Изобразим структурную схему блочной тэц

На этой схеме блоки Т1 и Т2 выдают электроэнергию в сеть на повышенном напряжении. Питание близлежащих районов нагрузки осуществляется на генераторном напряжении ответвлением от генератора G3 через реакторLR.

Если выходное напряжение генератора составляет 13,8 кВ или 15,75 кВ, то вместо реактора LR используют понижающий трансформатор 13,8/6-10кВ, 15,75/6-10 кВ.

КРУ – комплексное распределительное устройство. На схеме изображен сдвоенный реактор.

Т3 – с РНН – реверсивная цепь (реверс мощности).

При отказе или ремонте генератора G3 потребители близлежащих районов получают электроэнергию через Т3 энергосистемы. В настоящее время в электроснабжении промышленных предприятий все более широкое применение получил «глубокий ввод». Под «глубоким вводом» понимается подведение повышенных напряжений 110-220 кВ на заводскую подстанцию непосредственно на территории завода.

Структурная схема выдачи электроэнергии КЭС и АЭС

Q – выключатель;

Т – блочный повышающий трансформатор;

СН – ответвление на собственные нужды блока;

РУ ВН – распределительное устройство высшего напряжения;

РУСН– распределительное устройство среднего напряжения;

АТС – автотрансформаторы связи;

РСН – резервное питание собственных нужд;

БАТ – блочный автотрансформатор.

Схема а

Эта схема выполняется если станция выдает электроэнергию на одном повышенном напряжении.

На этих станциях вся вырабатываемая электроэнергия за вычетом собственных нужд выдается в энергосистему.

Схема б

Эта схема выполняется для станций, которые выдают электроэнергию на 2-х повышенных напряжениях. Связь между РУ ВН и СН осуществляется с помощью АТС, причем для надежности обычно ставят 2 трансформатора. Количество блоков, подключаемых к шинам среднего напряжения, выбирают таким образом, чтобы их суммарная мощность была примерно равна максимальной мощности выдаваемой в сеть СН с шин РУСН.

В этом случае загрузка трансформатора АТС и потери мощности минимальны.

Третичная обмотка АТС используется обычно для резервирования собственных нужд станции.

Если 3-х фазных АТС необходимой мощности не существует, то в качестве АТС используют группы однофазных трансформаторов. Количество этих групп определяется степенью надежности связи РУ ВН и РУ СН.

Схема в

Эта схема выполняется для станций с не очень мощными блоками (200-300 МВт) выдающих электроэнергию на 2-х напряжениях.

Блочные АТ БАТ выполняют здесь 2-е функции:

1. Выдают мощность от генераторов;

2. Обеспечивают связь между РУ ВН и РУ СН.

Количество блоков подключения к шинам РУ СН выбирают таким образом, чтобы на этих шинах был избыток мощности. Это объясняется тем, что по условиям загрузки обмоток блочных автотрансформаторов наиболее благоприятным является режим перетока НН – ВН, СН – ВН. Это означает, что обмотки трансформатора лучше всего работают, когда генератор выдает мощность в ВН и из СН в ВН. В этом случае загрузка минимальна.

Если в непосредственной близости от станции имеется узловая подстанция сети, то применяется присоединение блоков станции к распределительному устройству этой подстанции. Это позволяет не загружать РУ на станции и дает значительную экономию.

Схема Березовской ГРЭС 1

В практике проектирования электростанций и сетей имеются попытки отказаться от установки АТС. В этом случае связь РУ ВН и РУ СН осуществляется через сети энергосистемы (т.е. используются автотрансформаторы подрт в энергосистеме). Это значительно снижает ток КЗ и дает значительный экономический эффект.

Схемы электрических соединений ТЭЦ на генераторном напряжении

На генераторном напряжении 6-10 кВ используются следующие схемы:

1. Схема с одной секционированной системой сборных шин;

2. Кольцевая схема;

3. Схема звезды;

4. Схема с 2-мя системами сборных шин.

