3. Механизмы и оборудование собственных нужд гэс. Основные агрегатные потребители и станционные системы, обеспечивающие технологические процессы на гэс

На гидроэлектростанциях электрическая энергия расходуется на управление гидро- и электротехническим оборудованием, охлаждение генераторов и трансформаторов, обогрев гидротехнического оборудования в зимнее время, вентиляцию, освещение. При выборе источников питания и их сравнительной оценке следует учитывать нагрузки собственных нужд

Основные требования, предъявляемые к системе собственных нужд, состоят в обеспечении надежности и экономичности работы механизмов собственных нужд. Первое требование является наиболее важным, поскольку нарушение работы механизмов собственных нужд влечет за собой расстройство сложного технологического цикла производства электроэнергии, нарушение работы основного оборудования, а иногда и станции в целом и развитие аварии.

К СН относятся судоходные шлюзы, поселок энергетиков, трамвай. В СН могут входить небольшие предприятия, обеспечивающие технологический цикл станции. Источники СН: сами блоки, система и близлежащая подстанция. Независимым источником СН является АКБ. На ГЭС для электроснабжения должно быть не менее двух независимых источников. Питание ответственных потребителей осуществляется от двух независимых источников. Перерыв питания составляет время ввода АВР. Для обеспечения независимого питания допускается дизель – генератор.

Механизмы с.н. ГЭС по назначению делятся на агрегатные, блочные и общестанционные. Агрегатные механизмы с.н. обеспечивают пуск, остановку и нормальную работу гидроагрегатов и связанных с ними при блочных схемах повышающих силовых трансформаторов. К ним относятся: масляные насосы системы регулирования гидротурбины; компрессоры маслонапорных установок, насосы и вентиляторы охлаждения силовых трансформаторов; масляные насосы системы смазки подпятника и подшипника агрегата; насосы непосредственного водяного охлаждения генераторов; компрессоры системы торможения агрегата.

Б лочные – это частный случай агрегатных СН. В этом случае хватает на обеспечение блока одного трансформатора.

К общестанционным относятся: насосы твс; насосы откачки воды из спиральных камер и отсасывающих труб; насосы хозяйственного водоснабжения; дренажные насосы; пожарные насосы; устройства обогрева и вентиляции аккумуляторных батарей; краны; подъёмные механизмы затворов плотины, щитов отсасывающих труб, сосроудерживающих решеток; компрессоры ОРУ; отопление, освещение и вентиляция помещений и сооружений; устройства обогрева затворов, решеток и пазов. При централизованной системе снабжения агрегатов сжатым воздухом в состав общестанционных входят и компрессоры маслонапорных установок и торможения агрегатов.

На состав и мощность электроприёмников с.н. ГЭС оказывают влияние климатические условия: при суровом климате появляется значительная нагрузка обогрева выключателей, масляных баков, решеток, затворов, пазов; при жарком климате эти нагрузки отсутствуют, но возрастает расход энергии на охлаждение оборудования, вентиляцию, кондиционирование.

Режимы работы

На ГЭС относительно малая доля механизмов с.н. работает непрерывно в продолжительном режиме. Сюда относятся: насосы и вентиляторы охлаждения генераторов и трансформаторов; насосы водяной или масляной смазки подшипников. Эти механизмы принадлежат числу наиболее ответственных и допускают перерыв питания лишь на время действия автоматического ввода резерва (АВР). В продолжительном режиме работают также насосы твс и устройства обогрева. Остальные электроприёмники работают повторно-кратковременно, или даже только эпизодически. К числу ответственных механизмов с.н. следует также отнести пожарные насосы, насосы маслонапорных установок, некоторые дренажные насосы, компрессоры ОРУ, механизмы закрытия затворов напорных трубопроводов. Эти механизмы допускают перерыв питания до нескольких минут без нарушения нормальной и безопасной работы агрегатов. Остальные потребители с.н. можно отнести к неответственным.

На ГЭС малой мощности выполняется одна ступень СН.

4. Установки постоянного тока с аккумуляторными батареями. Режимы работы установок постоянного тока. Схемы постоянного оперативного тока. Потребители постоянного тока. Системы контроля изоляции постоянного тока.

Электроустановки постоянного тока с аккумуляторами в системе с.н. станций (подстанций) являются независимыми. Установка постоянного тока состоит из одной или нескольких аккумуляторных батарей, преобразователей энергии переменного тока в постоянный и соответствующего РУ. Uном установки пост тока обычно равно 220 В. Число батарей и их ёмкость выбирают в зависимости от мощности ГА, их количества, напряжения РУ, взаимного расположения РУ и здания станции.

На ГЭС мощностью до 500МВт с РУ 110-330кВ расположеные в непосредственной близости от здания ГЭС, как правило принимается одна АКБ. Если РУ находится на удаленном расстоянии, то принимается две АКБ (одна в здании станции, вторая на ОРУ или ЗРУ) без взаимного резервирования.

Если установленная мощность ГЭС больше 500МВт и напряжение 110-330кВ – принимается две батареи. Их взаимное расположение и резервирование определяется проектированием. На ГЭС любой мощности с ОРУ или ЗРУ с напряжением 500кВ устанавливается две АКБ.

