Details

Объект проектирования: электрическая часть теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) суммарной мощностью 300 МВт с тремя турбогенераторами по 100 МВт. Цель работы: разработка электрической части ТЭЦ, обеспечивающей надёжное, экономичное и безопасное электроснабжение потребителей на генераторном (10,5 кВ) и сетевом (110 кВ) напряжениях, а также питание собственных нужд станции. Методы проектирования и расчёта: технико-экономическое сравнение вариантов структурных схем; выбор основного оборудования по справочным данным; расчёт установившихся режимов (нормальных и послеаварийных) в программно-вычислительном комплексе RastrWin3; расчёт токов трёхфазного короткого замыкания в относительных единицах; проверка коммутационных аппаратов и токоведущих частей по условиям электродинамической и термической стойкости. Полученные результаты: 1) Обоснован выбор турбогенераторов ТВФ-100-2, трансформаторов (ТДЦ-125000/110, ТДЦ-100000/110), сдвоенных реакторов РБСДГ 10-2х2500-0,25УЗ и шести линий 110 кВ проводом АС-240/32. 2) По результатам технико-экономического сравнения выбран вариант с подключением распределительного устройства 10 кВ (КРУ) к отпайкам от генераторных токопроводов двух блоков; приведённые затраты составили 181,14 млн руб./год. 3) Разработана главная схема электрических соединений ТЭЦ с секционированными шинами 10 кВ и схемой РУ 110 кВ «одна секционированная рабочая с обходной системой шин». 4) Выполнены расчёты четырёх характерных режимов в RastrWin3. Установлено, что напряжения, загрузка трансформаторов и токи линий находятся в допустимых пределах; в аварийном режиме отключения одного блока возникает дефицит реактивной мощности, но система остаётся работоспособной. 5) Для семи точек КЗ рассчитаны начальные периодические (от 13,6 до 91,0 кА) и ударные токи (от 31,2 до 251,4 кА). Наибольшие токи зафиксированы у выводов генератора, включённого через трансформатор 125 МВА. 6) Выбраны и проверены: элегазовые выключатели ВЭБ-110, генераторные аппаратные комплексы HGC 3/4 (усиленного исполнения), ячейки КРУ собственных нужд и 10 кВ, гибкие шины АС-300/39 (с проверкой на корону), токопроводы ТЭКНЕ-20-8000-300. Все аппараты удовлетворяют требованиям по отключающей способности, динамической и термической стойкости. Область возможного практического использования: результаты работы могут быть использованы при реальном проектировании новых или реконструкции существующих ТЭЦ аналогичной мощности, а также в учебном процессе при курсовом и дипломном проектировании по специальности «Электроэнергетика и электротехника».

Design object: the electrical part of a thermal power plant (CHP) with a total capacity of 300 MW with three turbo generators of 100 MW each. The purpose of the work: to develop the electric part of the CHPP, which provides reliable, economical and safe power supply to consumers at generator (10.5 kV) and mains (110 kV) voltages, as well as power for the stations own needs. Design and calculation methods: technical and economic comparison of structural circuit options; selection of basic equipment based on reference data; calculation of steady-state modes (normal and post-emergency) in the RastrWin3 software and computing complex; calculation of three-phase short-circuit currents in relative units; verification of switching devices and live parts according to electrodynamic and thermal stability conditions. The results obtained: 1) The choice of TVF-100-2 turbogenerators, transformers (TDC-125000/110, TDC-100000/110), twin reactors RBSDG 10-2x2500-0.25UZ and six 110 kV lines with AC-240/32 wire is justified. 2) Based on the results of a feasibility study, an option with connection of a 10 kV switchgear was selected to desoldering from the generator power lines of two units; the reported costs amounted to 181.14 million rubles/year. 3) The main scheme of electrical connections of a CHP plant with 10 kV partitioned buses and a 110 kV RC circuit "one partitioned working with a bypass bus system" has been developed. 4) Calculations of four characteristic modes in RastrWin3 have been performed. It has been established that the voltages, transformer loads and line currents are within acceptable limits; in the emergency shutdown mode of one unit, there is a shortage of reactive power, but the system remains operational. 5) For seven short-circuit points, the initial periodic (from 13.6 to 91.0 kA) and shock currents (from 31.2 to 251.4 kA) are calculated. The highest currents are recorded at the terminals of the generator connected via a 125 MVA transformer. 6) Selected and tested: gas-free switches VEB-110, generator hardware complexes HGC 3/4 (reinforced version), control panel cells for own needs and 10 kV, flexible busbars AC-300/39 (with crown check), current lines of the fuel and energy complex-20-8000-300. All devices meet the requirements for breaking capacity, dynamic and thermal stability. Scope of possible practical use: the results of the work can be used in the actual design of new or reconstruction of existing thermal power plants of similar capacity, as well as in the educational process during course and diploma design in the specialty "Electric Power Engineering and Electrical Engineering".