книги из ГПНТБ / Грудинский, П. Г. Техническая эксплуатация основного электрооборудования станций и подстанций

Поэтому необходимо стремиться к тому, что при нали­ чии двух резервных трансформаторов с. н., подключен­ ных к шинам высокого напряжения РУ, при любом пов­ реждении элементов РУ один из резервных трансформа­ торов с. н. всегда оставался бы в работе. Для этого пре­ дусматривается присоединение резервных трансформато­ ров с. н. к разным источникам питания, каковыми являются: шины РУ разных напряжений, разные секции шин РУ одного напряжения, шины РУ высокого напряжения и третичная обмотка автотрансформатора связи двух РУ,

Использование обмотки третичного напряжения авто­ трансформаторов связи в качестве резервного источника питания с. н. целесообразно, если обеспечиваются:

допустимое по условию самозапуска двигателей сум­ марное реактивное сопротивление автотрансформатора и резервного трансформатора с. н.;

допустимое колебание напряжения на шинах с. н. при регулировании напряжения на автотрансформаторе.

Если один из резервных трансформаторов с. н. под­ ключен к шинам одного РУ, а другой к третьей обмотке автотрансформатора связи между двумя РУ, то автотранс­ форматор связи и резервный трансформатор с. н., под­ ключенные к одному РУ высокого напряжения, должны в нормальных условиях быть присоединены к разным системам шин. В этом случае даже при аварийном отклю­ чении одной системы шин и отказе этого РУ один из резерв­ ных трансформаторов останется в работе.

Вэксплуатации имеется ряд блочных электростанций,

укоторых оба резервных трансформатора с. н. подключены

кшинам одного РУ, выполненного по схеме с двумя несекционированными системами шин и одним выключателем на присоединение. При таких схемах не исключены случаи одновременной потери обеих систем шин повышающей подстанции и, следовательно, обоих резервных трансфор­ маторов. Вероятность аварийных повреждений одновре­

менно двух систем шин для РУ 110 и 220 кВ — 1 раз в 25 лет. Для уменьшения случаев потери обоих резервных трансформаторов с. н. необходимо строго соблюдать тре­ бование, чтобы в нормальных условиях резервные транс­ форматоры с. н. были присоединены к разным системам шин РУ, тогда при аварийном отключении одной из систем шин один из резервных трансформаторов останется в работе.

Вывод в ремонт основных элементов с. н. блока. Вывод в ремонт основных рабочих трансформаторов с, н, 6 кВ

341

должен производиться во время ремонта блока, поскольку на блочных установках рабочий трансформатор подклю­ чается к шинам генераторного напряжения без коммута­ ционной аппаратуры.

Вывод в ремонт одного из резервных трансформато­ ров с. н. ослабляет надежность работы схемы с. н., поэтому целесообразно этот ремонт производить в выходные дни, когда электростанция несет пониженную нагрузку. При этом необходимо включить все секционные выключатели на шинах резервного питания 6 кВ с. н. и обеспечить при отключении рабочего питания с. н. любого блока автома­ тическую (при помощи АВР) подачу напряжения от остав­ шегося в работе резервного трансформатора с. н. на секцию, потерявшую питание.

Во время ремонта резервного трансформатора с. н. следует избегать переключений на РУ, от которого питается оставшийся в работе резервный трансформатор, так как всякие нарушения чаще всего имеют место во время переключений.

При ремонте блока и его секций шин 6 кВ с. н. целе­ сообразно эти секции выводить в ремонт по очереди для возможности сохранения в работе максимального числа общестанционных механизмов 6 кВ, присоединенных к сек­ циям ремонтируемого блока.

Необходимо отметить, что, как подтвердил богатый опыт эксплуатации блочных электростанций, схема пита­ ния и резервирования с. и. на этих станциях, когда они достигают проектной мощности, обеспечивает высокий уровень надежности работы, локализацию возникающих аварий в пределах блока, простоту эксплуатации и необ­ ходимую маневренность в схеме с. н. при аварийных ситуациях.

При пуске первой очереди станции, когда в работе находятся только первые два-три блока, эксплуатация усложняется в связи с тем, что все общестанциониые с. н. временно подключаются к секциям шин первых двух бло­ ков и вывод секции с. н. в ремонт значительно понижает уровень надежности работы этих с. н.

