книги из ГПНТБ / Церазов, А. Л. Электрическая часть тепловых электростанций учебник

рех присоединений, на рис. 6-12 показаны схемы мости­ ка, полученные из четырехугольника исключением из него одной стороны с выключателем и его разъедините­ лями. Схема на рис. 6-12,6 применяется в тех случаях, когда по условиям эксплуатации часто приходится от­ ключать блоки, работающие по пиковому графику (ха­ рактерно для ГЭС). Схема на рис. 6-12,в применяется в тех случаях, когда отходящие линии имеют большую длину и высокую частоту отключений линий.

Рис. 6-12. Варианты сокращения числа выключателей в четырех­ угольнике.

а — схема четырехугольника; б, в — схемы мостика.

Возможны упрощения схем путем продолжения прин­ ципа блочности на генератор-трансформатор-линию, не содержащих в своей цепочке коммутационных аппаратов и объединяемых в схемы с другими подобными блоками ГТЛ на приемных подстанциях энергосистем.

В заключение необходимо отметить, что не может существовать отвлеченной оценки надежности рассмот­ ренных схем. При выборе схем электростанций необходи­ мо в общесистемном плане рассмотреть, какая из подхо­ дящих схем больше отвечает конкретным требованиям сооружаемой электростанции с учетом схемы внешней сети системы, числа цепей потребителей и внутренней схемы потребителей. Необходимо оценить, какая схема

170

больше отвечает условиям вывода в ремонт отдельных элементов схемы или взаимнорезервирующих друг друга цепей, не теряя (или незначительно теряя) при этом своей эксплуатационной надежности. Поэтому не может быть и не должно быть рецептурных рекомендаций по применению тех или иных известных схем распредели­ тельных устройств. Должны быть соблюдены объектив­ ные принципы оценки надежности и экономичности при­ менительно к сравниваемым вариантам схем.

6-5. СХЕМЫ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ РАЗНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

По нормам технологического проектирования ТЭС [Л. 24] на электростанциях, имеющих шины генераторного на­ пряжения, суммарная мощность трансформаторов, свя­ зывающих шины генераторного напряжения с шинами повышенного напряжения, должна обеспечить выдачу

всеть повышенного напряжения всей активной и реак­ тивной мощности генераторов за вычетом нагрузок соб­ ственных нужд и нагрузок РУ генераторного напряжения

впериод его минимума нагрузки (включая нерабочие дни).

На ТЭЦ количество трансформаторов связи генера­ торного РУ с РУ повышенного напряжения (один или два) должно выбираться как с учетом условий сохране­ ния устойчивости работы энергосистемы, так и с учетом обеспечения электро- и теплоснабжения потребителей в период их максимума нагрузки при повреждении или отказе любого выключателя в схемах РУ. Эти требова­ ния приводят к установке двух трансформаторов на ТЭЦ (см. рис. 8-11) и лишь на маломощных ТЭЦ, имеющих не более двух генераторов, устанавливают по одному трансформатору.

При наличии на ТЭС двух связанных между собой РУ повышенных напряжений (высшего и среднего) уста­ навливаются трехобмоточные трансформаторы или авто­ трансформаторы. Это экономически оправдано в тех слу­ чаях, когда мощность, отдаваемая на среднем напряже­ нии не менее 15% мощности, выдаваемой на высшем на­

пряжении.

Трехобмоточные трансформаторы и автотрансформа­ торы могут использоваться для связи двух РУ повышен­ ных напряжений в виде отдельных трансформаторов свя­ зи и в виде блочных трехобмоточных трансформаторов

171

или автотрансформаторов (рис. 6-13). Мощность обыч­ ного блочного трансформатора (например, на рис. 6-10) определяется выдачей активной и реактивной мощности

Рис. 6-13. Принципиальная схема ГРЭС с шестью блоками. Связь РУ повышенного и среднего напряжений осуществлена с помощью двух трехобмоточных повышающих автотрансформаторов блоков (схемы РУ ВН и РУ СН для упрощения не конкретизированы, разъедините­ ли РУ всех напряжений не показаны).

генератора за вычетом потребления мощности собствен­ ными нуждами (что не превышает 8—10% мощности генератора). Мощность трехобмоточных трансформато­ ров и автотрансформаторов, кроме того, должна выби­ раться с учетом величины перетоков обменной мощности между двумя повышенными напряжениями.

6-6. СПОСОБЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКОВ КОРОТКОГО

ЗАМЫКАНИЯ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

При построении схем ТЭС вопрос ограничения токов к. з. является одним из определяющих, так как от величины их зависит не только стоимость РУ станции, но и вооб­ ще техническая возможность их работы (отключающая способность выключателей, динамическая и термическая стойкость аппаратов РУ не беспредельна).

