Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Отличительные особенности ТЭЦ. Структурные схемы ТЭЦ – особенности применения и эксплуатации. Выбор количества и мощности генераторов и трансформаторов ТЭЦ.
Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)
Этот вид электростанций предназначен для централизованного снабжения предприятий и городов электроэнергией и теплом
Являясь как и КЭС тепловыми станциями, ТЭЦ отличается от последних использованием тепла отработавшего в турбинах пара, который отправляется для отопления и горячего водоснабжения, а также на промышленное производство.
При такой комбинированной выработке электроэнергии и тепла достигается значительная экономия топлива по сравнению с раздельным электроснабжением от КЭС и выработкой тепла от местных котельных. На ТЭЦ производится около 25% электроэнергии, их КПД достигает 70%.
Особенности ТЭЦ показаны на схеме рис. 1.2.
Основное отличие ТЭЦ от КЭС заключается в специфике пароводяного контура и способе выдачи электроэнергии.
Специфика электрической части заключается в расположении рядом с электростанцией центров электрических нагрузок. В этих условиях часть мощности выдаётся в местную сеть на генераторном напряжении. С этой целью на станции имеется генераторное распределительное устройство ГРУ. Часть мощности идёт на собственные нужды, а остальная доля мощности выдаётся в энергосистему на высоком напряжении.
Следует отметить, что расход на СН ТЭЦ выше, чем у КЭС, что определяется большей долей теплового оборудования.
Повышенная мощность теплового оборудования также оказывает влияние на экологию района её размещения.
Современные ТЭЦ выполняются в блочном варианте.
|
Структурные схемы и выбор числа и мощности трансформаторов связи ТЭЦ и подстанций |
|
Структурные схемы ТЭЦ и подстанций зависят от состава оборудования, распределения генераторов и нагрузок между РУ разного напряжения. Наиболее часто встречающиеся схемы ТЭЦ представлены на рис. 8.5. Рисунок 8.5. Структурные схемы ТЭЦ. Ранее указывалось, что ТЭЦ сооружается вблизи большой группы потребителей 6 … 10 кВ. Поэтому на этой электростанции и создаётся генераторное РУ (ГРУ). Количество генераторов, подключённое к ГРУ, определяется величиной нагрузки ГРУ. На схеме рисунок 8.5(а) два генератора подключены непосредственно к ГРУ, а один, наиболее мощный, к РУ ВН. Для связи с энергосистемой предусматривается РУ ВН. Трансформаторы связи Т1, Т2 и АТ1, АТ2 (на рисунке 8.5 б) предназначены для выдачи избыточной мощности в энергосистему. Если вблизи ТЭЦ предусмотрено расположение энергоёмких производств, то предусматривается РУ среднего напряжения 35…110 кВ. Связи между РУ разного напряжения осуществляется трансформаторами или автотрансформаторами (рисунок 8.5 б). Если мощность потребителя 6 … 10 кВ незначительна, то блочное соединение генераторов с трансформаторами осуществляется без поперечной связи на генераторном напряжении. И вместо дорогостоящего ГРУ применяют комплектное РУ (рисунок 8.5в). Мощные энергоблоки 100 … 250 МВт присоединяют к РУ ВН без отпаек для питания потребителей. Современные мощные ТЭЦ имеют блочную структуру. В зависимости от назначения подстанции различают разные структурные схемы подстанции. Рисунок 8.6 (а, б, в). Структурные схемы подстанций На подстанции с двухобмоточными трансформаторами электроэнергия поступает из энергосистемы в РУ ВН и РУ НН. На таких подстанциях устанавливают два автотрансформатора или два трансформатора (смотри рисунок 8.6 а, б). Выбор той или иной схемы производится на основании технико-экономического сравнения различных вариантов, для чего в первую очередь необходимо выбрать количество и мощность трансформаторов (автотрансформаторов). На электростанциях, имеющих шины генераторного напряжения, связь этих шин с шинами высокого напряжения осуществляется трансформаторами связи. Назначение трансформаторов связи на ТЭЦ:
Число трансформаторов связи обычно не превышает двух и выбирается из следующих соображений. а) При трёх и более секций ГРУ устанавливаются два трансформатора. Это позволяет уменьшить перетоки мощности между секциями при отключении одного генератора. б) При выдаче в энергосистему значительной мощности, соизмеримой с мощностью вращающегося резерва (10 - 12% мощности энергосистемы), устанавливается два трансформатора. в) В остальных случаях, когда ГРУ имеет одну или две секции и ими выдаётся в систему небольшая мощность, допустима установка одного трансформатора. Выбор мощности трансформаторов производится из следующих соображений: - трансформаторы связи должны обеспечить выдачу в энерогосистему всей активной и реактивной мощности, кроме мощности собственных нужд и нагрузки ГРУ, в период минимума нагрузки, а также выдачу в сеть активной мощности, вырабатываемой по тепловому графику в нерабочие дни. Расчётная формула определения мощности: , (8.1) где: - активная и реактивная мощности нагрузки, включенной на ГРУ; - активная и реактивная мощности потребителей собственных нужд. |
Передаваемая через трансформатор мощность изменяется в зависимости от режима работы генераторов и нагрузки потребителей, которые можно определить на основании суточного графика выработки мощности генераторов и графиков нагрузки потребителей и собственных нужд.
