Схемы электрических соединений конденсационных электростанций
Лекция №9: «Схемы электрических соединений конденсационных электростанций (КЭС)».
Электрическая схема КЭС на генераторном напряжении строится по блочному принципу с питанием собственных нужд блока от сети генераторного напряжения. Параллельная работа блоков осуществляется на повышенном напряжении. Блоки выполняются простыми или укруплёнными, с двухобмоточными трансформаторами или с трансформаторами с расщеплённой обмоткой низшего напряжения, а иногда и с автотрансформаторами. Применение АТ в блоках оправдано, если существует постоянный переток мощности из сети среднего напряжения в сеть высшего напряжения. Для исключения возможности возникновения КЗ в сети генераторного напряжения соединение генераторов с трансформаторами (АТ) блоков, а также ответвления к ТСН выполняют закрытыми экранированными токопроводами. Блочные двухобмоточные трансформаторы применяются без регулирования напряжения под нагрузкой. АТ должны иметь устройство регулирования напряжения под нагрузкой (РПН), которая обычно выполняется со стороны выводов СН.
Схемы КЭС на повышенных напряжениях.
К ним предъявляются следующие требования:
1. На электростанциях с генераторами мощностью 300МВт и более повреждение или отказ любого выключателя (за исключением секционного и шиносоединительного) не должно приводить к отключению более одного энергоблока.
2. Повреждение или отказ секционного или шиносоединительного выключателя не должны приводить к отключению более двух энергоблоков и линий.
3. Повреждение или отказ любого выключателя не должно приводить к отключению более одной цепи двухцепной транзитной ЛЭП напряжением 110кВ и выше.
4. Отключение ЛЭП следует выполнять не более чем двумя выключателями; отключения главных трансформаторов, автотрансформаторов связи, ТСН – не более чем тремя выключателями в РУ каждого повышенного напряжения.
5. Должна быть обеспечена возможность ремонта выключателей с напряжением 110кВ и выше без отключения соответствующих присоединений.
Рекомендуемые материалы
В распределительных устройствах с небольшим числом присоединений принимают схемы мостика, треугольника, четырёхугольника.
Для РУ 35-220кВ с большим числом присоединений рекомендуются схемы: две системы шин с обходной, одна секционированная система шин с обходной, а также блочные схемы.
На напряжение 35кВ обходная система шин не предусматривается. В РУ с двумя системами сборных шин при числе присоединений менее двенадцати сборные шины не секционируют; при 21-16 секционируют выключателем на две части одну систему шин; при большем числе присоединений секционированию подвергаются обе рабочие системы шин. Обходная система в РУ 110-220кВ охватывает выключатели всех присоединений. Для РУ 500кВ рекомендуют схемы с четырьмя выключателями на три цепи (4/3), две системы шин с тремя выключателями на две цепи (1.5), схемы многоугольников с числом присоединения до шести.
В схеме с двумя системами сборных шин и тремя выключателями на два присоединения на каждые присоединения приходится 1.5 выключателя. Схема достаточно проста, наглядна и обеспечивает большую надёжность работы установки. Однако, отключение повреждённых ЛЭП и трансформаторов производится двумя выключателями.
Схемы блоков генератор – трансформатор – линия, присоединённых к РУ повышенного напряжения подстанции, значительно упрощают конструкцию РУ на электростанции: фактически такое РУ отсутствует, если все блоки присоединяются к подстанции. Это приводит к снижению токов КЗ, однако при повреждении ЛЭП отключается энергоблок на всё время её ремонта.
Схемы КЭС (8 х 300 + 1 х 1200) МВт
На современных КЭС устанавливаются энергоблоки 500, 800, 1000, 1200МВт. Выдача электроэнергии производится на напряжении 220 - 750кВ. на рисунке показана схема КЭС с восемью блоками по 300МВт и установкой энергоблока 1200МВт при расширении. Энергоблоки 1, 2, 3 выдают электроэнергию в РУ 220кВ, выполненное по схеме с двумя рабочими и обходной системами шин. Четвёртый энергоблок выдаёт электроэнергию через АТ связи, объединяющий ОРУ-220 и ОРУ-500кВ. для ОРУ-500кВ выбрана «полуторная» схема, к которой подключены 4-8 энергоблоки. «Полуторная» схема приспособлена к дальнейшему расширению. В частности, на рисунке показано подключение девятого энергоблока к ОРУ-500кВ.
Схемы трансформаторных подстанций (ТП).
ТП представляют собой электроустановки, предназначенные для преобразования напряжения сетей в целях экономичного распределения энергии в ближайшем районе или дальнейшей её передачи. Они состоят из следующих частей: одного или нескольких трансформаторов или АТ, РУ всех напряжений, вспомогательных устройств. На подстанциях могут быть установлены синхронные компенсаторы, статические конденсаторы, и шунтирующие реакторы. Главная схема подстанций должна обеспечивать:
1. Надёжное электроснабжение потребителей в нормальном и послеаварийном режимах;
2. Надёжный транзит мощности через РУ высшего напряжения;
3. экономически целесообразное значение тока КЗ на стороне среднего и низшего напряжений;
4. возможность постепенного расширения подстанции.
