1983 Році у Чернівецькій області
Рисунок 2.11 – Дериваційна ГЕС Хоуцзибао, повіт Сіншань округу Ічан
ГЕС, до якої вода подається трубами, називається дериваційною (наприклад, типова для гірських районів Китаю мала ГЕС, ГЕС Хоуцзибао, повіт Сіншань округу Ічан, пров. Хубей). Вода надходить з гори по чорному трубопроводу - рисунок 2.11). Такі електростанції будують у тих місцях, де великий ухил річки. Необхідна концентрація води в ГЕС такого типу створюється за допомогою деривації. Вода відводиться з річкового русла через спеціальні водовідведення. У підсумку вода підводиться безпосередньо до будівлі ГЕС.
ГЕС з використанням енергії припливів називають припливними (наприклад, ГЕС у Франції на ріці Ранс – рисунок 2.12).
Рисунок 2.12 – ГЕС припливного типу у Франції на ріці Ранс
Принцип роботи ГЕС досить простий. Ланцюг гідротехнічних споруд забезпечує необхідний напір води, що надходить на лопаті гідротурбіни, яка приводить в дію генератори, що виробляють електроенергію (рисунок 2.13).
Необхідний напір води утворюється за допомогою будівництва греблі, і як наслідок концентрації річки в певному місці, або деривації - природним потоком води. У деяких випадках для отримання необхідного напору води використовують спільно і греблю, і деривацію.
Безпосередньо в самій будівлі гідроелектростанції розташовується все енергетичне обладнання. В залежності від призначення воно розміщене у відповідних відділеннях. Так, у машинному залі розташовані гідроагрегати, які безпосередньо перетворюють кінетичну енергію потоку води в електричну енергію. Крім основного є ще додаткове обладнання до якого відносять пристрої керування й контролю за роботою ГЕС, трансформаторна станція, розподільні пристрої тощо.
Гідроелектричні станції поділяють в залежності від виробничої потужності: 1)потужні - потужністю від 25 МВт до 250 МВт і вище; 2) середні - потужністю до 25 МВт; 3) малі - потужністю до 5 МВт (в деяких країнах (в тому числі і Україні) малими визнаються гідроелектростанції із потужністю до 10 МВт.
Гідроелектростанції також діляться в залежності від максимального використання напору води: 1) високонапірні - понад 60 м; 2) середньонапірні - від 25 м; 3)низьконапірні - від 3 до 25 м.
Принцип роботи всіх видів турбін схожий - вода, що подається під тиском (напір води), надходить на лопаті турбіни, які починають обертатися. Механічна енергія, таким чином, передається на гідрогенератор, який і виробляє електроенергію. Турбіни розрізняють за деякими технічними характеристиками, а також за камерами - залізними або залізобетонними, які розраховані на різний тиск води.
Гідроелектричні станції також розділяються в залежності від принципу використання природних ресурсів, і відповідно створення концентрації води. Тут можна виділити наступні ГЕС: руслові і пригреблеві ГЕС.
На ГЕС турбіни і генератори також встановлюються в машинному залі в один ряд. Машинний зал розміщується в нижній частині греблі, біля нижнього б’єфа. Біля машинного залу часто встановлюються і трансформаторні блоки. Розміщення ВРП на ГЕС часто пов’язано з ускладненням, так як місце для них знайти не легко. Іноді ВРП різних напруг розміщують в різних місцях, або навіть на різних берегах ріки. Але за умовами компоновки і зв’язку між ВРП різних напруг їх зручніше розміщувати один біля одного.
а – план ГЕС: 1 - приміщення ГЕС; 2 - бетонна дамба;
3 - бетонний водозлив; 4, 5 - правобережна і лівобережна кам’яні дамби; 6 – ВРП.
б) – розріз дамби ГЕС: 1 - дамба; 2 - водогін; 3 - площадка електрообладнання високої напруги; 4 - приміщення машинного залу ГЕС.
Рисунок 2.13 – Розміщення основних об’єктів ГЕС
А́томна електроста́нція (АЕС) - комплекс споруд, машин, апаратів і приладів, з допомогою яких тепло для нагрівання пари, що надає турбіні руху, створюється внаслідок процесу ланцюгової реакції в ядерному реакторі. Турбіна, у свою чергу, обертає електричний генератор, таким чином генеруючи електричний струм. У результаті роботи АЕС утворюються радіоактивні відходи та відпрацьоване ядерне паливо. Вони є небезпечними для людини і довкілля, для знешкодження вимагають переробки та тривалого зберігання.