Наиболее уязвимым участком с точки зрения возмож­ ности одновременной потери нескольких электрических блоков является схема повышающей подстанции, так как это единственное место, где длительно осуществляется поперечная связь между блоками. В ремонтных режимах, особенно для схем РУ с двумя системами шин и одним

3 4 2

выключателем на присоединение, при выводе из работы одной из них вся мощность блоков, выдаваемая через повышающую подстанцию, а также резервный трансформа­ тор с. н. (часто и оба резервных трансформатора) подклю­ чаются к оставшейся в работе системе шин. Так как в ремонт­ ных режимах значительно снижается уровень надежности работы электростанций, ПТЭ требуют, чтобы все ремонт­ ные схемы, связанные с выводом основного оборудования и элементов главной электрической схемы в ремонт, спе­ циально разрабатывались и утверждались руководством энергопредприятия.

При разработке ремонтных схем учитываются необхо­ димость обеспечения локализации аварий с минимальными потерями мощности и бесперебойного электроснабжения с. н.

При ремонтах систем шин главной электрической схемы необходимо стремиться к увеличению периодичности вывода в ремонт шин для чистки (например, покрытие изоляции шин гидрофобными пастами), сокращению продолжитель­ ности каждого ремонта системы шин (рациональная орга­ низация ремонтов, наличие запасных узлов и деталей разъединителей, привлечение необходимого количества ремонтного персонала), _с тем чтобы продолжительность работы системы шин при ремонтных режимах, когда уро­ вень надежности схемы значительно снижается, был бы минимальным.

Особенности эксплуатации схем питания и резерви­ рования основных схем с. н. ТЭЦ и ГРЭС с поперечными связями в тепловой части. На станциях типа ГРЭС с попе­ речными связями в тепловой части устанавливаются элек­ трические блоки генератор — трансформатор; при двух­ обмоточных повышающих трансформаторах генераторный выключатель, как правило, не устанавливается. Рабочий трансформатор (иногда реакторное ответвление) питающей шины с. н. подключен через выключатель ответвлением на генераторном напряжении.

При наличии генераторного выключателя (например, при схеме генератор — трехобмоточный трансформатор или автотрансформатор) ответвление на с. н. присоединяется между генераторным выключателем и повышающим транс­ форматором. Тогда при отключении генератора от сети его ответвление на с. н. продолжает питаться от сети

(рис. 9-2).

Шины, с. н. секционируются по числу котлов; каждая из секций шин или секции попарно присоединяются к сво­

3 4 3

ему ответвлению от электрического блока генератор — трансформатор. От ответвления питаются двигатели меха­ низмов турбоагрегата и одного или двух котлоагрегатов (по котлоагрегату на секцию), расположенных в районе турбоагрегата.

Если по электрической схеме жестко привязываются с. н. турбоагрегата и двух котлов, то по тепловой схеме такая жесткая привязка отсутствует. Часто вместе с остановкой турбоагрегата отключаются не те котлы, которые связаны по с. н. с турбоагрегатом. В связи с этим для питания

Рис. 9-2. Схема питания и резервирования соб­ ственных нужд ГРЭС с электрическими блока­ ми генератор — трансформатор и с поперечными связями в тепловой части.

электродвигателей котлоагрегатов, остающихся в работе, шины с. н. остановленного генератора должны продолжать питаться от резервного трансформатора либо от сети через повышающий трансформатор остановленного генератора. Конечно, последний способ предпочтительнее, так как в этом случае ненагруженный резервный трансформатор готов принять на себя нагрузку шин с. н. какого-либо аварийно отключившегося генератора. Для возможности использования повышающего трансформатора и для пита­ ния с. н. при отсутствии генераторного выключателя необходимо перед отключением генератора перевести его с. н. с рабочего трансформатора на резервный, отключить генератор выключателем со стороны ВН повышающего трансформатора, отключить автомат гашения поля и

3 4 4

разъединитель генератора и далее перевести питание шин с. н. обратно с резервного трансформатора на рабочий.

На электростанциях типов ГРЭС и ТЭЦ число резерв­ ных трансформаторов или линий питания с. н. обычно равно одному при шести (и менее) рабочих трансформато­ рах (или линий) и двум — при числе рабочих более шести.

На станциях типа ТЭЦ с поперечными связями по тепловой части, как правило, имеются шины генераторного напряжения 6—10 кВ, от которых непосредственно питаются потребители.

Шины генераторного напряжения секционированы обычно на две-три секции; к каждой секции подключается не более двух рабочих источников питания с. н. (транс­ форматоры 10/6,0 кВ или реактированные присоедине­ ния 6 кВ).

