Выбор вариантов блоков гэс
Вариант 1
В
данном варианте рассмотрена моноблочная
схема ГЭС, т.е. 1 генератор на 1 трансформатор.
Так как аварийный резерв в системе равен
,
то данный блок удовлетворяет условию
.
Расчет нагрузки на трансформатор блока 1 (зима):
Если
,
то
,
а
Если
,
то
,
а
Расчет проводиться для интервала времени ∆t=0-6 ч
Расчеты для остальных интервалов времени ∆t и периодов года проводятся аналогично. Нагрузка на трансформатор блоков 2 и 3 рассчитывается аналогично. Результаты расчета приведены в таблице 8, 9, 10.
Таблица 8-Нагрузка трансформаторные блоки (зима).
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
|
Блок 1 |
Рвыр, МВт |
90 |
90 |
90 |
100 |
100 |
90 |
Qвыр, МВАр |
43,56 |
43,56 |
43,56 |
48,4 |
48,4 |
43,56 |
|
Рн,МВт |
6,48 |
8,64 |
7,56 |
3,6 |
3,6 |
7,56 |
|
Qн,МВАр |
3,14 |
4,18 |
3,66 |
1,74 |
1,74 |
3,66 |
|
Ртр, МВт |
83,52 |
81,36 |
82,44 |
96,4 |
96,4 |
82,44 |
|
Qтр, МВАр |
40,42 |
39,38 |
39,90 |
46,66 |
46,66 |
39,90 |
|
Sтр, МВА |
92,79 |
90,39 |
91,59 |
107,10 |
107,10 |
91,59 |
|
Блок 2 |
Рвыр, МВт |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
0 |
Qвыр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
48,4 |
48,4 |
0 |
|
Рн,МВт |
0 |
0 |
0 |
3,6 |
3,6 |
0 |
|
Qн,МВАр |
0 |
0 |
0 |
1,74 |
1,74 |
0 |
|
Ртр, МВт |
0 |
0 |
0 |
96,4 |
96,4 |
0 |
|
Qтр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
46,66 |
46,66 |
0 |
|
Sтр, МВА |
0 |
0 |
0 |
107,10 |
107,10 |
0 |
|
Блок 3 |
Рвыр, МВт |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
0 |
Qвыр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
48,4 |
48,4 |
0 |
|
Рн,МВт |
0 |
0 |
0 |
3,6 |
3,6 |
0 |
|
Qн,МВАр |
0 |
0 |
0 |
1,74 |
1,74 |
0 |
|
Ртр, МВт |
0 |
0 |
0 |
96,4 |
96,4 |
0 |
|
Qтр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
46,66 |
46,66 |
0 |
|
Sтр, МВА |
0 |
0 |
0 |
107,10 |
107,10 |
0 |
|
Таблица 9-Нагрузка трансформаторные блоки (лето).
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
|
Блок 1 |
Рвыр, МВт |
90 |
90 |
90 |
90 |
100 |
100 |
Qвыр, МВАр |
43,56 |
43,56 |
43,56 |
43,56 |
48,4 |
48,4 |
|
Рн,МВт |
4,32 |
5,40 |
5,40 |
8,64 |
2,88 |
1,80 |
|
Qн,МВАр |
2,09 |
2,61 |
2,61 |
4,18 |
1,39 |
0,87 |
|
Ртр, МВт |
85,68 |
84,60 |
84,60 |
81,36 |
97,12 |
98,20 |
|
Qтр, МВАр |
41,47 |
40,95 |
40,95 |
39,38 |
47,01 |
47,53 |
|
Sтр, МВА |
95,19 |
93,99 |
93,99 |
90,39 |
107,90 |
109,10 |
|
Блок 2 |
Рвыр, МВт |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
Qвыр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
0 |
48,4 |
48,4 |
|
Рн,МВт |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,88 |
1,80 |
|
Qн,МВАр |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,39 |
0,87 |
|
Ртр, МВт |
0 |
0 |
0 |
0 |
97,12 |
98,20 |
|
Qтр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
0 |
47,01 |
47,53 |
|
Sтр, МВА |
0 |
0 |
0 |
0 |
107,90 |
109,10 |
|
Блок 3 |
Рвыр, МВт |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
Qвыр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
0 |
48,4 |
48,4 |
|
Рн,МВт |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,88 |
1,80 |
|
Qн,МВАр |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,39 |
0,87 |
|
Ртр, МВт |
0 |
0 |
0 |
0 |
97,12 |
98,20 |
|
Qтр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
0 |
47,01 |
47,53 |
|
Sтр, МВА |
0 |
0 |
0 |
0 |
107,90 |
109,10 |
|
Таблица 10-Нагрузка трансформаторные блоки (паводок).
