-230/11-11

Технические параметры трансформаторов смотри в таблице 1.2

1.5.2 Выбор трансформаторов блока

Мощность трансформаторов блока выбираю по условию:

(1.8)

1,2 вариант: по (1.8)

По таблице 3.8 стр. 156 [2] выбираю два трансформатора блока типа:

ТД-80000-242/10,5

Таблица 1.2

Технические параметры трансформаторов

Вариант	Тип трансформатора	Номинальная мощность, МВА	Номинальные напряжения, кВ	Потери, кВт	Напряжение короткого замыкания в %, uк	Ток холостого хода Iх в %
				Холостого хода, Pх	Короткое замыкание, Рх
			ВН	НН		ВН-НН	ВН-НН
1 вариант	ТРДН-63000-230/11-11	63	230	11-11	70	265	11,5	0,5
	ТД-80000-242/10,5	80	242	10,5	79	315	11	0,45
2 вариант	ТРДЦН-100000-230/11-11	100	230	11-11	102	340	12,5	0,65
	ТД-80000-242/10,5	80	242	10,5	79	315	11	0,45

1.6 Время использования максимальной нагрузки

-количество зимних суток, принимаем

-количество летних суток, принимаем

Рисунок 1.2 Суточный график нагрузки

где, _____- в зимнее время; ----- - в летнее время.

Количество электроэнергии потреблённой за зимние сутки

Количество электроэнергии потреблённой за летние сутки

Количество электроэнергии потреблённой за год

Продолжительность использования максимальной нагрузки

где,

1.7 Потери электрической энергии в трансформаторах связи и трансформаторах блока

1.7.1 Потери электрической энергии в трансформаторах связи

(1.9)

где, - продолжительность работы трансформатора в течении года,

- потери мощности холостого хода, кВт, таблица 1.2

- потери мощности короткого замыкания, кВт, таблица 1.2

- наибольшая мощность перетока через трансформатор связи. Пункт 1.5

- количество трансформаторов связи,

- номинальная мощность трансформаторов, МВ*А, таблица 1.2

- время максимальных потерь

(1.10)

где, - время использования максимальной нагрузки

(1.11)

где, - количество генераторов подключённых к ГРУ

, ; - из рисунка 1.2

1 вариант

по (1.11)

по (1.10)

по (1.9)

2 вариант

по (1.11)

по (1.10)

по (1.9)

1.7.2 Потери электроэнергии трансформатора блока

(1.12)

где, - номинальная мощность трансформатора блока, таблица 1.2

- количество трансформаторов блока

- продолжительность работы трансформатора в течении года,

- потери мощности холостого хода, кВт, таблица 1.2

- потери мощности короткого замыкания, кВт, таблица 1.2

= (1.13)

(1.14)

по (1.18)

по (1.10)

по (1.13)

1 вариант: по (1.12)

2 вариант: по (1.12)

1.7.3 Суммарные потери электрической энергии

(1.15)

1 вариант: по (1.15)

2 вариант: по (1.15)

1.8 Стоимость потерь электрической энергии

(1.16)

где, -стоимость электроэнергии; по данным АО ВКРЭК тенге

1 вариант:

электрический мощность трансформатор связь

по (1.16)

2 вариант:

по (1.16)

1.9 Капитальные вложения

Стоимость трансформаторов и ячеек РУ принимаем по таблице П 5.2; П 5.4; П5.5;стр. 637-638 [1]. Коэффициент пересчёта 500. Капитальные вложения смотри в таблице 1.3.

Таблица 1.3

Капитальные вложения

Оборудование	Стоимость единицы оборудования, тыс. тенге	1 вариант	2 вариант
		n, штук	Общая стоимость, тыс. тенге	n, штук	Общая стоимость, тыс. тенге
ТРДН - 63000 - 230/11- 11	120400	2	240800	-	-
ТРДЦН -10000- 230/11-11	175700	-	-	2	351400
ТД-80000-242/10,5	96600	2	193200	1	96600
Ячейка ГРУ-10 кВ генератора и трансформатор	7490	6	44940	7	52430
Ячейка ОРУ ВН - 220 кВ	75000	4	300000	3	225000
Ячейка ЗРУ 10,5 кВ секционного выключателя	17850	1	17850	2	35700
			734000		673000
			62790		88130
			796790		761130

1.10 Стоимость отчислений на амортизацию, ремонт и обслуживание

(1.17)

где, - норма амортизации отчислений от капитальных вложений, таблица 10.2 стр. 549 [2]

1 вариант

по (1.17)

2 вариант

по (1.17)

1.11 Приведённые затраты

(1.18)

где, - нормативный коэффициент экономической эффективности,

1 вариант

по (1.18)

2 вариант

по (1.18)

Вывод: на основании приведённых затрат, выбираем для дальнейших расчетов вариант с наименьшими приведёнными затратами, т.е. вариант № 2.

Размещено на Allbest.ru

...