Рисунок 2.14 – Південно - Українська АЕС
Рисунок 2.15 – Хмельницька АЕС
1-приміщення реактора; 2-машинний зал; 3-площадка трансформаторів; 4-канал для скидання (закритий); 5-насосна станція; 6-водопідвідний канал (відкритий); 7-ВРП; 8-щит ВРП; 9-допоміжний корпус; 10-дизель- електростанція; 11-приміщення спеціальної водопідготовки; 12-адміністративне приміщення
Рисунок 2.16 – Розміщення основних об’єктів АЕС з реакторами типа ВВЄР-1000
Рисунок 2.17 – Рівненська АЕС
Рисунок 2.18 – Запорізька АЕС
2 Порядок проведення роботи
1. Використовуючи лабораторний стенди «Компоновка основних споруд електричних станцій» вивчити основні принципи компоновки станцій різних типів.
3 Оформлення звіту
1. Зарисувати основні положення з компоновки електричних підстанцій.
4 Контрольні запитання
1. Від чого залежить компоновка обладнання електричних станцій і підстанцій?
2. Описати основні принципи компоновки станцій.
3. Принцип роботи ТЕС.
4. Принцип роботи ГЕС.
5. Принцип роботи АЕС.
Лабораторна робота № 3
Комплектні трансформаторні підстанції
Мета: Ознайомитись зі схемами і конструкціями серійних комплектних трансформаторних підстанцій (КТП), які виготовляються заводами. Вивчити конструкцію КТП, яка знаходиться в лабораторії.
1 Теоретичні положення
Комплектні трансформаторні підстанції (КТП) встановлюються на заводах і великоблочними вузлами транспортуються на місце монтажу. Застосування КТП дозволяє індустріалізувати і прискорити монтаж підстанції, зменшити їх габарити і вартість.
Заводами електротехнічної промисловості виготовляються серійні КТП на напруги 6 до 220 кВ.
Комплектні трансформаторні підстанції (КТП) застосовують для прийому, розподілу та перетворення електричної енергії трифазного струму частотою 50 Гц.
За кількістю трансформаторів КТП можуть бути одно дво- і тритрансформаторними.
За родом установки КТП можуть бути:
• внутрішньої установки з масляними, сухими або заповненими негорючою рідиною трансформаторами;
• зовнішньої установки (тільки з масляними трансформаторами);
• змішаної установки з розташуванням РУВН і трансформатора зовні, а РУНН всередині приміщення.
Комплектні трансформаторні підстанції можна розділити на чотири групи:
а) зовнішньої установки потужністю 25-400 кВ•А, напругою 6-35/0,4 кВ, що застосовуються для електропостачання об'єктів сільськогосподарського призначення (в основному щоглові підстанції). Комплектні трансформаторні підстанції даної групи складаються з шаф введення ВН, трансформатора і шафи НН, укомплектованого на відходять лініях автоматичними вимикачами;
б) внутрішньої і зовнішньої установок напругою до 10 кВ включно потужністю 1600-2500 кВ•А, які в основному використовуються для електропостачання промислових підприємств. Комплектні трансформаторні підстанції цієї групи складаються з шаф введення на напругу 10 кВ і РУ напругою до 1 кВ. Для КТП застосовують як масляні, так і заповнені негорючою рідиною або сухі трансформатори типу GDNN, для КТП зовнішньої установки - тільки масляні;
в) збірні та комплектні трансформаторні підстанції напругою 35-110/6-10 кВ. З боку ВН підстанції комплектують відкритими РУ напругою 35-110 кВ, з боку 6-10кВ - шафами КРУН зовнішньої установки;
г) спеціального призначення, що перевозяться на салазках, напругою 6-10 кВ, потужністю 160-630 кВ•А, які випускають для електропостачання будівельних майданчиків, рудників, шахт, кар'єрів.
Рисунок 3.1 - Зовнішній вигляд КТП
Конструкція КТП. Конструктивно підстанція КТП може бути виконана з кабельними або повітряними вводами і висновками в різних сполученнях. При повітряному введенні КТП підключається до ЛЕП за допомогою роз'єднувача, який поставляється комплектно з КТП і встановлюється на найближчій опорі.
У КТП на відходячих лініях встановлені стаціонарні автомати. Патрони високовольтних запобіжників встановлені усередині шафи КТП.
Підстанції забезпечують облік активної електричної енергії.
У КТП є електричні та механічні блокування, що забезпечують безпечну роботу обслуговуючого персоналу.