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
|
Блок 1 |
Рвыр, МВт |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
Qвыр, МВАр |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
|
Рн,МВт |
2,16 |
2,88 |
2,52 |
3,60 |
3,60 |
2,52 |
|
Qн,МВАр |
1,05 |
1,39 |
1,22 |
1,74 |
1,74 |
1,22 |
|
Ртр, МВт |
97,84 |
97,12 |
97,48 |
96,40 |
96,40 |
97,48 |
|
Qтр, МВАр |
47,35 |
47,01 |
47,18 |
46,66 |
46,66 |
47,18 |
|
Sтр, МВА |
108,70 |
107,90 |
108,30 |
107,10 |
107,10 |
108,30 |
|
Блок 2 |
Рвыр, МВт |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
Qвыр, МВАр |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
|
Рн,МВт |
2,16 |
2,88 |
2,52 |
3,60 |
3,60 |
2,52 |
|
Qн,МВАр |
1,05 |
1,39 |
1,22 |
1,74 |
1,74 |
1,22 |
|
Ртр, МВт |
97,84 |
97,12 |
97,48 |
96,40 |
96,40 |
97,48 |
|
Qтр, МВАр |
47,35 |
47,01 |
47,18 |
46,66 |
46,66 |
47,18 |
|
Sтр, МВА |
108,70 |
107,90 |
108,30 |
107,10 |
107,10 |
108,30 |
|
Блок 3 |
Рвыр, МВт |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
Qвыр, МВАр |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
|
Рн,МВт |
2,16 |
2,88 |
2,52 |
3,60 |
3,60 |
2,52 |
|
Qн,МВАр |
1,05 |
1,39 |
1,22 |
1,74 |
1,74 |
1,22 |
|
Ртр, МВт |
97,84 |
97,12 |
97,48 |
96,40 |
96,40 |
97,48 |
|
Qтр, МВАр |
47,35 |
47,01 |
47,18 |
46,66 |
46,66 |
47,18 |
|
Sтр, МВА |
108,70 |
107,90 |
108,30 |
107,10 |
107,10 |
108,30 |
|
Вариант 2
Для данного варианта была рассмотрена схема состоящая из одного моноблока и укрупненного блока (2 генератора на 1 тр-р).
Расчет нагрузки на трансформаторный блок проводиться аналогично представленном для 1-го варианта. Результаты расчета представлены в таблицах 11-13.
Таблица 11- Нагрузка трансформаторные блоки (зима).
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
|
Блок 1 |
Рвыр, МВт |
90 |
90 |
90 |
100 |
100 |
90 |
Qвыр, МВАр |
43,56 |
43,56 |
43,56 |
48,4 |
48,4 |
43,56 |
|
Рн,МВт |
6,48 |
8,64 |
7,56 |
3,6 |
3,6 |
7,56 |
|
Qн,МВАр |
3,14 |
4,18 |
3,66 |
1,74 |
1,74 |
3,66 |
|
Ртр, МВт |
83,52 |
81,36 |
82,44 |
96,4 |
96,4 |
82,44 |
|
Qтр, МВАр |
40,42 |
39,38 |
39,90 |
46,66 |
46,66 |
39,90 |
|
Sтр, МВА |
92,79 |
90,39 |
91,59 |
107,10 |
107,10 |
91,59 |
|
Блок 2 |
Рвыр, МВт |
0 |
0 |
0 |
200 |
200 |
0 |
Qвыр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
96,8 |
96,8 |
0 |
|
Рн,МВт |
0 |
0 |
0 |
7,2 |
7,2 |
0 |
|
Qн,МВАр |
0 |
0 |
0 |
3,48 |
3,48 |
0 |
|
Ртр, МВт |
0 |
0 |
0 |
192,8 |
192,8 |
0 |
|
Qтр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
93,32 |
93,32 |
0 |
|
Sтр, МВА |
0 |
0 |
0 |
214,20 |
214,20 |
0 |
|
Таблица 12- Нагрузка трансформаторный блок (лето).
