Выбор схем распределительных устройств ТЭЦ с учётом ущерба от перерыва в электроснабжении и потери генерирующей мощности
Выбор схемы РУ 110 кВ
Распределительные устройства повышенных напряжений должны удовлетворять следующим требованиям общего характера: 1. Ремонт выключателей напряжением 110 кВ и выше должен производиться без отключения присоединения из-за высокой ответственности присоединений повышенного напряжения. 2. Отключение ВЛ должно осуществляться не более чем двумя выключателями, отключение трансформаторов - не более чем тремя выключателями. Отказы выключателей в РУ как при нормальном, так и при ремонтном состоянии схемы не должны приводить: а) к одновременной потере обеих параллельных транзитных линий одного направления, если учитывать повышенные требования к надёжности двухцепной связи; б) к одновременному отключению нескольких линий, при которой нарушается устойчивость работы энергосистемы. Применительно к электростанциям районного типа необходимо, чтобы при отказах выключателей в РУ при нормальном состоянии схемы отключалось бы не более одного блока, а при ремонтном состоянии схемы - не более двух блоков. Электрических схем РУ повышенных напряжений много и они разнообразны. Однако перебор всех существующих схем электрических соединений нерационален. В зависимости от исходных условий можно примерно очертить группу электрических схем, в пределах которой следует в свою очередь намечать конкурентоспособные варианты решений. Для начала определимся с выбором типа РУ. Закрытые РУ целесообразно применять при дефиците территории для строительства, при суровых климатических условиях (крайне низкие температуры, гололёд, близость к морю и т. д.) или же при наличии в атмосфере агрессивных веществ. В остальных случаях на настоящее время более выгодным экономически является сооружение ОРУ. Поскольку на современных алюминиевых производствах применяются эффективные системы очистки дымовых газов и содержание в них агрессивных веществ, таких как соединения фтора, минимально, а кроме того расстояние, на котором будет иметь место максимальная концентрация агрессивных веществ, значительно дальше места установки ТЭЦ (см. розу ветров и ситуационный план на рисунке 1), то принимаем вариант с открытыми распределительными устройствами на 110 и 220 кВ.
Согласно заданию на проектирование, необходимо разработать схему ОРУ 110 кВ. Выбор оптимальной схемы ОРУ проводится на основании технико-экономического сравнения вариантов схем с учётом ущерба от потери генерирующей мощности и недоотпуска электроэнергии потребителям. Для определения ущерба от отказа выключателей необходимо провести анализ двух схем с помощью таблично-логического метода. Этот метод предполагает поочерёдное целенаправленное (только для расчётных аварийных ситуаций) рассмотрение отказов элементов электроустановки с выявлением их последствий в нормальном и аварийных состояниях. Расчёт ведут в табличной форме. По вертикали фиксируется ряд учитываемых элементов (i-й ряд), а по горизонтали - ряд расчётных нормальных и ремонтных режимов (j-й ряд). К РУ-110 кВ присоединены 2 автотрансформатора блока, 3 трансформатора связи, а также 4 линии электропередачи, по которым выработанная энергия передается потребителю. Всего 9 присоединений. Вариант №1. Схема с двумя несекционированными системами сборных шин и с обходной системой. Рисунок 15. Схема ОРУ-110 кВ (Вариант №1).
Для анализа составляем таблицу, характеризующую потери генерирующих мощностей при ремонте одного выключателя и параллельном отказе другого. При отказе выключателя ущерб рассматривается для системы и для потребителя (нагрузки). Установим, что за 1СШ закреплены Т5, W1, W3, Т3, АТС1, а за 2СШ закреплены Т4, W2, W4, АТС2.
Таблица 6
Примечание: по горизонтали указаны выключатели, выведенные в плановый ремонт, а по – вертикали – отказ которых и рассматривается. В клетках таблицы: в числителе – потерянная генерируемая мощность (МВт), а в знаменателе – время, на которое она потеряна (оп – на период оперативных переключений (1 час); р – время ремонта (45 часов)).
Вариант №2. Схема с двумя несекционированными системами сборных шин с двумя последовательными шиносоединительными выключателями и с обходной системой шин . Рисунок 16. Схема ОРУ-110 кВ (Вариант №2).