Резервный источник с. н. должен обеспечить питание обесточившихся рабочих секций, с. н. в случае потери любой секции генераторного напряжения. Это является очень важным условием быстрой ликвидации аварии без ее развития. Действительно, если на станциях типа ТЭЦ при повреждении секций шин отключаются турбогенера­ торы, подключенные к этим шинам, то котельные агрегаты, связанные через рабочие источники питания с. н. с пов­ режденными шинами, могут и должны оставаться в работе для обеспечения питания тепловых потребителей. Поэтому очень важно на станциях типа ТЭЦ полностью обеспечи­ вать питание от резервного источника потребителей с. н., потерявших питание.

В связи с этим в соответствии с нормами технологи­ ческого проектирования мощность резервного источника с. н. при двух рабочих секциях, подключенных к ГРУ, выбирается в 1,5 раза больше рабочего. На этих станциях необходимо уделять особое внимание месту подключения резервных источников питания с. н. Резервный источник должен быть подключен к той секции ГРУ, от которой не питаются резервируемые им рабочие источники. Если проектом это не предусмотрено, т. е. к одной секции под­ ключены резервный и рабочие источники, им резерви­ руемые, необходимо резервный источник питания с. н. присоединить к резервным шинам ГРУ вместе с одним генератором или повысительным трансформатором и частью потребительских присоединений (рис. 9-3),

Обеспечение питания рабочих секций с. н. при пов­ реждении одной из секций шин ГРУ для эксплуатации

3 4 5

значительно проще в том случае, если резервный источник с. н. подключен к шинам повышающей подстанции 35— ПО кВ или непосредственно'к повышающему трансфор­ матору со стороны низкого напряжения.

Во всех этих вариантах подключения резервного источ­ ника питание рабочих секций с. н, обеспечивается при

35-220кВ

Рис. 9-3. Схема питания и резервирования собственных нужд ТЭЦ при наличии ГРУ.

выходе из строя любой секции ГРУ, если только защита шин ГРУ и АВР шин с, н. будут правильно и безотказно работать.

Однако при выводе в ремонт резервного источника питания с. н. надежность работы ТЭЦ резко понижается. Поэтому следует резервный источник питания выводить в ремонт вместе с ремонтом турбогенератора и котла, когда один из рабочих источников питания почти полностью

3 4 6

разгружается и может заменить резервный. Для этого разгруженный рабочий источник с. н. переводится на резервные шины ГРУ, так же как указывалось выше для резервного источника питания, и этот рабочий источник с. н. вместе со своей секцией подключается к шинам резерв­ ного питания с. н. Тогда при отключении любого рабочего источника питания от АВР шин включатся выключатели обесточившихся секций на шины резервного питания с. н., обеспечивая восстановление питания этих секций.

Следует подчеркнуть, что на современных мощных электростанциях типа ГРЭС и ТЭЦ надежность работы схемы собственных нужд очень высока в нормальных режимах, т. е. тогда, когда основные элементы главной

ремонтных схемах надежность работы значительно пони­ жается, поэтому необходимо вывод в ремонт элементов главной схемы или схемы собственных нужд, как правило, совмещать с выводом в ремонт основных агрегатов, когда нагрузка станции понижена.

Очень важно, чтобы при ремонтных схемах устрой­ ства АВР источников питания с. н. и механизмов с. н. были включены и готовы к действию.

Следует также отметить, что возникновение поврежде­ ний в РУ чаще всего имеет место во время переключений, поэтому в эксплуатации, при ремонтных схемах, когда ослабляется надежность работы электрической части элек­ тростанции, необходимо воздержаться от всяких переключе­ ний, впредь до восстановления нормальной схемы, кроме переключений, вызывающихся аварийной необходимостью.

9-3. Эксплуатационные схемы 0,4 кВ и обеспечение надежности их работы

Питание шин с. н. напряжением 0,4 кВ осуществ­ ляется при помощи трансформаторов 6/0,4 кВ, подключен­ ных к рабочим шинам 6 кВ с. н.

Для агрегатных с. н. блочных электростанций уста­ навливается, как правило, по два трансформатора 6/0,4 кВ на блок, при этом сохраняется принцип независимости работы агрегатных с. н. 0,4 кВ данного блока от работы других блоков.

Большая часть агрегатных с. н. 0,4 кВ, как указыва­ лось ранее, представляет собой электродвигатели ответ­

3 4 7

ственных или особо ответственных механизмов, поэтому, как правило, для механизмов устанавливаются резервные агрегаты с их автоматическим запуском при выходе из строя рабочих. Щиты и сборки 0,4 кВ, к которым под­ ключены ответственные электродвигатели, имеют двусто­ роннее питание.