07.04.94

Схема блоков КЭС и АЭС на генераторном напряжении

Для исключения возможности межфазных КЗ в сети генератора напряжения, соединение генераторов с трансформаторами блоков, а также ответвление к ТСН выполняют закрытыми экранированными проводами.

Электрическая схема строится по блочному принципу.

Схема – Моноблок

G – генератор;

Т – повышающий трансформатор блока (блочный);

Т СН – трансформатор собственных нужд;

Q1 – выключатель высокого напряжения;

QS1 разъединитель в цепи блока;

Эта схема получила наибольшее применение. Соединение генератора с блочным трансформатором и трансформатором собственных нужд осуществляется экранированным проводом обладающим высокой надежностью и исключающий возможность межфазных КЗ в сети генератора.

Достоинства схемы:

1. Схема экономична.

2. Схема обладает достаточно высокой надежностью из-за минимального количества элементов.

Недостатки:

1. При повреждении ТСН необходимо отключать весь блок.

2. Для пуска блока и его останова необходимо иметь пускорезервный трансформатор собственных нужд.

Схема б – схема блока с генератором

рррррррррррррррррррррррррррррррррррр

Шина отводит ток, 2-й защитный кожух из алюминия.

При отключении Q2 система собственных нужд получает питание от шин 220-500кВ через трансформатор Т и трансформатор собственных нужд ТСН (4 условия синхронизации). Эта схема в настоящее время получает все большее применение, так как позволяет резко сократить количество операций с высоковольтными выключателями Q1 и повысить их надежность, кроме того она повышает надежность системы питания СН.

Схема в

Применяется для электростанций с 2-мя напряжениями – высшим и средним.

АТ – блочный автотрансформатор. Он выполняет 2 функции:

1. Передает электроэнергию от генератора Г на шины 220 кВ 500 кВ.

2. Обеспечивает переток мощности между шинами 500 кВ и 220 кВ, т.е. является автотрансформатором связи.

При КЗ на шинах 500 кВ отключается Q1 и блок работает на шины 220 кВ.

При КЗ на шинах 220 кВ автоматически отключается Q3 и блок работает на шины 500 кВ. При КЗ в обмотках генератора отключается Q2, но АТ сохраняется в работе, обеспечивая связь между шинами 500 и 220 кВ. Уст. РПН при реверсе. Схемы а, б, в называются простыми.

Схема 2-сх. объединенного блока

Эта схема нашла применение на атомных электростанциях, когда на один ядерный реактор устанавливают один турбогенератор. На ТЭС она используется для упрощения и удешевления РУ.

Для включения генератора G1 и G2 на параллельную работу используются выключатели Q2 и Q3, при повреждении одного из блоков второй сохраняется в работе.

29.03.94

Схема звезды

4-х лучевая звезда

Такая схема имеет более высокую надежность особенно при отказах секционных выключателей, так как их вкл. два последовательно , однако не нашла широкого распространения из-за необходимости дополнительной системы шин (между т. А и В), что снижает экономичность этой схемы.

Схема с 2-мя системами сборных шин

B2

А1 – рабочая система шин состоящая из 2-х секций В1 и В2;

А2 – резервная система шин (нормально-отключена);

QА1 и QА2 – шиносоединительные выключатели ШСВ (нормально- отключены);

Т3 – Т4 - трансформаторы собственных нужд.

Каждая цепь в этой схеме присоединяется через развилку из 2-х шинных разъединителей к рабочей секции или к резервной системе шин. Оба разъединителя развилки, кроме функции отделения ремонтируемой цепи от источников питания выполняют функцию перевода цепи от одних шин к другим.

Достоинства схемы:

1. Возможность ремонта любой системы шин без отключения потребителей и источников

2. При КЗ на вводной системе шин В1 или В2 потребители теряют питание только на время переключения на резервную систему шин.