Нормально обе системы шин находятся под напряжением, и шиносоединительные выключатели включены. Установим, что за 1СШ закреплены T5, W1, W3, Т3, а за 2СШ закреплены T4, W2, W4, АТ2. Автотрансформатор АТ1 нормально подключен к обеим системам шин. Таблица 7
Расчёт ущерба
Согласно [16], для выключателей 110 кВ определены следующие показатели надёжности:
Определим вероятность ремонтных режимов для каждого выключателя:
Тогда вероятность нормальных режимов для варианта 1:
а для варианта 2:
Время простоя блока:
где
Время оперативных переключений:
Число часов использования установленной мощности станции определено ранее и составляет
Потеря генерирующей мощности в год из-за отказов выключателей во время нормального режима определяется по формуле:
Потеря генерирующей мощности в год из-за отказов выключателей во время ремонтного режима определяется по формуле:
Недоотпуск электроэнергии потребителю определяется по аналогичной формуле:
Как видим, для определения недоотпуска в нормальном и ремонтном режимах в формулу вводится соответствующая вероятность режима по аналогии с формулами для потерь генерирующей мощности при отказе трансформаторов в предыдущем пункте курсового проекта.
Для схемы варианта 1 определим потери генерирующей мощности:
Потери генерируемой мощности в год из-за отказов выключателей во время нормального режима: Потери генерируемой мощности в год из-за аварийных ситуаций во время ремонтного режима: Ущерб потребителю в год из-за отказов выключателей во время нормального и аварийного режима:
Для схемы варианта 2 определим потери генерирующей мощности:
Потери генерируемой мощности в год из-за отказов выключателей во время нормального режима: Потери генерируемой мощности в год из-за аварийных ситуаций во время ремонтного режима: Ущерб потребителю в год из-за отказов выключателей во время нормального и аварийного режима: Теперь рассчитаем величину ущерба. Расчёт будем вести также в ценах 1982 года из тех же соображений, что и при технико-экономическом сравнении вариантов структурных схем ТЭЦ. Удельный ущерб для энергосистемы согласно [17], стр. 97 рекомендуется принять равным 0,15 руб./(кВт∙ч). Тогда ущерб для энергосистемы для варианта 1:
То же для варианта 2:
Расчёт капиталовложений
Капиталовложения складываются из двух составляющих:
где:
Составляющая стоимости шин Выключатели для технико-экономического сравнения вариантов схем РУ также разрешается выбирать по укрупнённым показателям стоимости. Таким образом, определение капиталовложений в учебном проектировании производится без выбора выключателя по номинальному току и отключающей способности при КЗ. Согласно [16], стр. 577 стоимость одного выключателя на ОРУ 110 кВ составляет 33 тыс. руб. (выключатель ВВУ-110-40/2000-У1). Тогда капиталовложения для варианта 1:
Для варианта 2:
Расчет издержек
Годовые издержки:
где
При
Для варианта 2:
Расчёт приведённых затрат
Результаты расчёта сведём в следующей таблице:
Таблица 9. Определение приведённых затрат
Определим разницу в величине приведённых затрат:
Так как разница в приведенных затратах не различается, то принимаем Вариант 1, так как он считается типовым.
Выбор схемы РУ 220 кВ
Согласно структурной схеме по рекомендациям из [17] применяем двойную систему сборных шин с обходной. Количество присоединений на ОРУ 220 кВ равно 5.
Рисунок 17. Схема ОРУ-220кВ: Двойная система шин с обходной
Выбор схемы ГРУ 10 кВ
На ГРУ применяем одинарную систему сборных шин с секционированнием на три секции. Рисунок 18. Выбранная схема ГРУ 10 кВ (одинарная система сборных шин с секционированием на три секции)
Произведём выбор секционных реакторов для ограничения токов короткого замыкания в зоне сборных шин, присоединений генераторов и автотрансформаторов. В общем случае установка секционных реакторов должна обосновываться после технико-экономического сравнения вариантов главных схем без реакторов и с реакторами. Однако в курсовом проектировании такой задачи не ставится. Принимается, что на ГРУ необходима установка секционных реакторов. Согласно [5], стр. 165 для секционных реакторов обычно принимают Номинальный ток генератора Т3В-63-2У3 по [11] равен 7210 А. Тогда примем:
По [16], стр. 338-354 наибольший номинальный ток серийно выпускаемых одинарных реакторов при их естественном охлаждении составляет 4000 А, что меньше необходимого. По этой причине для установки применяем реакторы РБДГ 10-4000-0,18У3 с принудительным воздушным охлаждением на напряжение 10 кВ с индуктивным сопротивлением 0,18 Ом, имеющего при естественном охлаждении номинальный ток 4000 А. Обдувка реакторов воздухом с помощью вентиляторов позволит увеличить значение номинального тока до необходимого. Проверяем выбранный реактор на потерю напряжения в нормальном режиме:
Потеря напряжения меньше 5%, следовательно, выбранный реактор пригоден к установке.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|