Резервные трансформаторы 6/0,4 кВ устанавливаются один на два блока (на станциях с поперечными связями резервный трансформатор резервирует не более шести рабочих трансформаторов 6/0,4 кВ), причем он должен подключаться со стороны напряжения 6 кВ к рабочей

автоматически подает питание на рабочие шины 6 кВ блока (а следовательно, и агрегатные щиты 0,4 кВ) резерв­ ный трансформатор основного питания;

если почему-либо резервный трансформатор основного питания не включится, то с выдержкой времени от защиты минимального напряжения щитов 0,4 кВ отключаются' рабочие трансформаторы 6/0,4 кВ и от АВР подается питание на щиты от резервного трансформатора с. н. 6/0,4 кВ.

Следует отметить, что при одновременном отключении двух блоков (например, при повреждении шин повышающей подстанции) резервный трансформатор 6/0,4 кВ не сможет как по условиям загрузки, так и по условиям самозапуска обеспечить питание всей нагрузки щитов и сборок 0,4 кВ двух блоков по 300 МВт. Поэтому без принятия специаль­ ных мер на этот случай особо ответственные двигатели 0,4 кВ обоих блодов не будут обеспечены питанием, что может повлечь за собой подплавление основных и уплот­ няющих подшипников турбоагрегата.

В последних проектах института Теплоэлектропроект предусматривается выделение электродвигателей особо ответственных механизмов блоков 300 МВт на отдельные полусекции 0,4 кВ, с тем чтобы при одновременной потере напряжения на щитах 0,4 кВ двух блоков только эти особо ответственные полусекции подключались к резервному трансформатору с. н, (рис, 9-4).

3 4 8

Таким образом, в аварийном режиме, когда отклю­ чаются два блока по 300 МВт, вся нагрузка 0,4 кВ, кроме особо ответственной, отделяется отключением автоматов САг и СА2 о т реле минимального напряжения; после этого автоматически включаются автоматы от шин резервного питания на секции особо ответственных потребителей

Рис. 9-4. Схема резервирования шин 0,4 кВ собственных нужд.

а — неблочные электростанции; б — электростанции с блоками 300 МВт; САи СА2 — секционные автоматы.

(маслинные насосы и др.), от работы которых зависит сохранность турбоагрегатов.

В заключение необходимо указать, что при вводе первого блока временно все общестанционные с, н. и резерв­ ный трансформатор 6/0,4 кВ подключаются к шинам соб­ ственных нужд первого блока, что резко снижает надеж­ ность его работы.

Необходимо вслед за вводом последующих блоков осу­ ществлять немедленно перевод общестанционных меха­ низмов с. н. и резервных трансформаторов на свои постоян­ ные места подключения в соответствии с проектом.

3 4 9

Г л ав а д е с я т а я

Работа элементов трансформатора

10-1. Трансформатор в электрической системе

Электрификация все шире охватывает территорию нашей страны, в связи с чем повышается напряжение основных сетей энергосистем и растет число ступеней трансформа­ ции. Эти факторы обусловливают не только абсолютный рост парка трансформаторов по числу их и мощности, но и увеличение относительных показателей. Если 20— 25 лет тому назад на каждый установленный на электро­ станциях киловатт приходилось около 4 кВ-А трансфор­ маторной мощности, то в настоящее время удельная мощ­ ность достигнет 7—8 кВ-А на 1 кВт, а на будущее про­ гнозируется увеличение этого показателя до 10 кВ-А/кВт. Удельная мощность трансформаторов в 5—6 раз превы­ шает удельную мощность двигателей. Трансформаторы оказывают существенное влияние на экономичность и надежность электроснабжения.

Мощность № напряжение трансформаторов повышаются. Уже вы­ пущены трехфазные трансформаторы мощностью в 630 МВ-А, ведется подготовка к выпуску трансформаторов мощностью 1 000 МВ- А и боль­ ше. Напряжение 750 кВ можно считать освоенным, предстоит освоение напряжения 1 150 кВ.

Мощные трансформаторы очень высоких напряжений оказывают существенное влияние на работу электрических систем, но они состав­ ляют относительно небольшую часть трансформаторного парка, как это видно из табл. 10-1. Почти 95% всего Числа трансформаторов, нахо­ дящихся в эксплуатации, составляют трансформаторы относительно небольшой мощности, не очень высоких напряжений. Эксплуатация таких трансформаторов заслуживает не меньшего внимания, чем эксплу­ атация очень мощных трансформаторов, работающих в электросетях высокого напряжения.

3 5 0