Лекция 3,4

Выбор основного оборудования структурных схем объектов

1. Структурные схемы объектов

При проектировании объектов энергетики (электростанций, подстанций) на первом этапе проектирования составляют структурную схему объекта, на которой показываются основные функциональные узлы (распределительные устройства, генераторы, трансформаторы) и связи между ними.

Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов), распределения генераторов и нагрузки между распределительными устройствами разного напряжения и связи между этими РУ.

Рисунок 1 – Структурная схема ТЭЦ

Для питания близко расположенного потребителя на ТЭЦ сооружается ГРУ; Для питания среднеудалённого – РУ СН 35 кВ (не всегда), редко – 110 кВ; для связи с системой – РУ 110-220 кВ. Все РУ связаны между собой 2 параллельно работающими трансформаторами связи с РПН.

На ГРУ могут подключаться G 63 МВт (до 4) или G 100 МВт (до 2). Мощность генераторов ограничивается напряжением ГРУ, а их количество – возможными большими токами КЗ.

Для обеспечения тепловой нагрузки потребителя на ТЭЦ выделяется блочная часть. Мощность G в блочной части до 220 МВт, она ограничена конструктивными особенностями турбины.

Рисунок 2 – Структурная схема блочной ТЭЦ

Если на ТЭЦ отсутствует нагрузка на СН и на 6-10 кВ нагрузка не превышает 45 МВт, возможно строительство блочной ТЭЦ. При этом близкорасположенный потребитель получает питание отпайками с выводов генераторов. Все блоки должны иметь генераторный выключатель, трансформаторы в блоке с отпайкой на потребитель должны иметь РПН.

Рисунок 3 – Структурная схема ГРЭС

Структурные схемы ГРЭС выполняются с преимущественным распределением электроэнергии на повышенном напряжении. Отсутствие потребителей вблизи таких электростанций позволяет отказаться от ГРУ. Каждый генератор соединяется с повышающим трансформатором с установкой выключателя на генераторном напряжении. Такое соединение называется блочным. Параллельная работа блоков генератор-трансформатор осуществляется на высоком напряжении, где предусматривается распределительное устройство. Если электроэнергия выдается на высшем и среднем напряжении, то связь между ними осуществляется трансформатором связи или автотрансформатором, установленным в блоке с генератором.

Рисунок 4 – Структурные схемы подстанций

На подстанции электроэнергия от энергосистемы поступает в РУ высшего напряжения подстанции, затем трансформируется и распределяется между потребителями в РУ низшего и среднего напряжения. Узловые подстанции не только осуществляют питание потребителей, но и связывают отдельные части энергосистемы.

Выбор той или иной структурной схемы электростанции и подстанции производится на основании технико-экономического сравнения двух-трех вариантов, для чего в первую очередь необходимо выбрать количество и мощность трансформаторов.

2. Выбор генераторов

Мощности генераторов определяются при составлении структурных схем. При выборе генераторов, необходимо руководствоваться последними разработками в этой области. Так как генератор имеет различные системы охлаждения, возбуждения, то при выборе генератора в проеуте необходимо обосновать выбранный тип , дать расшифровку марки генератора, краткое описание систем охлаждения и возбуждения и представить основные технические данные в виде таблицы, приведенной ниже.

Таблица 1 – Технические данные генераторов

Тип

Рн.г, МВт

Sн.г, МВА

cosφ

Uн, кВ

Iн.ст, кА

Xd″

Система возбуждения

Система охлаждения

Цена млн. руб.

Цены генератора определяем по данным производителей на 2020 год или с поправочным коэффициентом по справочным данным.