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
|
Блок 1 |
Рвыр, МВт |
90 |
90 |
90 |
90 |
100 |
100 |
Qвыр, МВАр |
43,56 |
43,56 |
43,56 |
43,56 |
48,4 |
48,4 |
|
Рн,МВт |
4,32 |
5,4 |
5,4 |
8,64 |
2,88 |
1,8 |
|
Qн,МВАр |
2,09 |
2,61 |
2,61 |
4,18 |
1,39 |
0,87 |
|
Ртр, МВт |
85,68 |
84,6 |
84,6 |
81,36 |
97,12 |
98,2 |
|
Qтр, МВАр |
41,47 |
40,95 |
40,95 |
39,38 |
47,01 |
47,53 |
|
Sтр, МВА |
95,19 |
93,99 |
93,99 |
90,39 |
107,90 |
109,10 |
|
Блок 2 |
Рвыр, МВт |
0 |
0 |
0 |
0 |
200 |
200 |
Qвыр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
0 |
96,80 |
96,80 |
|
Рн,МВт |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,76 |
3,6 |
|
Qн,МВАр |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,79 |
1,74 |
|
Ртр, МВт |
0 |
0 |
0 |
0 |
194,24 |
196,4 |
|
Qтр, МВАр |
0 |
0 |
0 |
0 |
94,01 |
95,06 |
|
Sтр, МВА |
0 |
0 |
0 |
0 |
215,79 |
218,19 |
|
Таблица 13- Нагрузка трансформаторный блок (паводок).
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
|
Блок 1 |
Рвыр, МВт |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
Qвыр, МВАр |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
48,4 |
|
Рн,МВт |
2,16 |
2,88 |
2,52 |
3,6 |
3,6 |
2,52 |
|
Qн,МВАр |
1,05 |
1,39 |
1,22 |
1,74 |
1,74 |
1,22 |
|
Ртр, МВт |
97,84 |
97,12 |
97,48 |
96,4 |
96,4 |
97,48 |
|
Qтр, МВАр |
47,35 |
47,01 |
47,18 |
46,66 |
46,66 |
47,18 |
|
Sтр, МВА |
108,70 |
107,90 |
108,30 |
107,10 |
107,10 |
108,30 |
|
Блок 2 |
Рвыр, МВт |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
Qвыр, МВАр |
96,8 |
96,8 |
96,8 |
96,8 |
96,8 |
96,8 |
|
Рн,МВт |
4,32 |
5,76 |
5,04 |
7,20 |
7,20 |
5,04 |
|
Qн,МВАр |
2,09 |
2,79 |
2,44 |
3,48 |
3,48 |
2,44 |
|
Ртр, МВт |
195,68 |
194,24 |
194,96 |
192,80 |
192,80 |
194,96 |
|
Qтр, МВАр |
94,71 |
94,01 |
94,36 |
93,32 |
93,32 |
94,36 |
|
Sтр, МВА |
217,39 |
215,79 |
216,59 |
214,20 |
214,20 |
216,59 |
|
Выбираем трансформаторы блока.
Вариант №1
Выбираем самый загруженный сезон: Паводок.
т.к.
диапазон изменения мощности попадает
между номинальными мощностями 100 и 125
МВА, то при выборе номинальной мощности
100 МВА, трансформатор будет работать с
постоянной перегрузкой и не сможет
отработать весь срок службы из-за
перегрева. Таким образом, в данном случае
целесообразно поставить трансформатор
мощностью 125 МВА. Так как напряжение ВН
равно
,
а НН равно
выбираем трансформатор ТДЦ-125000/220.
Вариант №2
В данном варианте присутствуют два варианта блоков (моноблок и укрупненный блок).
Рассмотрим моноблок. Выбираем самый загруженный сезон: Паводок.