Применяются два режима работы аккумуляторных батарей: заряд-разряд и постоянный подзаряд.

• Режим заряд-разряд характеризуется тем, что после заряда аккумуляторной батареи зарядное устройство отключается и батарея питает постоянную нагрузку (лампы сигнализации, приборы управления), периодически кратковременную нагрузку (электромагнитные приводы выключателей) и аварийную нагрузку. Разряженная до определенного напряжения батарея вновь подключается к зарядному агрегату, который, заряжая батарею, одновременно питает нагрузку. Для батареи, работающей по методу заряд-разряд, один раз в три месяца производится перезарядка.

• Режим постоянного подзаряда заключается в следующем. Батарея непрерывно подзаряжается от подзарядного агрегата, и поэтому она находится в любой момент в состоянии полного заряда. Толчковые нагрузки, возникающие в сети постоянного тока, воспринимает аккумуляторная батарея. Один раз в месяц батарея, работающая в режиме постоянного подзаряда должна быть заряжена от зарядного агрегата.

Зарядно-подзарядное должно обеспечивать номинальное напряжение и заряд батареи не менее 90% мощность Рном. В течении 8 часов после предшествующего получасового разряда. Для заряда АКБ должна быть обеспечена работа двух параллельных ЗПУ.

Аккумуляторные батареи устанавливаются в отдельном помещении. Помещение должно быть сухим, не подвергающимся резким изменениям температуры, тряске или колебаниям. АКБ устанавливается в незатапливаемом помещении и с естественным освещением, вентилируемым.

Режимы работы и нагрузки электроустановок постоянного тока. При нормальной работе станции аккумуляторные батареи и соответствующие преобразователи включены параллельно. Нагрузку сети постоянного тока составляют лишь сигнальные лампы, указатели положения коммутационных аппаратов и реле с подтянутым якорем. Соответствующий этой нагрузке продолжительный ток нормального режима I_норм, принимает на себя преобразователь, присоединённый к сети с.н. переменного тока 380/220 В. Батарея заряжена, но является также потребителем энергии. Через неё проходит небольшой подзарядный ток, компенсирующий саморазряд.

При потере напряжения в системе с.н. нагрузку потребителей всех групп принимает на себя аккумуляторная батарея. Эта нагрузка состоит из продолжительной нагрузки нормального режима I_норм,, продолжительной нагрузки аварийного режима I_ав. Продолжительный разрядный ток батареи Iпрод = Iнорм+Iав.

П ри внезапном набросе аварийной нагрузки напряжение аккумуляторной батареи снижается. В процессе заряда напряжение батареи повышается.

Рис 2

Характеристика заряда имеет вид: рис 2. Заряд идёт длительно, небольшим током. Максимальное напряжение на одном элементе Umax=2,3В.

Все потребители постоянного оперативного тока делятся по степени их ответственности на несколько категорий. Наиболее ответственными потребителями являются цепи оперативного тока РЗ, автоматики и управления выключателями. Эти цепи питаются от отдельных шинок управления, которые для повышения надёжности делятся на несколько секций. Каждая секция шинок управления питает цепи РЗ, автоматики управления определённого участка. Между секциями установлены рубильники, позволяющие производить питание от соседней секции при повреждении питающей линии. На каждой линии, отходящей от шин аккумуляторной батареи, установлены рубильники и плавкие предохранители, исправность которых непрерывно контролируется сигнальными лампами или специальными реле. Питание от шинок управления на цепи РЗ, автоматики и управления подаётся через отдельные предохранители для каждого выключателя. Цепи сигнализации также часто питаются от отдельных шинок сигнализации. Однако ввиду меньшей ответственности они делятся на меньшее количество секций. В тех случаях, когда отдельные шинки сигнализации не предусматриваются, питание цепей сигнализации производится от цепей управления через отдельные предохранители.

Рис. 1. Схема подключения источника постоянного оперативного тока (аккумуляторной батареи) в распределительном устройстве

Аккумуляторная батарея работает на шинки постоянного тока, от которых отходят линии, питающие секции оперативного тока для каждой группы потребителей. ШУ – шинки для питания устройства релейной защиты, автоматики и управления (обычно отдельная шинка для каждой секции шин), ШС - шинки сигнализации и ШВ – шинки питания электромагнитов включения выключателей. Аккумуляторная батарея является также источником аварийного освещения подстанции.

Предусмотрено два способа периодического контроля изоляции: «По напряжению» и «По сопротивлению».

При замыкании полюса на землю в сети постоянного тока отыскание места заземления производится путем разделения сети постоянного тока секционирующими аппаратами на независимые участки, каждый из которых питается от отдельного источника (один — от зарядного агрегата, другой — от аккумуляторной батареи). При этом контролируется сопротивление изоляции каждого участка. Если замыкание на землю будет обнаружено на одном из участков, то переключением отдельных цепей с одного участка на другой либо кратковременным снятием напряжения с менее ответственных присоединений устанавливается цепь, имеющая повреждение изоляции.