Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Konspekt_lektsy_ESiPS.doc
Скачиваний:
24
Добавлен:
23.11.2019
Размер:
2.35 Mб
Скачать

9

Министерство образования и науки Украины

Высшее государственное учебное заведение

Донецкий национальный технический университет

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по курсу «Электрические станции и подстанции»

для студентов специальности

«Электротехнические системы электропотребления»

Составитель доцент кафедры «Электрические станции» Павловский В.А.

Донецк, 2008

Список рекомендованной литературы

к изучению курса

«ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ»

Теория (основная)

  1. А.А. Васильев и др. ТЕОРИЯ: (Основная).

  2. Б.Н. Неклепаев Электрическая часть станций и подстанций.

  3. С.В.Усов Электрическая часть электростанций.

  4. А.А. КОЗЬМА Электрические станции, сети и системы.

Теория (дополнительная)

  1. Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин Электрооборудование станций и подстанций.

  2. Л.Н.Баптиданов, В.И.Тарасов Электрические станции и подстанции.

  3. А.Л.Церазов и др. Электрическая часть тепловых электростанций.

  4. А.К.Жуков Электрооборудование вторичных цепей и их монтаж.

  5. И.Я.Гумин и др. Вторичные схемы электрических станций и подстанций.

Справочная

  1. Б.Н.Неклепаев, И.П.Крючков Электрическая часть электростанций и подстанций.

  2. Электротехнический справочник 1 Том (Книги 1,2).

  3. Электротехнический справочник 2 Том (Книги 3,4).

К курсовому проектированию

  1. М.Н.Околович Проектирование электрических станций.

  2. Л.И.Двоскин Схемы и конструкции распределительных устройств.

  3. А.П.Долин, Г.Ф.Шонгин ОРУ с жесткой ошиновкой.

Типы электростанций (эс) и их особенности

Традиционные ЭС:

  1. Тепловые электростанции (ТЭС)

    1. Конденсационные (КЭС);

    2. Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ);

    3. Газотурбинные (ГТУЭС);

  2. Гидравлические (ГЭС) и гидроаккумулирующие (ГАЭС);

  3. Атомные (АЭС).

Нетрадиционные ЭС:

  1. Ветровые (ВЭС);

  2. Солнечные (СЭС);

  3. Приливные (ПЭС);

  4. Геотермальные (ГТЭС);

  5. Дизельные (ДЭС).

Выработка электроэнергии в мире

2000 год

2020 год

ТЭС

63%

58%

АЭС

19,3%

20%

ГЭС

17,3%

20%

Нетрадиционные ЭС

0,4%

2%

Тепловые электростанции типа ТЭС

ТЭС подразделяются на конденсационные (КЭС), теплофикационные (теплоэлектроцентрали – ТЭЦ) и газотурбинные (ГТУЭС). Крупные КЭС, которые снабжают электроэнергией значительный район, получили название государственные районные электростанции.

ТЭЦ предназначены для снабжения электроэнергией и теплом близлежащих потребителей.

Современная ТЭС – это крупная фабрика электроэнергии, которая сооружается по возможности ближе к местам добычи топлива (уголь, мазут), удобным для водоснабжения. КПД ТЭС составляет в среднем 30-32%. Выпускаются блоки мощностями 200, 300, 500, 800, 1000, 1200 МВт.

Структурная схема энергетического блока

ЛЭП – линии электропередач;

РУ – распределительное устройство;

В – выключатель;

Тр – трансформатор;

Г – генератор;

Т – турбина;

К – котел;

ТСН – трансформатор собственных нужд (СН составляют 8-10% вырабатываемой мощности).

Принципиальная технологическая схема ТЭС

К – котел;

Т – турбина (1 – цилиндр высокого давления; 2 – цилиндр среднего давления; 3 – цилиндр низкого давления);

Ко – конденсатор;

ЦЭН – циркуляционный электронасос;

КЭН – конденсатный электронасос;

ПЭН – питающий электронасос;

ПНД – подогреватель низкого давления;

Д – деаэратор;

ПВД – подогреватель высокого давления.

Принципиальная электрическая схема ТЭС

ПРТСН – пускорезервный трансформатор собственных нужд;

АТ – автотрансформатор.

ОРУ:

1 10-220 кВ

питающие близлежащие потребители

110-330 кВ

220-500 кВ связь с системой

Тепловые электростанции типа ТЭЦ

Сооружаются вблизи потребителей тепловой энергии. При этом обычно используется привозное топливо. КПД этих ЭС достигает 40-60%. Единичная мощность агрегатов: 10, 15, 20, 25, 50, 100, 200, 250 МВт. Станции с агрегатами до 60 МВт выполняются с поперечными связями по пару и воде в тепломеханической части, имеют генераторное распределительное устройство (ГРУ), которое служит для выдачи части электрической мощности в местную электрическую сеть. Станции с агрегатами 100-250 МВт – блочного типа с выдачей мощности в сети повышенного напряжения (блочные ТЭЦ).

