 |
Выбор трансформаторов и автотрансформаторов
|
|
|
|
Для упрощения выбора трансформаторов и автотрансформаторов представим результаты проведённых расчётов для двух периодов года в виде рисунков. На всех рисунках вместо двух автотрансформаторов изображён один, в то время как потоки мощности указаны для двух параллельно работающих автотрансформаторов связи.
Рис. 8. Потоки мощности, текущие через автотрансформаторы связи в нормальном режиме
Рис. 9. Потоки мощности, текущие через автотрансформаторы при отключении одного генератора 63 МВт на ГРУ
Рис. 10. Потоки мощности, текущие через автотрансформаторы при отключении одного генератора 110 МВт на РУ-110кВ
Поскольку автотрансформаторы связи в общем случае работают в комбинированном режиме, то есть передача мощности осуществляется как электрическим, так и электромагнитным путём, то каждая из обмоток (общая, последовательная и третичная) должна быть рассчитана на типовую мощность. Комбинированный режим возникает из-за несоответствия коэффициентов мощности генераторов и нагрузок и возникающих по этой причине перетоков реактивной мощности.
Коэффициент систематической перегрузки 
в формулах ниже также примем равным единице, а коэффициент типовой мощности исходя из соотношения напряжений обмоток ВН и СН автотрансформаторов из [16], стр. 146-160 будет равен:
.
Тогда для нормального режима должно выполняться условие (см. рис. 8):
.
При выходе из строя одного параллельно работающего автотрансформатора оставшийся в работе трансформатор должен обеспечить выдачу избытка мощности с ГРУ, а также связь РУ 110 и 220 кВ. Коэффициент загрузки в аварийном режиме 
принимается равным 1,4. Следовательно, должны выполняться условия:
|
|
|
.
Т.к максимальную мощность имеет автотрансформатор АТДЦТН-250000/220/110, то он не проходит по условию (250 МВА<275,77 МВА). Проводим следующую проверку, выбрав 3 автотрансформатора:
Проверку загрузки обмоток при отключении генератора, работающего на ГРУ и блока 110МВт на РУ-110кВ, можно не производить, так как все потоки в этом режиме меньше либо равно, чем в предыдущем (см. рис. 9, 10).
Учитывая все условия, к установке по [16], стр. 146-160 принимаем 3 автотрансформатора АТДЦТН-250000/220/110.
Выбираем трансформатор блока 110 МВт:
.
Принимаем к установке по [16], стр. 146-160 1 трансформатор ТДЦ-125/110.
Таблица 2. Трансформаторы и автотрансформаторы, принятые к установке в варианте 1 структурной схемы ТЭЦ
| Тип | Количество |
| АТДЦТН-250000/220/110 | |
| ТДЦ-125000/110 |
3.4.2. Второй вариант
Рис. 11. Вариант 2 структурной схемы ТЭЦ
Поскольку порядок расчёта потоков мощности для выбора трансформаторов и автотрансформаторов в последующих вариантах схемы аналогичен расчётам в первом варианте, то комментарии к расчёту будут даваться минимальные.
Вначале рассчитаем потоки мощности в осенне-зимнем периоде.
Производим расчёт потоков мощности через автотрансформаторы в нормальном режиме:
;
.
;
.
;
.
Как видим из расчётов, в нормальном режиме наиболее загруженными оказались обмотки ВН автотрансформаторов.
Теперь произведём расчёт перетоков мощности в ремонтных и аварийных режимах для осенне-зимнего периода.
Произведём расчёт потоков мощности при отключении одного генератора, работающего на ГРУ.
.
.
;
.
;
.
В данном режиме наиболее загруженными оказались обмотки НН автотрансформаторов.
Теперь произведём расчёт потоков мощности в весенне-летнем периоде.
.
;
.
;
.
Как видим из расчётов, в нормальном режиме наиболее загруженными оказались обмотки НН автотрансформаторов.
|
|
|
Теперь произведём расчёт перетоков мощности в ремонтных и аварийных режимах для весенне-летнего периода.
Произведём расчёт потоков мощности при отключении одного генератора, работающего на ГРУ.
.
.
;
.
;
.
В данном режиме наиболее загруженными оказались обмотки НН автотрансформаторов.
Полученные результаты перетоков мощности графически изображать не будем, так как принцип понятен из предыдущего раздела.
Выбираем трансформатор блока 110 МВт:
.
Принимаем к установке по [16], стр. 146-160 1 трансформатор ТДЦ-125/220.
Выбираем автотрансформаторы связи. Для нормального режима должны выполняться условия:
.
Поскольку в нормальном режиме наиболее загружены обмотки ВН, то последовательная обмотка не должна быть загружена сверх типовой мощности:
.
При отключении одного параллельно работающего автотрансформатора должны выполняться условия:
.
Отключение генератора в неблочной части ТЭЦ, являются довольно частыми мероприятиями, поэтому автотрансформаторы должны обеспечивать перетоки мощности, возникающие в таком режиме, без сокращения срока службы изоляции. По этой причине при расчётах коэффициент загрузки принимаем равным коэффициенту систематической перегрузки. При отключении генератора на ГРУ, необходимо также проверить загрузку общей обмотки. Поэтому должны выполняться следующие условия (см. рис. 11 а):
;
.