В РУ повышенных напряжений ограничение токов к. з. достигается следующими путями: а) ограничением числа включенных блоков заданной мощности (в этом случае возможны отдельные части РУ одного и того же

172

напряжения, связанные через внешнюю сеть с достаточно большим индуктивным сопротивлением); б) переходом на следующую более высокую ступень напряжения.

В РУ генераторного напряжения ограничение токов к. з. производится: а) ограничением числа генераторов заданной мощности, включаемых на общую секцию; б) применением секционных токоограничивающих реак­ торов; в) применением трансформаторов с расщеплен­ ными обмотками генераторного напряжения; г) примене­ нием линейных токоограничивающих реакторов.

ничением единичной мощности трансформаторов с. н.; в) ограничением числа мощных двигателей, включенных на рабочую секцию с. н. (т. е. применением секциониро­ вания шин с. н.). Применение токоограничивающих реак­ торов в цепях с. н. нежелательно, так как это ухудшает условия самозапуска двигателей с. н.

Выбор отдельных средств или комплекса мероприя­ тий для ограничения токов к. з. производится во всех случаях в процессе проектирования на основе технико­ экономических сопоставлений вариантов.

Глава с е д ь ма я

КОНСТРУКЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

7-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Распределительные устройства сооружаются закрыты­ ми и открытыми (ЗРУ и ОРУ).

На напряжения до 20 кВ РУ экономически целесо­ образно делать закрытыми, открытое их исполнение по­ требовало бы повышения уровня изоляции аппаратов и стоимости всего сооружения. На напряжения 35—220 кВ РУ могут быть закрытыми либо из-за загрязненности воздуха, суровых климатических условий, либо из-за не­ достатка площади для сооружения ОРУ. На напряже­ ния 330—500 кВ РУ выполняются всегда открытыми.

173

стей. В ЗРУ аппараты и проводники, размещенные в от­ крытых камерах, ограждаются со стороны коридора металлической сеткой. Высота такого ограждения долж­ на быть не менее 1,7 м для защиты от случайных при­ косновений. Расстояние от проводников до сетчатого ограждения должно быть больше воздушного промежут­ ка фаза— заземленные детали, установленного для со­ ответствующего уровня напряжения по условию изоля­ ционных свойств воздуха [Л. 18].

В ОРУ минимальное расстояние от проводников до поверхности земли для напряжений 35—500 кВ состав­

ляет 3,1—6 м.

Общие размеры РУ определяются минимально допу­ стимыми расстояниями и габаритами оборудования. При этом должна предусматриваться возможность механиза­ ции монтажных и ремонтных работ, прохода транспорт­ ных средств, автомобильных либо железнодорожных на ОРУ, электрокаров в ЗРУ).

Для обеспечения безопасности работ в РУ к таким работам допускаются специально обученные и проинст­ руктированные лица. Допуск к работам оформляется соответствующими нарядами. На местах работы снимает­ ся напряжение, предусматриваются переносные ограж­ дения, запрещающие вход в те части РУ, где оборудо­ вание находится под напряжением, вывешиваются раз­ решающие («Работать здесь») и предупреждающие плакаты («Осторожно: высокое напряжение», «Не вклю­ чать: работают люди» и т. д.).

Надежность работы РУ обеспечивается не только высоким качеством электрических аппаратов, но и пра­ вильным его расположением (т. е. правильной конст­ рукцией РУ). Здесь, помимо рассмотренных выше не­ обходимых расстояний между токоведущими частями, предусматривается разделение ячеек, исключающее пе­ реход аварии с одной цепи на другую или перебпос го­ рячего ионизированного газа и паров металла в случае к. з. к токоведущим частям, расположенным по другую сторону коридора. Локализация подобных явлений обес­ печивается установкой металлических или изоляционных ограждений или горизонтальных перегородок. Эффек­ тивным средством локализации повреждений и повыше­ ния надежности ЗРУ может служить разделение фаз. Это мероприятие находит осуществление в комплектных РУ и в комплектных щинных линиях, выполненных ПО­

174

фазно для связи генераторов с силовыми трансформа­ торами.

Обеспечению пожарной безопасности способствует применение выключателей с малым объемом масла, ли­ бо воздушных выключателей. Под силовыми трансфор­ маторами, в баках которых содержится большое коли­ чество масла, на случай повреждения баков предусма­ триваются маслоприемники — ямы, заполненные грави­ ем и щебнем. Это заполнение препятствует доступу воз­ духа к вытекшему маслу и помогает гашению возник­ шего пожара. Здания РУ сооружаются из огнестойкого материала. Лестничные клетки располагают так, чтобы безопасно эвакуировать персонал. Из РУ делают выхо­ ды, расположенные так, чтобы из любой точки РУ до одного из выходов расстояние не превышало 30 м. Ка­ налы силовых кабелей должны выполняться отдельно от каналов кабелей управления и вентиляционных ка­ налов. Кабельные каналы должны быть огнестойкими и для локализации пожаров иметь поперечные огнестой­ кие перекрытия, ограничивающие распространение по­ жара по кабелям и по каналам.