Допустима необходимость вывести в ремонт секцию В1, когда вкл. QА1 и подают на резервную систему шин А2 напряжение, затем поочередно включают QS1 и отключают QS2, включают QS3 и отключают QS4 и т.д., переводя на резервную систему шин цепь генератора G1, цепь местной нагрузки и т.д. В конце перевода всех присоединений отключают QА1, заземляют систему шин В1 и выполняют её ремонт.

Недостатки:

1. Недостаточная экономичность этой семы в следствие большого числа разъединителей, изоляторов, что ведет к увеличению капитальных затрат, но главное – эта схема требует двухэтажного здания ГРУ, что существенно увеличивает строительные затраты.

2. Большое количество разъединителей и операций с ними, увеличивает вероятность аварий из-за неправильных действий обслуживающего персонала.

07.04.94

Блочные схемы ГЭС и ГАЭС

Мощность гидрогенератора обычно меньше мощности турбогенератора.

Вместе с тем ГЭС часто выдают электроэнергию в сети высокого напряжения (500кВ).

Для того чтобы сократить количество дорогостоящих ячеек высоковольтных выключателей на ГЭС используют схемы укрупненных блоков. Изобразим эти схемы.

Схема А

Повышающий трансформатор имеет 3 обмотки низшего напряжения к которым через генераторные выключатели подключаются 3 гидрогенератора.

Схема Б

Эта схема применяется при необходимости использования 4-х генераторов. В этом случае генераторы спаривают и через генераторные выключатели присоединяют к обмоткам НН трансформатора. Спаривание уменьшает количество генераторных выключателей, уменьшает количество обмоток НН трансформаторов, однако требует одновременного пуска и останова спаренных генераторов.

Схема В

Она используется, если мощность генератора ГЭС выдает на 2-х напряжениях 500 кВ и 220кВ. В этом случае к ячейке высоковольтного выключателя наряду с повышающими трансформаторами подключается автотрансформатор связанный с РУ 220 кВ.

Схемы электрических соединений РУ повышенных напряжений 10.04.94

Требования к РУ. Области их применения.

К схемам РУ предъявляются следующие требования по надежности электроснабжения:

1. При мощности агрегатов 300 МВт и более отказ любого выключателя кроме секционного или шиносоединительного не должен приводить к отключении одного энергоблока и одной или нескольких линий.

2. Отказ секционного или шиносоединительного выключателя не должен приводить к отключении 2-х энергоблоков и линий.

3. Отключение ЛЭП должно производиться не более чем 2-мя выключателями, а Т или АТ не более чем 3-мя.

Крупные ЭСиП обычно сооружаются очередями, при этом первая очередь имеет небольшое число присоединений.

Для 1-й очереди имеющей не более 5-ти присоединений применяются следующие схемы РУ:

1. Схемы «дэльта» и 4-х угольника

2. Схемы мостиков

При напряжении РУ 35-220 кВ применяются спец. схемы:

1. Схема «генератор – трансформатор – линия»

отказ любого выключателя кроме секционного или шиносоединительного не должен приводить к отключении одного энергоблока и одной или нескольких линий.

2. Схема с одной рабочей и обходной системами шин

3. Схема с двумя рабочими и обходной системами шин.

При напряжении 330-750 кВ применяются след. схемы:

1. Схема «генератор – трансформатор – линия – ГТЛ – РУ п/ст»

2. Схема с 3-мя выключателями на 2- присоединениях

3. Схема с 2-мя СШ и 4/3 выключателями на присоединении.

4. Схема ГТЛ у уравнительным обходным многоугольником.

Схема треугольника и 4-х угольника

(кольцевые схемы)

В этих схемах выключатели соединяются между собой, образуя кольцо.

Каждая линия или трансформатор подключаются к схеме 2-мя выключателями, что повышает гибкость и надежность работы.

Пусть случилось КЗ на линии Л1, тогда срабатывает релейная защита и отключает Q2 и Q1, трансформатор Т1 и линия Л2 остается в работе.

Если случилось КЗ в обмотках Т1, то окл. Q1 и Q4, а линия Л1 и Л2 и Q2 остается в работе.

