Решение задачи №37: Выбор трансформаторов электростанции

Ниже представлено решение задачи по выбору трансформаторов электростанции для варианта №37. Тапсырма 1. Электр станциясының трансформаторларын таңдау. Вариант 37. Исходные данные: Тип генератора: ТВС-32-2 \( P_{г} = 32 \) МВт (номинальная мощность для данного типа) \( U_{г} = 10,5 \) кВ \( \cos \phi_{г} = 0,8 \) \( n_{гру} = 4 \) (количество генераторов на ГРУ) \( n_{бл} = 2 \) (количество блоков) \( P_{сн} = 10 \% \) \( P_{мин} = 10 \) МВт \( P_{макс} = 15 \) МВт \( \cos \phi_{н} = 0,94 \) \( L_{лэп} = 200 \) км 1. Определение параметров генератора: Полная мощность одного генератора: \[ S_{г} = \frac{P_{г}}{\cos \phi_{г}} = \frac{32}{0,8} = 40 \text{ МВ·А} \] Реактивная мощность одного генератора: \[ Q_{г} = P_{г} \cdot \tan(\arccos(0,8)) = 32 \cdot 0,75 = 24 \text{ Мвар} \] Мощность собственных нужд (активная и реактивная): \[ P_{сн\_мвт} = P_{г} \cdot \frac{P_{сн}}{100} = 32 \cdot 0,1 = 3,2 \text{ МВт} \] \[ Q_{сн} = P_{сн\_мвт} \cdot \tan(\arccos(0,8)) = 3,2 \cdot 0,75 = 2,4 \text{ Мвар} \] 2. Определение нагрузок на ГРУ: Минимальная и максимальная реактивная нагрузка потребителей: \[ Q_{мин} = P_{мин} \cdot \tan(\arccos(0,94)) = 10 \cdot 0,363 = 3,63 \text{ Мвар} \] \[ Q_{макс} = P_{макс} \cdot \tan(\arccos(0,94)) = 15 \cdot 0,363 = 5,45 \text{ Мвар} \] 3. Расчет режимов для выбора трансформаторов связи (ГРУ): Режим 1 (Минимальная нагрузка): \[ S_{1p} = \sqrt{(P_{г} \cdot n_{гру} - P_{мин} - P_{сн} \cdot n_{гру})^2 + (Q_{г} \cdot n_{гру} - Q_{мин} - Q_{сн} \cdot n_{гру})^2} \] \[ S_{1p} = \sqrt{(32 \cdot 4 - 10 - 3,2 \cdot 4)^2 + (24 \cdot 4 - 3,63 - 2,4 \cdot 4)^2} = \sqrt{105,2^2 + 82,77^2} \approx 133,8 \text{ МВ·А} \] Режим 2 (Максимальная нагрузка): \[ S_{2p} = \sqrt{(32 \cdot 4 - 15 - 3,2 \cdot 4)^2 + (24 \cdot 4 - 5,45 - 2,4 \cdot 4)^2} = \sqrt{100,2^2 + 80,95^2} \approx 128,8 \text{ МВ·А} \] Режим 3 (Аварийный - отключение одного генератора): \[ n'_{гру} = 4 - 1 = 3 \] \[ S_{3p} = \sqrt{(32 \cdot 3 - 15 - 3,2 \cdot 3)^2 + (24 \cdot 3 - 5,45 - 2,4 \cdot 3)^2} = \sqrt{71,4^2 + 59,35^2} \approx 92,8 \text{ МВ·А} \] Выбираем максимальное значение: \( S_{м.р} = 133,8 \) МВ·А. Условие выбора двух трансформаторов связи: \[ S_{т.гру} \geq 0,7 \cdot S_{м.р} = 0,7 \cdot 133,8 = 93,66 \text{ МВ·А} \] Выбираем 2 трансформатора типа ТДЦ-125000/110 (или 220 в зависимости от сети). 4. Выбор блочных трансформаторов: \[ S_{бл.р} = \sqrt{(P_{г} - P_{сн\_мвт})^2 + (Q_{г} - Q_{сн})^2} = \sqrt{(32 - 3,2)^2 + (24 - 2,4)^2} = \sqrt{28,8^2 + 21,6^2} = 36 \text{ МВ·А} \] Выбираем трансформатор ТД-40000/110. 5. Определение напряжения ЛЭП: \[ P_{пер} = P_{г} \cdot n_{г} - P_{сн} \cdot n_{г} - P_{мин} = 32 \cdot 6 - 3,2 \cdot 6 - 10 = 162,8 \text{ МВт} \] \[ U_{вн} = 4,34 \cdot \sqrt{16 \cdot P_{пер} + L_{лэп}} = 4,34 \cdot \sqrt{16 \cdot 162,8 + 200} = 4,34 \cdot \sqrt{2804,8} \approx 230 \text{ кВ} \] Согласно шкале номинальных напряжений, принимаем \( U_{вн} = 220 \) кВ. 6. Итоговые показатели: - Трансформаторы связи: 2 шт. ТДЦ-125000/220. - Блочные трансформаторы: 2 шт. ТД-40000/220. - Коэффициент загрузки трансформаторов связи: \[ K_{з} = \frac{S_{1p}}{2 \cdot S_{ном}} = \frac{133,8}{250} = 0,535 \] - Полная передаваемая мощность в сеть: \[ S_{лэп} = \frac{S_{пер}}{K_{пот}} = \frac{162,8 / 0,8}{1,08} \approx 188,4 \text{ МВ·А} \] Жауабы: 1. Трансформаторлар: 2хТДЦ-125000/220 және 2хТД-40000/220. 2. Жүктеу коэффициенті: \( K_{з} = 0,535 \). 3. Толық берілетін қуат: \( S_{лэп} \approx 188,4 \) МВ·А.