Proiectarea Părții Electrice a Centralei Electrice cu Termoficare cu Puterea 60 MW

INTRODUCERE

Energia reprezintă factorul motor al dezvoltării economico-sociale a omenirii. În special energia electrică este impulsul principal în progresul tehnico-economic. Fără energie electrică, nivelul actual al civilizaţiei nu poate fi imaginat.

Transportul sau distribuţia energiei electrice la aceeaşi tensiune nominală se efectuează prin intermediul liniilor electrice, care reprezintă ansamblul de conductoare, izolatoare şi accesorii. Ansamblul de linii şi staţii electrice legate între ele, eventual interconectate cu alte reţele, poartă denumirea de reţea electrică.

Ansamblul de instalaţii utilizate pentru producerea, conversia, transformarea, transportul şi distribuţia energiei electrice legate printr-un proces comun de funcţionare poartă denumirea de sistem electroenergetic. Sistemul electroenergetic este parte componentă a sistemului energetic a unei ţări şi se consideră ramură principală a economiei naţionale.

În prezenta lucrare de curs se vor proiecta o centrală electrică cu puterea de 64 MW, care este inima sistemului electroenergetic în ansamblu. Această centrală electrică este destinată pentru producerea energiei electrice şi debitarea ei în sistemul electroenergetic prin intermediul liniilor de transport şi distribuţie şi liniilor care alimentează consumatorii locali a centralei.

Fiabilitatea funcţionării reţelei electrice precum şi a centralelor electrice depinde de schema de conexiune şi de numărul de transformatoare. Pentru consumatori de categoria 1 se vor prevedea doua transformatoare în staţiile electrice, iar pentru consumatori de categoria 3 numai un transformator de putere. Toate transformatoarele din centrale sunt dotate cu mijloace de reglare a tensiunii.

În această lucrare de curs este expus conceptul modern al calculelor tehnico-economice comparative cu adaptare la sistemele de producere, transport şi de distribuţie a energiei electrice. Sunt prezentate elementele cheie ce domină această problematică, indicatorii de eficienţă economică, metodele curente de evaluare şi analiză economică a proiectelor de investiţii, criteriile de alegere a soluţiilor optime, aplicate în proiectarea centralelor electrice cu termoficare.

Varianta finală de implementare a CET se va alege în urma efectuării calculului tehnico-economic. În lucrarea dată vor fi examinate doar două regimuri de funcţionare: regimul permanent de funcţionare şi regimul de postavarie (sau permanent de după avarie).

În timpul funcţionării sistemelor electroenergetice şi a sistemelor de alimentare cu energie electrică a întreprinderilor au loc diferite perturbaţii ale regimurilor, spre exemplu: varierea sarcinii, conectarea şi deconectarea diferitor surse şi sarcini, scurtcircuite, ruperea conductoarelor liniilor electrice, efectuarea testărilor şi multe alte situaţii de avarie. Aceste situaţii, enumerate anterior, în cele din urmă aduc la modificarea stării electromagnetice a elementelor sistemului şi la modificarea vitezelor de rotaţie a generatoarelor, ca rezultat a unui dezechilibru între cuplurile mecanice şi electromagnetice ale tuturor generatoarelor conectate la sistemul electroenergetic.

Maşinile şi aparatele electrice, liniile de transport a energiei electrice şi alte părţi ale instalaţiilor electrice şi reţele electrice tot timpul sunt sub tensiune şi sunt parcurse de curentul ce provoacă încălzire lor. De aceea în procesul de exploatare poate să apară distrugeri care duc la apariţia scurtcircuitelor.

În multitudinea de cazuri în locul de s.c. apare arcul electric cu temperatură înaltă, care duce la distrugerea izolaţiilor, aparatelor electrice şi a altor. La punctul de s.c. apare curenţi mari de mii de amperi care supraîncălzesc elementele de transport a energiei electrice ne defectate, şi poate să aducă la distrugeri complementare, deci la avarie. Tot odată în reţea legată cu locul de avarie apare scăderea tensiunii, ce poate să aducă la oprirea motoarelor şi la ieşire din sincronism a generatoarelor.

Proiectarea şi exploatarea centralelor electrice are la bază principalele cerinţe de ordin general: siguranţă în alimentarea consumatorilor, calitatea energiei electrice şi soluţia tehnico-economică optimă.

I. ELABORAREA SCHEMEI ELECTRICE DE CONEXIUNE A CENTRALEI

1.1. Analiza sarcinii.

Conform datelor iniţiale se cere de proiectat partea electrică a unei centrale electrice cu termoficare cu puterea nominală de 60 MW.

Centrală electrică va fi dotată cu doua generatoare cu tensiunea de producere 10.5 kV.

Energia electrică este evacuată în sistem prin transformatoare de tipul ТРДНС cu două înfăşurări.

În datele iniţiale se prezintă curba de sarcină de iarnă, iar cea de vară constituie 65% din cea de iarnă.

Partea grafică a proiectului reprezintă o coală cu schema electrica monofilara a centralei.

1.2. Prelucrarea curbelor de sarcină. Construirea curbelor de sarcină anuale.

Curba de sarcină este evoluţia sarcinii în timp. Curbele de sarcină se folosesc pentru:

- determinarea puterilor maxime, puterile de calcul în proiectarea instalaţiilor electrice pentru determinarea pierderilor de putere şi de energie;

- pentru determinarea puterilor instalate ale centralelor electrice;

- pentru calculul cantităţilor de energie electrică produsă sau consumată;

- pentru determinarea cantităţilor de combustibil;

- pentru planificarea reparaţiilor echipamentului, etc.

Se prelucrează curba de sarcină zilnică de iarnă şi se construieşte curba de sarcină anuală pentru tensiunea inferioară de 10.5 kV.

P1=36 MW, T1= ti · t1 =183·6=1098 h;

P2=42 MW, T2= ti · t2 =183·4=732 h;

P3=45 MW, T3= ti · t3 =183·4=732 h;

P4= 51MW, T4= ti · t4 =183·3=549 h;

P5=48 MW, T5= ti · t5 =183·2=366 h;

P6=45 MW, T6= ti · t6 =183·2=366 h;

P7= 39MW, T7= tv · t7 =183·2=366 h;

P8=23.4 MW, T8= tv · t8 =182·6=1092 h;

P9=27.3 MW, T9= tv · t9 =182·4=728 h;

P10=29.25 MW, T10= tv · t10 =182·4=728 h;

P11=33.15 MW, T11= tv · t11 =182·3=546 h

P12=31.2 MW, T12= tv · t12 =182·2=364 h.

P13=29.25 MW, T1= ti · t1 =182·2=364 h;

P14=25.35 MW, T2= ti · t2 =182·2=364 h;