Назначение и преимущества ЭС (стр. 1 )

Оглавление

Введение        2

1.1 Назначение и преимущества ЭС        3

1.2 Технологическая схема КЭС        5

1.3 Основное оборудование ЭС и его назначение        6

1.4 Примеры наиболее крупных КЭС РФ        7

1.5 Влияние КЭС на окружающую среду        8

2. Выбор структурной схемы КЭС        9

3. Выбора основного оборудования        10

3.1 Выбор генераторов        10

3.2 Выбор трансформаторов связи        12

3.3 Выбор трансформаторов собственных нужд        16

3.4 Выбор выключателей и разъединителей        16

3.5. Выбор ЛЭП предприятия        17

3.5.1 Провода        17

3.5.2 Опоры        20

4.Технико-экономический расчет        21

5.1 Список выбранного оборудования с параметрами и обозначениями на схеме        24

5.2 Преимущества и недостатки выбранной схемы электроснабжения        25

Список используемой литературы        27

Задание

Разработать 2 схемы электростанций для выдачи мощности на предприятие (категория надежности I), выбрать основное оборудование, предусмотреть дальнейшее развитие энергосистемы и провести технико-экономическое сравнение для выбора оптимального варианта из двух рассчитанных.

№ варианта	Вид ЭС	Вид структурной схемы	Установленная мощность ЭС, МВА	Количество генераторов	Мощность предприятия, МВА	Расстояние до предприятия, км
1 Вариант	2 Вариант
4	КЭС	с двухобмоточным трансформатором	с трехобмоточным трансформатором	1500	3	80	35

Введение

К области электроснабжения относятся: производство, передача и распределение электроэнергии. Электроэнергию вырабатывают электростанции, которые подразделяются на гидроэлектростанции, атомные и тепловые. Основными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятия, которые обычно находятся либо в соответствующих сырьевых районах, либо в близи населённых пунктов промышленных районов.

Очевидно, что месторасположения заводов и фабрик не всегда может совпадать с местом строительства или расположения крупных электростанций.

Чем мощнее электростанция, тем больше фабрик, заводов или цехов она может снабжать электроэнергией и тем значительнее будет обслуживаемый ей район. Следовательно, при любых условиях возникает необходимость в передаче электроэнергии от электростанции к потребителям.

Передача электроэнергии осуществляется посредством линий электропередач и трансформаторов, устанавливаемых на повышающих и понижающих подстанциях.

Промышленными потребителями электроэнергии в большинстве случаев являются электродвигатели и светильники, количество которых весьма велико. Поэтому при передаче электроэнергии, одновременно должно происходить её постепенное распределение и разделение, сначала между крупными потребителями, а затем между всё более и более мелкими.

Распределение электроэнергии осуществляется в распределительных устройствах подстанций и в распределительных пунктах.

В электроснабжении предприятий все связанные со станциями вопросы имеют важное значение.

1.1 Назначение и преимущества ЭС

На тепловых электростанциях химическая энергия сжигаемого топлива преобразуется в котле в энергия водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат (паровая турбина, соединенную с генератором). Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электрическую. Топливом для электростанций служат уголь, торф, горючие сланцы, а также газ и мазут. В отечественной энергетике на долю КЭС приходит более 60% выработки электроэнергии.

Основными особенностями КЭС являются: удаленность от потребителей электроэнергии, что определяет в основном выдачу мощности на высоких и сверхвысоких напряжениях, и блочный принцип построения электростанции. Мощность современных КЭС обычно такова, что каждая из них может обеспечить электроэнергией крупный район страны. Отсюда еще одно название электростанций такого типа – государственная районная  электрическая станция (ГРЭС).

Современные КЭС оснащаются в основном энергоблоками 200 — 800 МВт. Применение крупных агрегатов позволяет обеспечить быстрое наращивание мощностей электростанций, приемлемые себестоимость электроэнергии и стоимость установленного киловатта  мощности станции.

Основные технико-экономические требования к КЭС — высокая надёжность, манёвренность и экономичность. Требование высокой надёжности и манёвренности обусловливается тем, что производимая КЭС электроэнергия потребляется сразу же, т. е. КЭС должна производить столько электроэнергии, сколько необходимо её потребителям в данный момент.

Наибольшие энергетические потери на КЭС имеют место в основном пароводяном контуре, а именно в конденсаторе, где отработавший пар, содержащий еще большое количество тепла, затраченного при парообразовании, отдает его циркуляционной воде. Тепло с циркуляционной водой уносится в водоемы, т. е. теряется. Эти потери в основном определяют КПД электростанции, составляющий даже для самых современных КЭС не более 40-42%.