При отсутствии графиков нагрузки мощность, передаваемую через трансформатор, определяют для трёх режимов:
а) когда нагрузка на шинах ГРУ минимальна
б) когда нагрузка на шинах ГРУ максимальна
в) в аварийном режиме при отключении самого мощного генератора (в формуле изменяется величина и .
Затем выбирают наибольшее из трёх значений мощности. По наибольшей расчётной нагрузке определяется мощность трансформатора связи. Если трансформаторов связи два, то мощность одного трансформатора:
где коэффициент допустимой перегрузки трансформатора в аварийных режимах.
Если на ТЭЦ имеется РУ среднего напряжения 35 … 110кВ, то выбор мощности трёхобмоточных трансформаторов производится по загрузке обмоток низшего напряжения, которая определяется для трёх указанных режимов.
На ТЭЦ с блочным соединением генераторов мощность блочного трансформатора выбирается по формуле:
, (8.2)
где нагрузка, подключённая к ответвлению энергоблока(например, на КРУ). Если нагрузка подключена к двум энергоблокам, то при определении следует принять
Рассмотрим теперь вопросы выбора числа и мощности трансформаторов на подстанциях. Наиболее часто на подстанциях устанавливают два трансформатора или автотрансформатора. В этом случае, при правильном выборе мощности трансформаторов обеспечивается надежное питание потребителей даже при аварийном отключении одного из них.
Однотрансформаторные подстанции могут сооружаться для питания неответственных потребителей 3 категории, если замена повреждённого трансформатора или его ремонт производится в течение суток. Сооружение однотрансформаторных подстанций для потребителей 2 категории допускается при наличии централизованного передвижного трансформаторного резерва или при наличии другого резервного источника питания от сети СН или НН, включаемого вручную или автоматически. Установка четырёх трансформаторов возможна на подстанциях с двумя средними напряжениями.
Мощность трансформаторов выбирается по условиям:
Трансформаторы, выбранные по условиям (8.4) и (8.5) обеспечивают питание всех потребителей в нормальном режиме при оптимальной загрузке (0,6 - 0,7) , а в аварийном режиме оставшийся в работе один трансформатор обеспечивает питание потребителей с учётом допустимой аварийной или систематической перегрузки .
Факторы: Основные требования к главным схемам электроустановок
При выборе схем электроустановок должны учитываться следующие факторы:
1) значение и роль электростанции или подстанции для энергосистемы.
Электростанции, работающие параллельно в энергосистеме, существенно различаются по своему назначению. Одни из них, базисные, несут основную нагрузку, другие, пиковые, работают неполные сутки во время максимальных нагрузок, третьи несут электрическую нагрузку, определяемую их тепловыми потребителями (ТЭЦ). Разное назначение электростанций определяет целесообразность применения разных схем электрических соединений даже в том случае, когда количество присоединений одно и то же.
Подстанции могут предназначаться для питания отдельных потребителей или крупного района, для связи частей энергосистемы или различных энергосистем. Роль подстанций определяет ее схему;
2) положение электростанции или подстанции в энергосистеме, схемы и напряжения прилегающих сетей.Шины высшего напряжения электростанций и подстанций могут быть узловыми точками энергосистемы, осуществляя объединение на параллельную работу нескольких электростанций. В этом случае через шины происходит переток мощности из одной части энергосистемы в другую - транзит мощности. При выборе схем таких электроустановок в первую очередь учитывается необходимость сохранения транзита мощности.
Подстанции могут быть тупиковыми, проходными, отпаечными; схемы таких подстанций будут различными даже при одном и том же числе трансформаторов одинаковой мощности.
Схемы распредустройств 6—10 кВ зависят от схем электроснабжения потребителей: питание по одиночным или параллельным линиям, наличие резервных вводов у потребителей и т. п.;
3) категория потребителей по степени надежности электроснабжения. Все потребители с точки зрения надежности электроснабжения разделяю на три категории.
Характерные особенности ТЭЦ:
Для того чтобы избежать ненужных потерь при двойной трансформации электроэнергии используют генераторные распредустройства (ГРУ). Непосредственная передача электроэнергии потребителю позволяет убрать затраты на сооружение блочных трансформаторов высшего напряжения, и снизить стоимость самой электроэнергии.
Как правило, ГРУ имеют класс напряжения 6-10 кВ, из этого следует, что генераторы большой мощности к ним подключать нельзя. Потому что возможности коммутационного оборудования данного класса не рассчитаны на токи К.З. генераторов большой мощности, от 200 МВт и выше.
Из-за небольшого объема выдаваемой мощности, ГРУ используются только в местах ограниченного потребления электроэнергии, на автономных объектах, не связанных с единой энергосистемой.
Теперь более подробно рассмотрим ГРУ.
Рис. 37 –Схема соединений ГРУ
Обычно, количество секций больше чем два.
Возврат
оды
К парогенератору 4
ВН
ГРУ
Местные
потребители
эл/энергии
с.н.
От парогенератора (котла 4)
Пар на производство
Горячая вода
Рисунок 1.2 Особенности технологической схемы ТЭЦ
ОРУ
Т
G
М
5
6
9
Б
через 16, 15, 12, 11, 8