Принципиальная технологическая схема ТЭЦ

Схема электроснабжения ТЭЦ смешанного типа

На рисунке показана схема электроснабжения собственных нужд ТЭЦ смешанного типа с двумя генераторами 63 МВт, присоединенными к ГРУ, и двумя энергоблоками по 120 МВт, присоединенными к РУ 110 кВ. Рабочие трансформаторы собственных нужд Т1, Т2 питают секции 1ВА, 2ВА, к которым кроме основной нагрузки присоединены потребители общестанционных собственных нужд. Возможно выделение специальных секций для общестанционных нужд. Рабочие трансформаторы собственных нужд Т3, Т4 питают потребителей собственных нужд соответствующих энергоблоков. Резервный трансформатор РТ присоединен отпайкой к трансформатору связи.

Структурная схема ТЭЦ с поперечными связями по пару

Особенности тепловых электростанций типа ТЭС

Строятся в центре нагрузок потребителей. Выполняются из ряда блочных агрегатов (котел – турбина, генератор, повышающий трансформатор). Генераторы устанавливаются мощностью 200, 300, 500, 800, 1200 МВт. Выработанная электроэнергия выдается в сеть на напряжении 110, 220, 330, 500, 750 кВ. На ГРЭС, как правило, сооружается открытое распределительное устройство (ОРУ) на напряжения 110 и 220 кВ, откуда питаются линии для снабжения близлежащих потребителей и ОРУ на 330, 500 или 750 кВ, служащие для связи ГРЭС с другими электростанциями и другими энергосистемами.

Агрегаты ГРЭС недостаточно маневренны. Подготовка к пуску, разворот, синхронизация и набор нагрузки требует 3-6 часов. Для них предпочтительнее является режим работы с равномерной нагрузкой. Коэффициент полезного действия ГРЭС не превышает 32-40%. Они существенно влияют на окружающую среду – загрязняют атмосферу, изменяют тепловой режим источников водоснабжения.

Электростанции типа ГЭС

Потенциальные среднегодовые гидроресурсы Украины – 44,7 млрд кВт·ч. Технические возможности – 35 млрд кВт·ч. Эти ресурсы сосредоточены в бассейнах рек:

  • Днепра – 46%;

  • Днестра – 20%;

  • Тисы – 14%;

  • всех остальных рек – 14%.

На Украине функционируют приплотинные ГЭС.

Приплотинные ГЭС

Деривационные ГЭС

Характеристика ГЭС Днепровского каскада

Наименование

Мощность, МВт

Напор, м

Год введения в эксплуатацию

Киевская ГЭС

361

11,5

1969

Каневская ГЭС

444

12

1970

Кременчугская ГЭС

625

17

1959

Днепродзержинская ГЭС

350

13

1964

ДнепроГЭС

1300

38

I очередь – 1932

II очередь - 1970

Каховская ГЭС

350

13

1958

Принципиальная технологическая схема ГЭС

Принципиальная электрическая схема ГЭС

Достоинства и недостатки ГЭС

+

  1. Позволяют получить дешевую электроэнергию.

  2. Позволяют регулировать мощность, выдаваемую в систему.

  3. Позволяют решать вопросы:

    • снабжения промышленности водой;

    • навигации;

    • ирригации земель.

  1. Длительное строительство.

  2. Затопление земель.

  3. Негативное влияние на рыборазведение.

  4. Негативное влияние на окружающую среду.

Электростанции типа ГАЭС

ГАЭС включает в себя два бассейна – верхний и нижний. Такая ЭС решает сразу две задачи:

  • выдачу энергии в часы пик;

  • потребление в часы провалов.

Принципиальная технологическая схема ГАЭС. Режимы работы ГАЭС.

ГАЭС перераспределяют во времени электроэнергию, вырабатываемую другими электростанциями, в соответствии с требованиями потребителей.

Принцип действия ГАЭС основан на возможности работы его агрегатов в двух режимах: насосном и турбинном. В насосном режиме вода из нижнего водохранилища (бассейна) перекачивается в верхний бассейн. В ночные часы, когда нагрузка в энергосистеме снижается, ГАЭС потребляет электрическую энергию, вырабатываемую ТЭС и АЭС. В турбинном режиме ГАЭС использует запасенную в верхнем бассейне воду. Агрегаты станции при этом вырабатывают электроэнергию, которая подается потребителю в часы пиков нагрузки.

Электростанции типа АЭС

Принципиальные технологические схемы АЭС

Реакторы АЭС:

  1. РБН – реактор на быстрых нейтронах (трехконтурная схема);

  2. РБМК – реактор большой мощности канальный (одноконтурная схема);

  3. ВВЭР – водно-водяной энергетический реактор (двухконтурная схема).

Принципиальная электрическая схема АЭС

Особенности АЭС

  1. Могут сооружаться в любом географическом месте.

  2. По своему режиму не зависят от внешних факторов.

  3. Требуют малого количества топлива (1 т урана эквивалентна 20-30 тыс. т угля).

  4. Чувствительна к переменному режиму.

  5. Выбросы радиоактивных газов в нормальном режиме незначительны и не превышают величины допустимых норм.

  6. Проблема хранения отходов.

Пример распределения суточного графика мощности

между станциями объединенной энергосистемы

1 – базисная часть графика, мощность не меняется (крупные ТЭС, АЭС);

2 – ТЭЦ, работающие по графику, определенному потребителями тепла;

3 – ТЭС небольшой и средней мощности;

4, 5 – ГЭС (гидрогенераторы имеют минимальное время пуска и набора оборотов); ГАЭС работают в полупиковых зонах.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]