15. Выбор трансформаторов (реакторов) собственных нужд
Процесс производства электроэнергии на электрических станциях механизирован. Экономичная работа современных мощных котлоагрегатов, электростанций, возможна только при участии множества вспомогательных рабочих машин, необходимых для приготовления и транспорта топлива, подачи газа, мазута, воздуха в камеры горения и удаления продуктов сгорания, подачи воды в котлы, поддержания вакуума в конденсаторах турбин, водоснабжения станции охлаждения генераторов и трансформаторов, перекачки горячей воды для теплоснабжения, вентиляции помещений и др. Вспомогательное оборудование, необходимое для экономичной и надежной работы станции: рабочие машины с приводными электродвигателями, приемники электроэнергии всех видов, электрические сети, РУ, понижающие трансформаторы, независимые источники энергии, а также система управления – составляют системы с.н. электростанции.
Нормальная работа электростанции и безопасность ее обслуживания возможны только при условии надежной работы системы с.н. Согласно ПУЭ потребители системы с.н. электростанций отнесены к 1 категории, и их электроснабжение должно быть обеспечено от двух независимых источников питания.
Для электроснабжения потребителей с.н. электростанций проводится отбор мощности на генераторном напряжении. Питание РУ с.н. осуществляется от трансформаторов, которые работают раздельно. Раздельная работа позволяет ограничить уровни токов КЗ и уменьшить их влияние на сети, подключаемые к другим секциям.
РУ с.н. выполняется с одной секционированной системой сборных шин с одним выключателем на присоединение и, как правильно, является комплектным, т.е. состоящим из набора шкафов (ячеек) различного выполнения.
Для питания потребителей с.н. используются два уровня напряжения – 6 кВ – для питания мощных электродвигателей (более 200 кВт) и 0,4 кВ – для остальных потребителей меньшей мощности.
Резервное питание с.н. осуществляется также путем отбора мощности от генераторов электростанции, но места подключения присоединений резервного питания с.н. не должны быть связаны с местами присоединений их рабочего питания. Для особо ответственных потребителей с.н. предусматривается дополнительные независимые источники электроэнергии (аккумуляторные батареи, дизель-генератора, агрегаты бесперебойного питания).
Номинальная мощность рабочих трансформаторов с.н. выбирается по их расчетной нагрузке, так как перегрузка этих трансформаторов не допускается по условиям повышенных требования по надежности электроснабжения с.н. Расчетная мощность трансформаторов с.н. определяется суммой мощностей всех электроприемников, которые присоединяются к этому трансформатору.
На электростанциях, на которых генераторы включены на шины ГРУ, рабочее питание с.н. осуществляется от этих шин. Если же все генераторы работают по схеме блоков генератор-трансформатор, рабочее электроснабжение с.н. осуществляется путем ответвления от блока с установкой в цепи ответвления трансформаторов или токоограничивающих реакторов. Причем при наличии генераторного выключателя ответвление выполняется между этим выключателем и трансформатором. На электростанциях смешанной схемы включения с.н. электроснабжение осуществляется частично от шин ГРУ и частично от блоков генератор-трансформатор.
При электроснабжении с.н. от сборных шин ГРУ и ответвлением от блоков резервные источники питания с.н. присоединяются к шинам ГРУ и РУ повышенного напряжения. При электроснабжении только ответвлениями от блока резервный трансформатор с.н. присоединяется к шинам РУ повышенного напряжения с низшим классом напряжения при условии, что эти шины могут получать электроэнергию от внешней сети при остановке генераторов станции (в том числе через трехобмоточные трансформаторы или автотрансформаторы, соединённые в блоке с генераторами). Резервные трансформаторы с.н. могут присоединяться и к другим источникам электроэнергии, расположенным вблизи станции (от сетевой подстанции или другой электростанции).
Рисунок 26 - Схема рабочего и резервного питания с.н. КЭС
Назначение системы с.н.
Собственные нужды на электростанции используются в основном на приготовление и транспортировку топлива, подачу питательной воды и воздуха в паровые котлы и удаление шлаков и дымовых газов, то есть для приведения в движение механизмов собственных нужд; механизмами собственных нужд в основном являются асинхронные и синхронные двигатели, используемые в качестве питательных насосов, дутьевых вентиляторов, дымососов, конденсаторных насосов, дробилок, мельниц, циркуляционных насосов и др.
Собственное потребление электроэнергии зависит от типа электростанции, вида топлива и способов его сжигания, параметров пара, типа турбогенератора и его мощности, наличие турбо привода у части механизмов.
Выбор напряжения РУ с.н.
Принимаем напряжение первой ступени системы электроснабжения собственных нужд равным 6 кВ, потому что применение напряжения 3 кВ не оправдало себя, так как стоимость электродвигателей 3 и 6 кВ мало отличается, а расход цветных металлов и потери электроэнергии в сетях 3 кВ значительно выше, чем в сетях 6 кВ.
Описание схемы питания с.н.
Питание осуществляется отпайкой от энергоблока генератор G – двухобмоточный трансформатор Т.
Мощность, требуемая на с.н. определяется
– коэффициент
спроса (табл.5.2 Неклепаев)
Для генератора ТВФ-120-2УЗ:
Для генератора ТВФ-63-2УЗ:
Выбор рабочих трансформаторов по напряжению сторон и по рассчитанной мощности (тип, расшифровка)
Выбираем следующие трансформаторы с.н.:
для блока G1-T1:
ТДНС-16000/20
Т – трансформатор трехфазный;
Д – с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха;
Н – с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН);
С – предназначен для работы в электрических сетях собственных нужд электростанции.
16000 – номинальная мощность, кВА;
20 – класс напряжения, кВ.
для блоков G2-T2, G3-T3:
ТДНС-10000/35
Т – трансформатор трехфазный;
Д – с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха;
Н – с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН);
С – предназначен для работы в электрических сетях собственных нужд электростанции.
10000 – номинальная мощность, кВА;
35 – класс напряжения, кВ.
Таблица 27. Трансформаторы собственных нужд
Тип генератора |
Pном |
|
|
Тип оборудования |
Место установки |
МВт |
МВ.А |
МВ.А |
|||
ТВФ-120-2У3 |
100 |
7,2 |
10 |
ТДНС – 10000/35 |
Блоки G2-T2 и G3-T3 |
ТВВ-200-2АУЗ |
200 |
14,4 |
16 |
ТДНС – 16000/20 |
Блок G1-T1 |
Выбор резервных трансформаторов с.н. (тип, расшифровка)
Питающим элементом для резервного питания собственных нужд является трансформаторы с.н., включенные в обмотку НН автотрансформаторов АТ1 и АТ2, то есть выбираем ТДНС-16000/20.
Таблица 28.Выбор резервных трансформаторов
Тип рабочего элемента |
Количество |
Место установки |
ТДНС-16000/20 |
1 |
Низшая сторона автотрансформаторов АТ1 и АТ2 |
Схема
Рисунок 27 – Структурная схема собственных нужд