4.3 Методические указания

4.3.1 Выбор числа и мощности блочных трансформаторов

и трансформаторов (автотрансформаторов) связи

4.3.1.1 Для работы в блоке с генератором на стороне повышенного напряжения предусматривается двухобмоточный повышающий трансформатор, мощность которого находится по условию

S_Т,НОМ  S_Г,НОМ, (4.1)

где S_Т,НОМ  номинальная мощность повышающего трансформатора, МВА;

S_Г,НОМ  номинальная мощность генератора, МВА.

Технические данные силовых трансформаторов приведены в справочной литературе [14] и в каталогах заводов-изготовителей.

В случае отсутствия силового трансформатора требуемой мощности для работы в блоке с генератором могут быть использованы трансформаторы соответствующей суммарной мощности, включенные параллельно.

4.3.1.2 На электростанциях типа ТЭЦ, имеющих шины генераторного напряже­ния, предусматривается установка трансформаторов для связи этих шин с шинами повышенного напряжения.

При трех или более секциях сборных шин ГРУ устанавливают­ся два трансформатора связи.

Один трансформатор связи ГРУ с РУ повышенного напряжения может быть установлен, если на ТЭЦ один или два генератора, например, для первой очереди станции.

Трансформаторы связи должны обеспечить выдачу в энергосистему всей активной и реактивной мощности генераторов за вычетом на­грузок собственных нужд и нагрузок распределительного устройства генераторного напряжения в период минимума нагрузки.

Мощность, выдаваемую в энергосистему, можно определить на основа­нии суточного графика выработки мощности генераторами и гра­фиков нагрузки потребителей (см. таблицу 4.1).

Мощность, передаваемая через трансформаторы связи, определяется для ТЭЦ с учетом различных значений cos генераторов, нагрузки и по­требителей собственных нужд:

(4.2)

где Р_Г, Q_Г  суммарные активная и реактивная мощности ге­нераторов,

присоединенных к сборным шинам;

Р_Н, Q_H  актив­ная и реактивная нагрузки на генераторном напряжении;

Р_СН, Q_CH  активная и реактивная нагрузки собственных нужд.

Значения Р_СН, Q_CH находятся по полной нагрузке СН S_CH, МВА, с учетом значений (Р_сн,max/Р_УСТ), %, (таблица 4.2) и cos_Н (таблица 4.3).

S_CH  k_C  Р_УСТ (Р_сн,max/Р_УСТ)/100, (4.3)

где Р_УСТ  установленная активная мощность ТЭЦ, МВт.

По наибольшей расчетной нагрузке определяется мощность трансформаторов связи. При установке двух трансформаторов

(4.4)

где k_ПГ  коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, который

определяется в соответствии с ГОСТ 14209; в расчетах по дан-

ному контрольному заданию принять k_ПГ = 1,4.

Все трансформаторы связи должны иметь устройство РПН.

4.3.1.3 На электростанциях типа КЭС выдача электроэнергии в энерго­систему происходит на двух, а иногда на трех повышенных на­пряжениях (рисунок 4.2). Связь между РУ разного напря­жения осуществляется обычно с помощью автотрансформаторов. Мощность автотрансформаторов выбирается по максимальному перетоку между распределительными устройствами высшего и средне­го напряжения, который определяется по наиболее тяжелому режиму. Расчетным режимом может быть выдача мощности из РУ среднего напряжения в РУ высшего напряжения, имеющего связь с энерго­системой. При этом необходимо учитывать в расчете минимальную нагрузку на шинах СН. Более тяжелым может оказаться режим пере­дачи мощности из РУ высшего напряжения в РУ среднего напряже­ния при максимальной нагрузке на шинах СН и отключении одного из энергоблоков, присоединенных к этим шинам.

На КЭС устанавливаются два автотрансформатора при отсутствии связей между линиями высшего и среднего напряжения в прилегающем районе энергосистемы.

Переток мощности через автотрансформаторы связи опреде­ляется выражением

(4.5)

где Р_Г, Q_Г  активная и реактивная мощности генераторов, присоеди-

ненных к шинам среднего напряжения;

Р_СН, Q_CH  ак­тивная и реактивная нагрузки собственных нужд блоков,

при­соединенных к шинам СН;

Р_С, Q_C  активная и реактивная на­грузки на шинах среднего напряжения.

Полная мощность СН для КЭС выбирается по формуле (4.2), cos_Н  из таблицы 4.4, где Р_УСТ  установленная активная мощность ТЭЦ, МВт.

