Назначение и преимущества ЭС (стр. 2 )

среду.

1.5 Влияние КЭС на окружающую среду

Современные КЭС весьма активно воздействуют на окружающую среду: на атмосферу, гидросферу и литосферу. Влияние на атмосферу сказывается в большом потреблении кислорода воздуха для горения топлива и в выбросе значительного количества продуктов сгорания. Это газообразные окислы углерода, серы, азота. Летучая зола, прошедшая через золоуловители, загрязняет воздух. Наименьшее загрязнение атмосферы  отмечается  при сжигании газа и наибольшее — при сжигании твёрдого топлива с низкой теплотворной способностью и высокой зольностью. Необходимо учесть также большие уносы тепла в атмосферу, а также электромагнитные поля, создаваемые электрическими установками высокого и сверхвысокого напряжения.

КЭС загрязняет гидросферу большими массами теплой воды, сбрасываемыми из конденсаторов турбин, а также промышленными стоками, хотя они проходят тщательную очистку.

Для литосферы влияние КЭС сказывается не только в том, что для работы станции извлекаются большие массы топлива, отчуждаются и застраиваются земельные угодья, но и в том, что требуется много места для захоронения больших масс золы и шлаков (при сжигании твердого топлива).

Влияние КЭС на окружающую среду чрезвычайно велико. Например, о масштабах теплового загрязнения воды и воздуха можно судить по тому, что около 60% тепла, которое получается в котле при сгорании всей массы топлива, теряется за пределами станции. Учитывая размеры производства электроэнергии  на  КЭС,  объемы  сжигаемого  топлива,  можно  предположить, что они в состоянии влиять на климат больших районов страны. В то же время решается задача утилизации части тепловых выбросов путем отопления теплиц, создания подогревных прудовых рыбохозяйств. Золу и шлаки используют в производстве строительных материалов и т. д.

2. Выбор структурной схемы КЭС

Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования (числа и мощности генераторов и трансформаторов), распределения генерирующих мощностей и нагрузки потребителей между РУ различного уровня напряжения и определения связей между этими РУ.

Согласно задания нужно разработать две структурной схемы:

с двухобмоточным трансформатором; с трехобмоточным трансформатором.

По заданию понятно что на высокой стороне имеется два РУ высокого напряжения,  напряжениями 110-220кВ и 35-110кВ.

Структурные схемы будут выглядеть следующим образом:

Рисунок 2.1- Структурная схема при использовании двухобмоточных трансформаторов.

Рисунок 2.2- Структурная схема при использовании трехобмоточных трансформаторов.

3. Выбора основного оборудования

3.1 Выбор генераторов

По заданию установленная мощность электростанции 1500 МВт, количество генераторов 3.

Выбираем три генератора мощностью по 500 МВА марки  TГB-500-2У3 для двух вариантов.

Тип генератора	Номинальная частота вращения	Номинальная мощность (полная)	Номинальное напряжение	cosц	Номинальный ток	Схема соединения обмоток
Вариант 1	TГB-500-2У3	3000 об/мин	588 МВА	20кВ	0.85	17 кА	YY
Вариант 2	TГB-500-2У3	3000 об/мин	588 МВА	20кВ	0.85	17 кА	YY

В серию ТГВ входят турбогенераторы мощностью 200, 300 и 500 МВт. Корпус статора — цилиндрический, сварной, газоплотный. Корпус статора турбогенератора мощностью 500 МВТ состоит из трех частей — центральной и двух приставных с торцов коробов. Корпус статора заполнен водородом под давлением.

Сердечник статора собран на продольные призмы. Для снижения вибрации внутренний корпус устанавливается в корпусе статора на пластинчатых пружинах, расположенных в несколько рядов по длине машины. Сердечник состоит из отдельных пакетов, разделенных кольцевыми радиальными каналами.

Сердечник запрессовывается с помощью массивных нажимных фланцев, изготовляемых из немагнитной стали.

Обмотка статора - трехфазная, двухслойная, стержневая, с укороченным шагом. Лобовые части обмотки — корзиночного типа.

Стержни обмотки с непосредственным газовым охлаждением имеют вентиляционные каналы, образованные изолированными трубками из немагнитной стали.