Принимаем к установке по [16], стр. 146-160 2 автотрансформатора АТДЦТН-63000/220/110.
Выбираем трансформаторы связи. В нормальном режиме должно выполняться условие:
.
При отказе одного трансформатора связи должно выполняться условие:
.
Поскольку трансформаторы связи могут работать как повышающие в режиме выдачи мощности на РУ 110 кВ и как понижающие при передаче мощности на ГРУ, то в качестве трансформаторов связи необходимо установить трансформаторы с РПН. Для нашей установки подходит 3 ТДН- 80000/110. Проверим.
Таким образом, к установке принимаем 3 трансформатора связи ТДН- 80000/110.
Таблица 3. Трансформаторы и автотрансформаторы, принятые к установке в варианте 2 структурной схемы ТЭЦ
| Тип | Количество |
| ТДН-80000/110 | |
| АТДЦТН-63000/220/110 | |
| ТДУ- 125000/220 |
|
|
|
3.4.3. Третий вариант
Рис. 13. Вариант 3 структурной схемы ТЭЦ
Вначале рассчитаем потоки мощности в осенне-зимнем периоде.
Избыток мощности, выдаваемый с ГРУ на обмотки НН автотрансформаторов:
.
Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ:
.
По первому закону Кирхгофа находим избыток мощности, выдаваемый автотрансформаторами в систему:
.
Как видим из расчётов, в нормальном режиме наиболее загруженными оказались обмотки НН автотрансформаторов.
Произведём расчёт потоков мощности при отключении одного генератора, работающего на ГРУ.
Избыток мощности, выдаваемый на обмотки НН автотрансформаторов:
.
Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ, останется тем же, что и в нормальном режиме:
.
Избыток мощности, выдаваемый автотрансформаторами в систему:
;
В данном режиме наиболее загруженными вновь оказались обмотки НН автотрансформаторов.
Рассчитаем потоки при отключении генератора блока, подключенного к РУ 110 кВ. Учтём, что питание механизмов собственных нужд от реактора блока с отключенным генератором будет сохраняться.
Мощность, выдаваемая с ГРУ на обмотки НН автотрансформаторов, будет той же, что и в нормальном режиме:
.
Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ при отказе блока 63МВт:
.
Избыток мощности, выдаваемый автотрансформаторами в систему:
;
В данном режиме наиболее загруженными оказались обмотки НН автотрансформаторов.
Весенне-летний период
Избыток мощности, выдаваемый с ГРУ на обмотки НН автотрансформаторов:
.
Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ:
.
По первому закону Кирхгофа находим избыток мощности, выдаваемый автотрансформаторами в систему:
.
Как видим из расчётов, в нормальном режиме наиболее загруженными оказались обмотки НН автотрансформаторов.
Произведём расчёт потоков мощности при отключении одного генератора, работающего на ГРУ.
|
|
|
Избыток мощности, выдаваемый на обмотки НН автотрансформаторов:
.
Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ, останется тем же, что и в нормальном режиме:
.
Избыток мощности, выдаваемый автотрансформаторами в систему:
;
В данном режиме наиболее загруженными вновь оказались обмотки СН автотрансформаторов.
Рассчитаем потоки при отключении генератора блока, подключенного к РУ 110 кВ. Учтём, что питание механизмов собственных нужд от реактора блока с отключенным генератором будет сохраняться.
Мощность, выдаваемая с ГРУ на обмотки НН автотрансформаторов, будет той же, что и в нормальном режиме:
.
Поток мощности, текущий по обмоткам СН автотрансформаторов к нагрузке на РУ 110 кВ при отказе блока 63МВт:
.
Избыток мощности, выдаваемый автотрансформаторами в систему:
;
В данном режиме наиболее загруженными оказались обмотки СН автотрансформаторов.
Выбираем трансформатор блока 63 МВт:
.
Принимаем к установке по [16], стр. 146-160 2 трансформатора ТДН-63000/110.
Выбираем трансформатор блока 110 МВт:
.
Принимаем к установке по [16], стр. 146-160 1 трансформатор ТДЦ-125/220.
Выбираем автотрансформаторы связи. Для нормального режима должны выполняться условия:
.
При отключении одного параллельно работающего автотрансформатора должны выполняться условия:
.
Так как не получается взять два АТ на данный класс напряжения, берем 3 АТДЦТН-200000/220/110 и проверяем
При отключении блока, работающего на РУ 110 кВ, необходимо также проверить загрузку общей обмотки. Поэтому должны выполняться следующие условия:
.
Принимаем к установке по [16], стр. 146-160 2 автотрансформатора АТДЦТН-200000/220/110.
Таблица 3. Трансформаторы и автотрансформаторы, принятые к установке в варианте 3 структурной схемы ТЭЦ
| Тип | Количество |
| ТДН-63000/110 | |
| АТДЦТН-200000/220/110 | |
| ТДЦ-125000/220 |
|
|
|