4.3.2 Проектирование главной схемы ТЭС

В РУ повышенного напряжения ТЭС применяются следующие типовые схемы [2], [3], [7], [9]:

а) при напряжениях 35-220 кВ:

 с двумя основными и третьей обходной системами шин, с одним выключателем на цепь. Пример схемы  [7, схема 13Н]; для РУ 35 кВ обходная система шин не предусматривается. Пример схемы  [7, схема 13];

 с одной секционированной и обходной системами шин. Пример схемы  [7, схема 12Н]; для РУ 35 кВ обходная система шин не предусматривается. Пример схемы  [7, схема 9];

 блочные схемы генератор-трансформатор-линия (ГТЛ). Пример схемы  [7, схема 3Н].

В РУ с двумя основными и третьей обходной системами шин, при числе присоединений (линий, трансформаторов) менее 12 - системы шин не секционируются; при числе присоединений от 12 до 16 секционируется выключателем на две части одна система шин и при большем числе присоединений секционируется выключателями на две части каждая из двух рабочих систем шин;

б) при напряжениях 330-750 кВ:

 блочные (генератор-трансформатор-ВЛ-РУ) понижающей подстан­ции. Пример схемы  [7, схема 3Н];

 с двумя системами шин, с четырьмя выключателями на три цепи (схе­ма «4/3»). Пример схемы  [2, 3, 9];

 с двумя системами шин, с тремя выключателями на две цепи (схе­ма «3/2» или полуторная). Пример схемы  [7, схема 17];

 блочные схемы ГТЛ с уравнительно-обходным многоугольником. Примеры схем многоугольников  [7, схемы 6Н, 7, 8];

 схема с одним или двумя многоугольниками с числом присое­динений к каждому многоугольнику до шести включительно, объединенными двумя перемычками с выключателями в перемычках [2, 3, 9].

РУ генераторного напряжения выполняется, как правило, с одной системой шин, с применением КРУ и групповых сдвоенных реакторов для питания потребителей. В отдельных случаях (при малой нагрузке потребителей) целесооб­разно питание потребителей на генераторном напряжения выполнить с помощью ответвлений от генераторов с помощью КРУ без их параллельной работы на шинах генераторного напряжения.

При выполнении ответвлений от генератора к рабочему источнику питания собственных нужд гибкими открытыми или закры­тыми комплектными пофазными токопроводами и при наличии вплоть до выключателей на низкой стороне трансформаторов собственных нужд закрытых шинопроводов с раздельными фазами низкой коммутационной аппаратуры на ответвлении перед трансформаторами собст­венных нужд не устанавливается, а предусматриваются лишь шинные разъемы. На ответвлениях от блоков генератор-трансформатор к трансформаторам собственных нужд, выполняемых жесткой открытой ошиновкой устанавливаются выключатели, рассчитанные на короткое замыкание до трансформатора собственных нужд.

При выполнении контрольного задания для всех вариантов предусмотреть установку выключателя в блоке между генератором и двухобмоточным повышающим трансформатором.

Примеры главных схем КЭС приведены в [2; 3; 9, п. 40.2].

Примеры главных схем ТЭЦ приведены в [2; 3; 9, п. 40.3].

4.3.3 Проектирование схемы собственных нужд ТЭС

В случае, когда все генераторы включе­ны на сборные шины ГРУ, электроснабжение СН осуществляется от этих шин.

Если все генераторы включены по схеме блоков генератор-трансформатор, питание СН осуществляется путем устройства ответвлений от блока с установкой в цепях этих ответвлений реакторов или трансформаторов.

При наличии выключателя между генератором и трансформатором ответвление присоединяется между выключателем и трансформатором.

На электростанциях со смешанной схемой включения генерато­ров питание СН осуществляется частично от шин ге­нераторного напряжения и частично от блоков генератор-трансформатор.

При питании СН от сборных шин ГРУ и ответвлений от блоков генератор-трансформатор, резервный источник питания СН (реактирование линий, трансформатор) присоединяется, как правило, к шинам генераторного напряжения.

При питании СН только ответвлениями от блоков генератор-трансформатор резервный трансформатор СН присоединяется к сборным шинам РУ повышенного напряжения с низ­шим номинальным напряжением при условии, что эти шины могут получать электроэнергию от внешней сети при остановке генераторов станций, в том числе и через трехобмоточные трансформаторы (автотрансформаторы), соединенные в блок с генераторами.