Выбираем трансформатор блока ТДЦ-125000/220, исходя из тех же соображений, что и при рассмотрении схемы Варианта №1.
Рассмотрим укрупненный блок. Выбираем самый загруженный сезон: Паводок
т.к. диапазон изменения мощности попадает между номинальными мощностями 200 и 250 МВА, то при выборе номинальной мощности 200 МВА, трансформатор будет работать с постоянной перегрузкой и не сможет отработать весь срок службы из-за перегрева. Таким образом, в данном случае целесообразно поставить трансформатор мощностью 250 МВА. Так как напряжение ВН равно , а НН равно выбираем трансформатор ТДЦ-250000/220.
Выбор трансформатора на нагрузку на низшем напряжении.
Вариант №1
Таблица 14-Нагрузка на низшем напряжении на 1 трансформатор.
Зима |
||||||
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
S, МВА |
7,20 |
9,60 |
8,40 |
4,00 |
4,00 |
8,40 |
Паводок |
||||||
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
S, МВА |
2,40 |
3,20 |
2,80 |
4,00 |
4,00 |
2,80 |
Лето |
||||||
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
S, МВА |
4,80 |
6,00 |
6,00 |
9,60 |
3,20 |
2,00 |
Выбираем самый загруженный сезон: Зима.
т.к.
диапазон изменения мощности попадает
между номинальными мощностями 4 и 10 МВА,
то при выборе номинальной мощности 4
МВА, трансформатор будет работать с
постоянной перегрузкой и не сможет
отработать весь срок службы из-за
перегрева. Таким образом, в данном случае
целесообразно рассмотреть трансформаторы
мощностью 6,3 и 10 МВА. Так как напряжение
ВН равно
,
а НН равно
, то для начала рассмотрим трансформатор
ТДНС-6300/20.
Рассмотрим трансформатор ТДНС-6300/20:
Система
охлаждения Д-принудительная циркуляция
воздуха и масла ненаправленным потоком
масла, следовательно,
,
следовательно, трансформатор брать
нельзя, т.к. он не выдержит перегрузку.
Значит, берем трансформатор ТДНС-10000/35.
Вариант №2
Для моноблочной части схемы выбираем трансформатор ТДНС-10000/35.
Для укрупненного блока будем использовать один трансформатор для питания потребителей НН.
Таблица 15-Нагрузка на низшем напряжении на трансформатор укрупненного блока.
Зима |
||||||
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
S, МВА |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
8,00 |
8,00 |
0,00 |
Паводок |
||||||
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
S, МВА |
4,80 |
6,40 |
5,60 |
8,00 |
8,00 |
5,60 |
Лето |
||||||
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
S, МВА |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
6,40 |
4,00 |
Ремонтный режим( при выводе в ремонт моноблока) |
||||||
∆t, ч |
0-6 |
6-12 |
12-16 |
16-20 |
20-22 |
22-24 |
S, МВА |
4,80 |
6,00 |
6,00 |
9,60 |
9,60 |
6,00 |
Выбираем самый загруженный сезон: Ремонтный режим.
т.к. диапазон изменения мощности попадает между номинальными мощностями 4 и 10 МВА, то при выборе номинальной мощности 4 и 6,3 МВА (см. расчет для 1-ого варианта), трансформатор будет работать с недопустимой перегрузкой и не сможет отработать весь срок службы из-за перегрева. Так как напряжение ВН равно , а НН равно , то возьмем трансформатор ТДНС-10000/35.
.1.3 Расчет приведенных затрат.
,
где
-приведенные
затраты.
-нормативный
коэффициент окупаемости капиталовложений.
К-капиталовложения.
U-издержки.
M(Y)- мат. ожидание ущерба.
ГРУ 6-10 кВ
Одноэтажное исполнение , ячейка с выключателем на вводе без реактора МГ-20. Общая стоимость-17.6 тыс.руб.
Ячейка ОРУ 220 кВ.
Тип выключателя У-220-2000-25У1
Общая стоимость-92.4 тыс.руб.