Достоинства схем

1. Схемы экономичны (один выключатель на присоединении).

2. Схемы обладают высокой надежностью и гибкостью, так как позволяют опробовать или вывести в ремонт любой выключатель без нарушения работы присоединений.

3. Схемы обеспечивают транзит мощности через РУ.

4. Разъединители используются только для ремонтных работ.

Недостатки схем

1. При выводе в ремонт одного из выключателей кольцевая цепь размыкается и надежность схемы резко падает.

Пусть в схеме 4-х угольника выполняется ремонт Q1. Если в это время случится КЗ на Л2, то происходит потеря Т1, трансформатор исправный, но он получается полностью отключен.

2. Усложняется выбор измерительного тр-ра тока и устройств релейной защиты, так как изменяются токи при выводе в ремонт выключателей.

Схемы мостиков

Q1,Q2,Q3,Q4 – линейные выключатели

Q3 иQ2,Q4 – выключатели перемычки

QS1 и QS2 – разъединители ремонтной перемычки (один из них нормально отключен).

QS3,QS4 – шунтирующий разъединитель.

Схема А

Схема мостика с ремонтной перемычкой. В нормальном режиме все выключатели выключены, ток по ремонтной перемычке не проходит.

При КЗ на Л1 отключается Q1. Оба трансформатора и Л2 остаются в работе, при КЗ в обмотках трансформатора Т1 отключаются Q2 и Q3.

Даже разъединитель QS5 отключен. Т1 частично восстанавливается в работе, после вкл. Q1 и Q3.

Допустим необходимо вывести в ремонт выключатель Q1, тогда вкл. QS1 и QS2, откл. Q1, выполняют его ремонт, а линия Л1 получает питание через ремонтную перемычку.

Достоинства схемы

1. Простота и экономичность (3 выключателя на 4 присоединителя).

2. Обеспечивается транзит мощности через схему.

Недостатки схемы

1. Отключение линии при аварии в трансформаторе.

2. При КЗ на одной из линий во время ремонта линейного выключателя отключаются обе линии.

Схема Б

Схема мостика с шунтирующими разъединителями линейных выключателей QS3, QS4 – нормально отключенных.

Если во время ремонта Q1 произошло КЗ, то защита линии настраивается на Q5.

Схема В

Схема 2-го мостика с шунтирующими разъединителями.

12.04.94

Схема с одной рабочей и обходной системами шин.

Эта схема применяется на напряжении 110-220 кВ для РУ с большим числом присоединений.

А – рабочая система шин из 2-х секций В1 и В2, соединенных секционным выключателем QВ

АО – обходная система шин (нормально отключена)

QО – обходной выключатель (нормально отключен)

QS1,QS2,QS3 – обходные разъединители (нормально отключены)

QS4,QS5 – линейные разъединители с электромагнитной блокировкой

QS6 – шинные разъединители (без электромагнитной блокировки)

Достоинства схемы

1. Простота и надежность

2. Возможность ревизии и ремонта любого выключателя без разрыва цепи тока потребителя.

3. Отключение одной цепи не приводит к отключению других.

Недостатки

Такие же как у схемы с 2-мя рабочими и обходной системами шин.

При напряжении 35кВ у этой схемы обходную систему шин не применяют, так как ремонт выключателей не долгий.

Схема с 2-мя рабочими и обходной системами шин

Эта схема применяется на мощных ТЭЦ с большим числом присоединений. При числе присоединений менее 12 рабочая система шин не секционируется.

При числе присоединений 12-15 секционируется одна рабочая система шин. При 16 и более секционируются обе системы шин. Изобразим эту схему при числе присоединений равном 6.

Обозначения:

А1,А2 – рабочие системы шин

АО – обходная система шин (нормально отключен)

QА – шиносоединительный выключатель (нормально включен)

QО – обходной выключатель (нормально отключен)

QS1 – обходные разъединители (нормально отключен)

QS2 – линейные разъединители

QS3 – шинные разъединители (нормально включен)