Резервные трансформаторы СН электростанций с блоками 160 МВт и более присоединяются к разным источникам питания (РУ разных напряжений, разные секции сборных шин РУ одного напряжения, третичные обмотки автотрансформаторов). Должно обеспечиваться сохранение в работе одного из резервных трансформаторов СН при повреждении любого из элементов главной схемы электрических соединений.

РУ СН выпол­няются с одной системой сборных шин.

Сборные шины 6 и 10 кВ разделяются на секции, количество которых выбирается:

 на станциях с поперечными связями по пару и на станциях с блочной тепловой схемой при мощности блоков до 120 МВт включи­тельно  по числу котлов;

 на станциях с блочной тепловой схемой при мощности бло­ков 160 МВт и выше  две секции на блок.

Каждая из секций или секции попарно присоединяются к отдельному источнику рабочего питания: на каждой секции предусматрива­ется ввод автоматически включаемого резервного источника питания.

На станциях с поперечными связями по пару принимается по одному резервному трансформатору или реактированной линии питания СН 6-10 кВ на каждые шесть рабочих транс­форматоров или линий.

Число источников рабочего питания СН, присое­диняемых к одной секции ГРУ,  не должно быть более двух, и они должны быть присоединены к шинам ГРУ таким образом, чтобы источ­ник рабочего питания и резервирующий его источник были присоеди­нены к разным секциям ГРУ; источник резервного питания может так­же присоединяться к ответвлению от трансформатора связи; при ГРУ с двумя системами шин резервный источник питания может также при­соединяться ко второй системе шин вместе с трансформатором связи.

Число резервных трансформаторов СН на станциях без поперечных связей по пару при наличии генераторных выключателей в цепи каждого блока ТЭС принимается:

 один резервный трансформатор, присоединенный к источнику питания, при числе блоков один или два;

 один резервный трансформатор, присоединенный к источнику питания и один трансформатор генераторного напряжения, не присое­диненный к источнику питания, но установленный на фундаменте и готовый к перекатке, при числе блоков три и более.

Магистрали резервного питания СН 6(10) кВ секцио­нируются выключателями при одном резервном трансформаторе СН  через три-четыре блока, а при двух резервных трансформаторах (присоединенных к источнику питания) и при наличии поперечных связей в тепловой части  на две части. На блочных электростанциях, при двух резервных трансформаторах магистрали резервного питания СН 6(10) кВ секционируются через два-три блока.

На стороне низшего напряжения резервных трансформаторов собственных нужд станций всех типов устанавливаются выключатели; при использовании в качестве источника резервного питания реак­тированной линии аналогичные выключатели не устанавливаются.

Мощность рабочих трансформаторов СН (ТСН) S_{ТСН,НОМ}, при присоединении ответвлением от блока генератор-трансформатор КЭС, определяется по формуле

S_{ТСН,НОМ}  S_CH, (4.6)

где S_CH  определяется по формуле (4.3) при Р_УСТ  установленная активная

мощность блока генератор-трансформатор, МВт.

Мощность рабочих ТСН S_{ТСН,НОМ} для неблочной части ТЭЦ определяется по формуле

S_{ТСН,НОМ}  S_CH/n, (4.7)

где S_CH  определяется по формуле (4.3) при Р_УСТ  установленная активная

мощность неблочной части ТЭЦ, МВт;

n  число секций 6 кВ в неблочной части ТЭЦ.

Мощность ТСН и количество секций СН в блочной части ТЭЦ выбираются так же, как и для КЭС.

Мощность резервных источников питания СН электростанций с поперечными связями по пару должна выби­раться исходя из следующего:

 при питании рабочих и резервных источников питания соб­ственных нужд от шин ГРУ и присоединении к секции ГРУ одного источника  не менее мощности наиболее крупного рабочего ТСН (или реактора);

 при питании рабочих и резервных источников питания от шин ГРУ и присоединении к секции ГРУ двух источников рабочего питания мощность резервного источника должна быть равной полуторакратной мощности наиболее крупного рабочего ТСН (или реактора).

При наличии выключателя генераторного напряжения резервные ТСН выбираются такой мощности, как и рабочий трансформатор собственных нужд.

Нагрузка 0,4 кВ питается и резервируется от трансфор­маторов 6-10/0,4 кВ, подключаемых к секциям РУ собственных нужд.

Примеры главных схем СН приведены в [2; 3; 9, п. 40.7].