Издержки:
Потери присутствуют в основном в трансформаторах блока, определяются нагрузкой на трансформаторы и продолжительностью их работы.
|
2500 |
3000 |
4000 |
5000 |
6000 |
7000 |
|
4,3 |
3,6 |
2,8 |
2,4 |
2,1 |
1,9 |
,
ч
,руб/кВтч
-кол-во часов использования наибольшей мощности.
По графику нагрузки( табл. 1,2)
-сумма
трёх сезонов (зима,лето,паводок)
Где
-число
дней зимой, летом и в паводок;
-число
трансформаторов в работе.
-потери
холостого хода трансформаторов
Сумма
трёх сезонов где для каждого тр-ра
определяем
,суммируя
отдельно участки нагрузки учитывая
время продолжительности этих участков.
Ущерб
Системный ущерб
Ущерб от недоотпуска электроэнергии потребителю
Системный ущерб возникает от снижения частоты в системе из-за дефицита мощности.
Ущерб от снижения частоты в системе:
Ущерб от действий АЧР-1 (48,5 Гц)
где
Нагрузка
энергосистемы в исходном режиме.
Удельная стоимость ущерба:
где
-
вероятность возникновения системного
ущерба
параметр
потока отказов трансформатора блока
где
вероятность
нахождения системы в нормальном
состоянии;
частота
нахождения в капитальном ремонте;
время
нахождения в капитальном ремонте;
частота
нахождения в текущем ремонте;
время
нахождения в текущем ремонте;
время
восстановления трансформатора;
Вариант №1 (1 ген-р на 1 тр-р)
Выбираем трансформатор ТДЦ-125000/220 (2 шт.) и ТДНС-10000/35 (3 шт.).
по
таблице 3.8,
по
таблице 3.4.
Так как это цены 1978 года, то приведем их нужно проиндексировать к данному моменту:
Издержки:
Методом линейной интерполяции определяем
руб/кВтч.
Потери в трансформаторах ТДЦ-125000/220
.
Потери КЗ-Зима:
Потери КЗ-Лето:
Потери КЗ-Паводок:
Потери в трансформаторе ТДНС-10000/35
.
Потери КЗ-Зима:
Потери КЗ-Лето:
Потери КЗ-Паводок:
Ущерб
Ущерб от снижения частоты в системе:
Для трансформатора 220 кВ:
;
;
;
;
;
.
.
Ущерб от снижения частоты в системе:
Ущерб от действий АЧР-1 (48,5 Гц) не будет так как при аварийном отключении одного блока частота в системе снижается на 0,69 Гц.
Общие затраты, приведенные к одному году эксплуатации составляют:
*
Вариант №2 (моноблок (1 ген-р на 1 тр-р) и укрупненный блок (2 ген-ра на 1 тр-р))
Выбираем трансформатор ТДЦ-125000/220 (1 шт.), ТДЦ-250000/220 (1 шт.) и ТДНС-10000/35 (2 шт.).
по
таблице 3.8,
по
таблице 3.8
по
таблице 3.4.
тыс.
руб.
Так как это цены 1978 года, то приведем их нужно проиндексировать к данному моменту:
Издержки:
руб/кВтч.
Потери в трансформаторах ТДЦ-125000/220
.
Потери КЗ-Зима:
Потери КЗ-Лето:
Потери КЗ-Паводок:
Потери в трансформаторах ТДЦ-250000/220
.
Потери КЗ-Зима:
Потери КЗ-Лето:
Потери КЗ-Паводок:
Потери в трансформаторах ТДНС-10000/35
.
Потери КЗ-Зима:
Потери КЗ-Лето:
Потери КЗ-Паводок:
Ущерб
Ущерб от снижения частоты в системе:
Для трансформатора 220 кВ:
;
;
;
;
;
.
.
Ущерб от снижения частоты в системе:
Ущерб от действий АЧР-1 (48,5 Гц) не будет так как при аварийном отключении одного блока частота в системе снижается на 1,39 Гц.
Общие затраты, приведенные к одному году эксплуатации составляют:
*
Как
видно из проведенного экономического
расчета наиболее целесообразно
использовать второй вариант схемы ГЭС
(
).
Все дальнейшие расчеты будут производиться
для второго варианта схемы электрических
соединений ГЭС.