Экономичность сооружения РУ достигается путем уменьшения объема сооружений и упрощения конструк­ ции, применением унифицированных строительно-конст­ руктивных железобетонных элементов, типизацией РУ. Для уменьшения стоимости электромонтажных работ, ускорения процесса сборки используют элементы, изго­ товленные на специализированных монтажных базах (сборные РУ). Наиболее перспективно применение ком­ плектных РУ (КРУ) всех напряжений, так как они сво­ дят к минимуму строительно-монтажные работы и вме­ сте с тем позволяют получить в эксплуатации наиболее надежные, удобные и безопасные РУ.

7-2. СБОРНЫЕ ЗАКРЫТЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

В сборных РУ аппараты устанавливаются в открытых камерах, защищенных металлической сеткой. Токоогра­ ничивающие реакторы для создания направленного по­ тока охлаждающего воздуха устанавливают в закрытых камерах (с листовыми металлическими или изоляцион­ ными перекрытиями). Основу камер составляет сталь­ ной каркас.

175

Здания РУ сооружаются из сборного железобетона. В качестве примера сборного распределительного устройства приведены поперечные разрезы, планы и схемы заполнения двух конструкций. В первом примере (рис. 7-1, 7-2) РУ 6—10 кВ собрано по схеме двойной системы сборных шин, для ограничения токов коротко-

Рис. 7-1. Распределительное устройство 6— 10 кВ с двумя системами сборных шин с секционными и линейными токоограничивающими реакторами. Поперечный разрез.

го замыкания применены секционные и групповые ли­ нейные реакторы. Линии потребителей питаются через ячейки КРУ. Для размещения РУ принято двухэтаж­ ное расположение оборудования. Для удешевления строительных работ вместо тяжелых железобетонных междуэтажных перекрытий применены легкие перекры­ тия из плит, опирающихся на стальные каркасы ка­ мер. Здание содержит два ряда колонн, поставленных через 6 м и связанных продольными балками на высоте 4,8 м. На колонны опираются тавровые балки перекры-

176

Фия с пролетом 12 м. Высота здания до балок 8,6 м. Такое здание в подготовленном к монтажу виде пред­ ставляет собой коробку без окон и междуэтажных пе­ рекрытий. Под полом предусмотрены туннели из желе­ зобетонных блоков для вентиляции и прокладки кабелей. Электрооборудование, как в большинстве РУ с большим числом присоединений, расположено в два ряда. Между рядами и по бокам РУ предусмотрены коридоры. Рас­ смотренное РУ разработано Теплоэлектропроектом для ТЭЦ с агрегатами 30—100 МВт.

Во втором примере (рис. 7-3) РУ 6—10 кВ с одной секционированной системой сборных шин размещено в одноэтажном здании. Электрооборудование располо­ жено в нем в четыре ряда. Для обслуживания преду­ смотрено три коридора. Коробка здания имеет ширину 18 м и высоту до балок перекрытия 5 м. Колонны рас­ ставлены со строительным шагом 12 м.

Рассмотренные сборные конструкции РУ в отдельных своих элементах используют ячейки КРУ (ячейки цепей потребителей с кабельными линиями).

7-3. КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Комплектные РУ сооружаются из ячеек, которые изго­ товляются на заводах. Каждая ячейка КРУ — закончен­ ное сооружение, состоящее из несущего каркаса, элек­ трических аппаратов, проводников первичных цепей, приборов контроля, управления и защиты, защитного металлического кожуха. Монтаж КРУ сводится к набо­ ру ячеек соответствующего назначения (ячейки ввода, секционные, отходящих линий, трансформаторов напря­ жения и т. д.) в соответствующем схеме порядке и со­ единения участков сборных шин и кабелей.

Размеры ячеек КРУ значительно меньше аналогич­ ных ячеек ЗРУ потому, что изоляция токоведущих ча­ стей ячейки позволяет сократить расстояния между ни­ ми. С другой стороны, в ЗРУ предусматривают возмож­ ность работы людей в отключенных ячейках. В ячейках КРУ дополнительное пространство не требуется, так как для ремонта и наладки из ячейки подвижная часть вы­ катывается.

На рис. 7-4 дано устройство ячейки КРУ с выключа­ телем ВМГТ-10, используемой при одной системе сбор­ ных шин. Ячейка разделена металлическими перегород-

8

Рис. 7-3. Поперечный разрез РУ 6— 10 кВ с одиночной системой сборных шин, с секционным и линейными токоог.раничивающими реакторами.