Выбор между трансформаторами и АТ для подстанций решается однозначно в зависимости от принятой системы рабочего заземления связываемых сетей. Эффективно – заземлённые сети 110кВ и выше связывают с помощью АТ. К обмотками низшего напряжения АТ могут быть присоединены незаземлённые и компенсированные сети. Связь эффективно – заземлённой сети с незаземлённой или компенсированной сетью (35кВ и ниже) выполнятся только с помощью трансформаторов.
На подстанциях с высшим напряжением до 500кВ устанавливают трёхфазные трансформаторы. Исключение может быть сделано для мощных подстанций или при наличии ограничений по условиям транспорта. В этих случаях применяю группы из двух спаренных трёхфазных трансформаторов меньшей мощности или группы из однофазных трансформаторов.
Увеличение мощности двух трансформаторных ТП производится путём замены трансформаторов на более мощные.
Режим работы трансформаторов.
На подстанциях с несколькими трансформаторами (АТ) принято держать все трансформаторы включёнными, несмотря на то что нагрузка подстанции подвержена значительным изменениям в течение суток и года. Экономия электроэнергии, которая могла бы быть получена при отключении части трансформаторов в часы минимума нагрузки, относительно не велика. В то же время частые отключения трансформаторов нежелательны, так как каждое отключение связано с перенапряжением, а каждое включение с появлением значительных электродинамических сил в обмотках.
Схемы электрических соединений на стороне 6-10кВ.
Схема с одной системой сборных шин.
 |
Наиболее простой схемой электроустановок на стороне 6-10кВ является схема с одной несекционированной системой сборных шин. Схема проста и наглядна. Источники питания и линии 6-10кВ присоединяются к сборным шинам с помощью выключателей и разъединителей. Операции с разъединителями необходимы только при выводе присоединения в целях обеспечения безопасного производства работ. Вследствие однотипности и простоты операции с разъединителями аварийность из-за неправильных действий с ними дежурным персоналом мала, что является достоинством схемы.
Однако, одиночная система сборных шин обладает рядом недостатков. Для ремонта сборных шин и шинных разъединителей любого присоединения необходимо полностью снять напряжение со сборных шин, то есть отключить источники питания. Это приводит к перерыву электроснабжения всех потребителей на время ремонта; отказ любого выключателя, как и короткое замыкание на сборных шинах, также приводит к отключению источников питания. Указанные недостатки частично устраняются путём разделения сборных шин на секции, число которых обычно равно количеству источников питания.
В - линейный выключатель; ВС – секционный выключатель;
Т1, Т2 – источники питания; РЛ – линейный разъединитель;
РШ – шинный разъединитель.
На рисунке б) показана схема с одной системой сборных шин, секционированной выключателем. Схема сохраняет все достоинства схем с одиночной системой шин; кроме того, авария на сборных шинах приводит к отключению только одного источника и половины потребителей; вторая секция и все присоединения к ней остаются в работе.
Достоинствами схемы является простота, наглядность, экономичность, достаточно высокая надёжность.
"8 Особенности формирования и развития экологического менеджмента" - тут тоже много полезного для Вас.
Однако схема обладает и рядом недостатков. При повреждении и последующем ремонте одной секции ответственные потребители, нормально питающихся с обеих секций, остаются без резерва, а потребители, резервированные по сети, отключаются на всё время ремонта.
Схема с одной системой сборных шин широко применяется для подстанций на напряжении 6-10кВ и для питания собственных нужд станций.
Схема с двумя системами сборных шин.
С учётом особенностей потребителей первой и второй категории (отсутствие резерва по сети), а также большого количества присоединений к сборным шинам ГРУ ТЭЦ возможно применение схемы с двумя системами сборных шин, в которой каждый элемент присоединяется через развилку двух шинных разъединителей, что позволяет выполнять работу как на одной так и на другой системе шин. На нижеприведённом рисунке схема изображена в рабочем состоянии: генераторы Г1 и Г2 присоединены на первую систему сборных шин, от которой получают питание групповые реакторы РГ и трансформаторы связи Т1 и Т2. Рабочая система шин секционирована выключателем ВС и реактором Р, ограничивающий токи короткого замыкания. Вторая система шин является резервной, напряжение на ней нормально отсутствует. Обе системы шин могут быть соединены между собой шиносоединительными выключателями ШСВ, которые в нор
мальном режиме отключены.
В этой схеме возможен другой режим работы, когда обе системы шин находятся под напряжением и все присоединения распределяются между ними равномерно. Такой режим, называемый работой с фиксированным присоединением цепей обычно применяется на шинах повышенного напряжения.
Схема с двумя системами шин позволяет производить ремонт одной системы шин, сохраняя в работе все присоединения. Рассматриваемая схема является гибкой и достаточно гибкой. К недостаткам её следует отнести большое количество разъединителей, изоляторов, токоведущих материалов и выключателей, более сложную конструкцию ГРУ.