У КТП є фідер зовнішнього вуличного освітлення, який вмикається і вимикається автоматично.
Для створення нормальних умов роботи низьковольтної апаратури схемою передбачений обігрів підстанції КТП.
Розглянемо основні серії цих КТП
СКТП-35 збірні комплектні трансформаторні підстанції на напруги 35/6-10 кВ призначені, в основному, для електропостачання сільськогосподарських та ін. споживачів в сільських районах. Сітка схем первинних з’єднань підстанції цієї серії показана на стенді "КТП". В схемах 1,3,5,7,9,11 захист трансформаторів здійснюється запобіжниками ЗСН-35; ці схеми використовуються для підстанції потужністю 1000-1600 кВА. Схеми 2,4,6,8,10,12,16 передбачають захист трансформаторів з допомогою короткозамикачів КЗ-35 і віддільників ВД-35, але на даний час від короткозамикачів та відділювачів відмовились, в силу шкідливому впливу; в цих підстанціях використовуються трансформатори потужністю 4000-6300 кВА з вимикачами на стороні 35 кВ. На стороні 6-10 кВ використані шафи зовнішньої установки типу КРН-Ш-10. На плакаті зображений план і розріз простішої однотрансформаторної підстанції СКТП-35 із запобіжниками ЗСН-35 та більш складної двотрансформаторної п/ст з вимикачами ВТ-35.
КТПБ-35 комплектні трансформаторні підстанції блочного типу 35/6-10 кВ використовується для електропостачання промислових споживачів: уніфікована мережа схем КТПБ-35 приведена. На стороні вищої напруги КТПБ-35 використовуються блоки відкритого використання, на яких встановлені: запобіжники ЗСН-35, вимикачі масляні С-35-М-60 і роз’єднувачі РПНД-35, трансформатори напруги ЗНОМ-35 і розрядники РВП-35. На цих блоках розміщені також шафи з релейною апаратурою або клемні шафи. КТПБ-35 виготовляють з одним або двома трансформаторами від 1000 до 1600 кВА. На стороні 6-10 кВ встановлюються шафи КРУН серій К-33,К-34,К-37.
Рисунок 3.2 - Зовнішній вигляд КТПБ-35
КТПБ-110/6-10 і КТПБ-110/35/6-10 кВ - це підстанції блочного типу з вищою напругою 110 кВ. Підстанції випускаються з двообмотковими трансформаторами потужністю 2500-40000 кВА і триобмотковими - 6300-40000 кВА. На стороні 110 кВ у всіх типах підстанцій встановлюють вимикачі, на стороні 35 кВ вимикачі С-35М-600, на стороні 6-10 КВ-шафи КРУН-10 серій К-33,К-34 і ін.
Рисунок 3.3 - Зовнішній вигляд КТПБ 110/10(6)кВ.
У КТПБ встановлена така апаратура: роз’єднувач РНЗД-2; роз’єднувачі КЗНД-16; вимикач 110, розрядник РВС-110, а також заземлюючий роз’єднувач ЗОН-110 і розрядник РВС-35, підключені до нейтралі трансформатора; блок з вимикачем С-35 і двома роз’єднувачами РНДЗ-16; блок з трансформатором струму ТФН-35; блок з трансформаторами напруги НОМ-35, запобіжниками ЗКТ-35 і роз’єднувача РНЗД-35-1б.
КТП-6/10/0,4 кВ. Заводами виготовляються декілька серій таких КТП внутрішньої і зовнішньої установки.
КТП внутрішньої установки виготовляються з трансформаторами потужністю 400-2500 кВА, зовнішньої установки-25-1000 кВА.
КТП складена із таких вузлів: силовий трансформатор; шафи вводу 6-10 кВ (на вводі можуть встановлюватися кабельні воронки (глухе приєднання) або захисна апаратура); вимикач навантаження ВНП-16 чи ВНП-17, роз’єднувач РВ-6(10) із запобіжником ЗК-6(10); шафи КРП низької напруги (для захисту відходячих ліній 0,4 кВ використовуються автоматичні вимикачі серій АВ, АВМ та ін.)
Апаратура КТП дозволяє: проводити ввімкнення силового трансформатора із сторони ВН; проводити ввімкнення і вимкнення приєднань споживачів на стороні НН; вести облік використання активної енергії підстанції.
До РП-0,4 кВ під’єднуються споживачі 0,4 кВ, а також вуличне освітлення. Лінія освітлення вмикається автоматично з допомогою фотореле ФР-2 в залежності від освітлення.