Структурные схемы электростанций и подстанций
Лекция 8: «Структурные схемы электростанций и подстанций».
Структурная схема электроустановок зависит от числа генераторов и трансформаторов, распределения генераторов и нагрузки между распределительными устройствами разного напряжения и связи между РУ этих напряжений.
На рис.1 показаны структурные схемы ТЭЦ. Если ТЭЦ сооружается вблизи потребителей электроэнергии U = 6 – 10 КВ, то необходимо иметь распределительное устройство генераторного напряжения ГРУ. Количество генераторов, подключённых к ГРУ зависит от мощности потребителей 6-10кВ. На рис.1а два генератора подключены к ГРУ, а один, как правило, более мощный, - к РУ высокого напряжения (РУ ВН). Линии, подключённые к РУ ВН, выполняют связь с энергосистемой.
Рис. 1
Если вблизи ТЭЦ предусматривается сооружение энергоёмких производств, то питание их может осуществляться по ВЛ 35-110кВ от распределительного устройства среднего напряжения (РУ СН). Связь между РУ разных напряжений выполняется с помощью трёхобмоточных трансформаторов или автотрансформаторов. Это показано на рис.1б.
При незначительной нагрузке на генераторном напряжении 6-10кВ целесообразно блочное соединение генераторов с повышающими трансформаторами без поперечной связи на генераторном напряжении, что приводит к уменьшению токов КЗ и возможности выбора более экономичного комплектного распределительного устройства КРУ вместо дорогостоящего ГРУ (рис. 1в). мощные энергоблоки 100-250МВт присоединяются к РУ ВН без отпайки для питания потребителей. Современные мощные ТЭЦ обычно имеют блочную схему.
Рис.2
На рис.2 показаны структурные схемы электростанций с преимущественным распределением электроэнергии на повышенном напряжении (КЭС, ГЭС). Отсутствие потребителей вблизи таких электростанций позволяет отказаться от ГРУ. Все генераторы соединяются в блоки с повышающими трансформаторами. На рис2.а показана параллельная работа трёх блоков на высоком напряжении, где имеется РУ ВН.
Рекомендуемые материалы
Если электроэнергия выдаётся на высшем и среднем напряжении, то связь между РУ ВН и РУ СН осуществляется автотрансформатором связи (рис.2б) или автотрансформатором, установленным в блоке с генератором (рис.2в).
Рис. 3
На рис.3 показаны структурные схемы подстанций. На подстанции с двумя двухобмоточными трансформаторами (рис.3а) электроэнергия от системы поступает в РУ ВН, затем трансформируется и распределяется между потребителями в РУ НН. На узловых подстанциях осуществляется связь между отдельными частями энергосистемы (рис. 3б) и питание потребителей на НН. Возможно сооружение подстанции с двумя РУ СН, РУ ВН и РУ НН. На таких подстанциях устанавливают два автотрансформатора и два трансформатора для питания потребителей от РУ НН.
Выбор той или иной структурной схемы электростанции или подстанции производится на основании технико-экономического сравнения двух – трёх вариантов.
Особенности главных схем ТЭЦ.
ТЭЦ обычно располагают в центре тепловой нагрузки, которой сопутствует большое потребление электрической энергии. Для уменьшения потерь при двойной трансформации выгодно всю электроэнергию, вырабатываемую ТЭЦ, передавать местным потребителям на генераторном напряжении. Таким образом, первой особенностью главной схемы ТЭЦ является наличие сборных шин генераторного напряжения, к которым подключаются генераторы ТЭЦ и кабельные линии 6-10кВ местной нагрузки.
Лекция "1. Система маркетинговых коммуникаций" также может быть Вам полезна.
Вторая особенность заключается в неравенстве мощностей генераторов и трансформаторов связи станции с системой. С одной стороны мощность трансформатора должна быть достаточной для передачи в систему избыточной мощности ТЭЦ (Sг) при максимальном тепловом потреблении и минимальной электрической нагрузке района, с другой стороны, должно быть обеспечено питание района от системы (Sс) при максимальной нагрузке и минимальном тепловом потреблении.
Для этого рекомендуется учитывать отключение наиболее мощного генератора ТЭЦ.
Третьей отличительной чертой главных схем ТЭЦ является секционирование и реактирование сборных шин генераторного напряжения, а также установка линейных и сдвоенных реакторов в отходящих фидерах для ограничения токов КЗ. Реакторы могут быть зашунтированы разъединителями и секции будут связаны между собой только секционными выключателями. Шунтирование реакторов уменьшает потери в схеме. Они возможны в периоды, когда по условиям нагрузки работает часть генераторов. индуктивное сопротивление реактора выбирают таким, чтобы на него приходилось 10-12% от номинального напряжения, а их номинальный ток составлял 70% от номинального тока генератора, подключённого к секции.
Надёжность и гибкость схемы генераторного напряжения ТЭЦ повышается при замыкании её кольцо, однако в этой схеме вывод выключателей в ремонт приводит к отключению потребителей. Для избежания этого ответственные потребители должны иметь резервное питание по сети.
В современных условиях появились обстоятельства, существенно влияющие на выбор главной схемы ТЭЦ, приближая схематично их к главным схемам ТЭЦ. Это, во-первых, значительное удаление ТЭЦ от центров потребления теплоты и энергии, что вызвано состоянием экологии в городских условиях; во-вторых, это укрупнение агрегатов и увеличение единичной мощности ТЭЦ, что приводит к повышению генераторного напряжения до 20кВ включительно и использованию глубоких вводов на напряжении 35-110кВ и соответственно к отказу от ГРУ. Хотя особо ответственные потребители могут получать питание через трансформаторы 15.75/10 или 20/10 кВ. если мощная ТЭЦ находится в центре электрических нагрузок, то в большинстве случаев лучше иметь на ТЭЦ сборные шины.
Современные ТЭЦ (500-1000МВт) сооружаются по блочному типу. В блоках генератор – трансформатор устанавливается генераторный выключатель, что повышает надёжность питания СН и РУ ВН, так как при этом исключаются многочисленные операции в РУ собственных нужд по переводу питания с рабочего ТСН на резервный трансформатор СН при каждом останове и пуске энергоблока и исключаются операции выключателями ВН. Нужно помнить, что энергоблоки ТЭЦ значительно чаще КЭС подвергаются операциям включения и отключения.