Электроэнергия, вырабатываемая электростанцией, выдается на напряжении 110 – 750кВ и лишь часть ее отбирается на собственные нужд через трансформатор собственных нужд, подключенный к выводам генератора. Генераторы и повышающие трансформаторы соединяют в энергоблоки и подключают к распределительному устройству высокого напряжения, которое обычно выполняется открытым (ОРУ).

1.2 Технологическая схема КЭС

На рисунке представлена упрощенная принципиальная схема энергоблока КЭС.

Т — топливо; В — воздух; УГ — уходящие газы; ШЗ — шлаки и зола; ПК — паровой котёл; ПЕ — пароперегреватель; ПТ — паровая турбина; Г — электрический генератор; К — конденсатор; КН — конденсатный насос; ПН — питательный насос.

Тепло, выделяемое при сжигании топлива, передаётся в котельном агрегате (парогенераторе) рабочему телу, обычно — водяному пару. Тепловая энергия водяного пара преобразуется в конденсационной турбине в механическую энергию, а последняя в электрическом генераторе — в электрическую энергию. Отработавший в турбине пар конденсируется, конденсат пара перекачивается сначала конденсатным, а затем питательным насосами в паровой котёл (котлоагрегат, парогенератор). Таким образом создаётся замкнутый пароводяной тракт: паровой котёл с пароперегревателем — паропроводы от котла к турбине — турбина — конденсатор — конденсатный и питательные насосы — трубопроводы питательной воды — паровой котёл. Схема пароводяного тракта является основной технологической схемой паротурбинной электростанции и носит название тепловой схемы КЭС.

1.3 Основное оборудование ЭС и его назначение

Основное оборудование КЭС (котельные и турбинные агрегаты) размещают в главном корпусе, котлы и пылеприготовительную установку (на КЭС, сжигающих, например, уголь в виде пыли) — в котельном отделении, турбоагрегаты и их вспомогательное оборудование — в машинном зале электростанции. На КЭС устанавливают преимущественно по одному котлу на турбину. Котёл с турбоагрегатом и их вспомогательным оборудование образуют отдельную часть — моноблок электростанции. На КЭС без промежуточного перегрева пара с турбоагрегатами мощностью 100 МВт и меньше в СССР применяли неблочную централизованную схему, при которой пар 113 котлов отводится в общую паровую магистраль, а из неё распределяется между турбинами. Размеры главного корпуса определяются размещаемым в нём оборудованием и составляют на один блок, в зависимости от его мощности, по длине от 30 до 100 м, по ширине от 70 до 100 м. Высота машинного зала около 30 м, котельной — 50 м и более.

Экономичность компоновки главного корпуса оценивают приближённо удельной кубатурой, равной на пылеугольной КЭС около 0,7—0,8 м3/кВт, а на газомазутной – около 0,6 – 0,7 м3/кВт. Часть вспомогательного оборудования котельной (дымососы, дутьевые вентиляторы, золоуловители, пылевые циклоны и сепараторы пыли системы пылеприготовления) устанавливают вне здания, на открытом воздухе.

КЭС сооружают непосредственно у источников водоснабжения. На территории КЭС, кроме главного корпуса, размещают сооружения и устройства технического водоснабжения и химводоочистки, топливного хозяйства, электрические трансформаторы, распределительные устройства, лаборатории и мастерские, материальные склады, служебные помещения для персонала, обслуживающего КЭС. Топливо на территорию КЭС подаётся обычно ж. д. составами. Золу и шлаки из топочной камеры и золоуловителей удаляют гидравлическим способом.

1.4 Примеры наиболее крупных КЭС РФ

Название электростанции	Год пуска	Электрическая мощность МВт	Вид топлива
Сургутская ГРЭС-1	1972	3 280	Попутный газ, газотурбинное топливо
Костромская ГРЭС	1969	3 600	Природный газ, мазут
Сургутская ГРЭС-2	1985	4 800	Осушенный попутный газ
Рефтинская ГРЭС	1970	3800	Экибастузский каменный уголь
Рязанская ГРЭС	1973	2650	Бурый уголь, газ, мазут
Пермская ГРЭС	1986	2400	Природный газ
Ставропольская ГРЭС	1975	2 400	Природный газ, мазут
Конаковская ГРЭС	1965	2400	Природный газ

Наиболее крупные КЭС в настоящее время имеют мощность до 4 млн. кВт. Сооружаются электростанции мощностью 4 – 6,4 млн. кВт с энергоблоками 500 и 800 МВт. Предельная мощность КЭС определяется условиями водоснабжения и влиянием выбросов станции на окружающую