Стержни обмотки с водяным охлаждением состоят из сплошных и полых медных проводников. Изоляция стержня — термореактивная, типа ВЭС-2.

Ротор изготовляется из высококачественной стали. В бочке ротора имеются радиальные пазы с параллельными стенками. Обмотка ротора с газовым охлаждением выполняется из медных полос специального профиля. В турбогенераторах мощностью 200 и 300 МВт используется одноступенчатый центробежный компрессор, расположенный на валу ротора.

Для турбогенератора мощностью 500 МВт принято непосредственное водяное охлаждение обмотки ротора, выполненной из медных проводников прямоугольной формы с круглым внутренним отверстием. Подход воды осуществляется через торец ротора. Водой охлаждаются также токоподвод и частично контактные кольца.

Бандажные кольца для крепления лобовых частей обмотки ротора непосредственно насажены на бочку ротора и закреплены с помощью кольцевой зубчатой шпонки.

3.2 Выбор трансформаторов связи

На электростанциях, имеющих шины генераторного напряжения, предусматривается установка трансформаторов для связи этих шин с РУ повышенного напряжения. Такая связь необходима для выдачи избыточной мощности в энергосистему в нормальном режиме, когда работают все генераторы, и для резервирования питания нагрузок на напряжении 6—10 кВ при плановом или аварийном отключении одного из генераторов.

Число трансформаторов связи обычно не превышает двух и выбирается из следующих соображений:

при трех или более секциях сборных шин ГРУ использование двух трансформаторов связи позволяет создать симметричную схему и уменьшить перетоки между секциями при отключении одного из генераторов; при выдаче в энергосистему от ТЭЦ значительной мощности, соизмеримой с величиной вращающегося резерва системы, наличие двух трансформаторов обеспечивает на­дежный резерв для энергосистемы на слу­чай аварийного отключения одного из трансформаторов.

В остальных случаях, когда ГРУ со­стоит из одной-двух секций, а выдаваемая в энергосистему мощность невелика, до­пустима установка одного трансформатора связи. Трансформаторы связи должны обес­печить выдачу в энергосистему полной мощности генераторов ТЭЦ за вычетом на­грузок собственных нужд и нагрузок рас­пределительного устройства генераторного напряжения в период минимума нагрузки потребителей ГРУ, включая нерабочие дни.

Мощности трансформаторов определяется

где, Sтр - мощность трансформатора; Рг - мощность генератора; Рсн - мощность собственных нужд; На собственные нужды идет 5% энергии. 

Реактивная мощность генераторов:

Qг= Pг tgц=5000.62=310 МВАр

Активная нагрузка собственных нужд: 

Pсн= Pг0,05=5000,05=25 МВА

Реактивная нагрузка собственных нужд:

Qсн= Pсн tgц=250,62=15,5 МВАр

Активная нагрузка на генераторном напряжении:

Pн=Pг0,02=5000,02=10 МВА

Реактивная нагрузка на генераторном напряжении:

Qн= Pнtgц=100,62=6,2 МВАр

Выберем трансформаторы связи для двух вариантов.

При использовании  двухобмоточных трансформаторов выбираем два трансформатора ТНЦ-630000\220 – У1 для транспортировки мощности в систему 220кВ и два трансформатора ТРДЦН-125000/110-75У1 для транспортировки мощности в систему 110кВ        

Параметры  трансформатора ТНЦ-630000\220-У1

Тип трансформатора	В. Н	Н. Н	Номинальная полная мощность	Соеди-нение обмоток	∆Рхх	∆Ркз	Uкз	Iхх
ТНЦ-630000\220-У1	242	10,5	630	-	400	870	12,5	0,35
Характеристики
Серия трансформатора	ТНЦ
Виды системы охлаждения	Масляный
Номинальное напряжение ( ВН, вторичное ), кВ	220
Номинальное напряжение ( НН, первичное ), кВ	10,5
Номинальная мощность, кВА	630000
Назначение трансформатора	Трансформатор связи

Двухобмоточный трехфазный силовой трансформатор серии ТНЦ с направленной масляно-водяной системой охлаждения, регулировка напряжеия под нагрузкой.