1 Состав собственных нужд тепловых электростанций твердого топлива.

В состав механизмов с. н. ТЭС входят рабочие машины, обслу­живающие машинное и котельное отделения, а также обще станционные нагрузки.

Потребители с. н. электрических станций относятся к I категории пo надежности питания и требуют электроснабжения от двух независимых источников. В пределах I категории потребители с. н. тепло­вых электростанций делятся на группы ответственных и неответственных.

Ответственными являются темеханизмы с. н., кратковременная остановка которых приводит к аварийному отключению или разгруз­ке основных агрегатов станции. Кратковременное прекращение питания неответственных потребите­лей с. н. не приводит к немедленно­му аварийному останову основного оборудования. Однако чтобы не расстроить технологический цикл производства электроэнергии, их Электроснабжение спустя неболь­шой промежуток времени должно Быть восстановлено. В котельном отделении ответственными являются дымососы, дутьевые вентиляторы, питатели пыли. К неответственным относятся смывные и багерные насосы системы гидрозолоудаления, а также электрофильтры. К ответственным механизмам машинного отделения относятся питательные, циркуляционные и конденсатные насосы, маслонасосы турбин и генераторов, подъемные насосы газоохладителей генерато­ров и маслонасосы системы уплот­нения вала генераторов, а к неот­ветственным сливные насосы регенеративных подогревателей, дренажные насосы, энжекторные, на ТЭЦ также сетевые насосы, кон-денсатные насосы бойлеров и насосы подпитки теплосети. Прекращение электроснабжения дымососов, дутьевых вентиляторов, питателей пыли приводит к погасанию факела и остановке парового котла. Важное место в тех­нологическом цикле станции занимают питательные насосы, подаю­щие питательную воду в паровые котлы. Мощность электропривода питательных насосов высокого давления составляет до 40% общей мощности потребителей с. н. и достигает нескольких мегаватт. Оста­новка питательных насосов приводит к аварийному отключению па­ровых котлов технологическими защитами. Особенно тяжело пере­носят такую остановку прямоточные котлы блочных электростанций.

Отключение конденсатных и циркуляционных насосов приводит к срыву вакуума турбин и к их аварийной остановке.

К числу особо ответственных потребителей с. н., отказ которых может привести к повреждению основных агрегатов, следует отне­сти маслонасосы системы смазки турбогенератора и уплотнения вала генератора. Отказ во включении резервных масляных насосов во время аварийной остановки станции с потерей питания собственных нужд может привести к срыву масло снабжения подшипников тур­бины и генератора и выплавлению их вкладышей. Поэтому питание маслонасосов турбин и уплотнений вала генератора резервируется аккумуляторными батареями.

На ТЭС имеются многочисленные механизмы обще станционного назначения, необходимые для работы станции. Сюда относятся потребители топливо приготовления и топливоподачи: дробилки, мельницы для размола угля, мельничные вентиляторы, конвейеры и транспортеры топливоподачи и бункеров пыле завода, краны-перегружатели на складе угля, вагоноопрокидыватели. Кратковре­менная остановка этих механизмов обычно не приводит к расстрой­ству технологического цикла производства электрической и тепло­вой энергии, и поэтому эти механизмы можно отнести к неответ­ственным. Действительно, в бункерах всегда имеется запас сырого угля, и поэтому останов транспортеров или угледробильных уст­ройств не приводит к прекращению подачи топлива в топочные ка­меры. Допускается останов и барабанных шаровых мельниц, так как при их использовании на электростанциях обычно имеются проме­жуточные бункеры с запасом угольной пыли, рассчитанным пример­но на два часа работы котла с номинальной производительностью. В случае применения молотковых мельниц промежуточных бункеров обычно не предусматривают, но на каждый котел устанавливают не менее трех мельниц. При останове одной из них оставшиеся обеспе­чивают не менее 90% производительности.

К обще станционным механизмам относятся насосы химводоочистки и хозяйственного водоснабжения. Большинство из них можно 'отнести к неответственным потребителям, так как кратко­временная остановка насосов химводоочистки не должна привести к аварийному режиму в снабжении водой котельных агрегатов. Исключением являются насосы подачи химически очищенной воды в турбинное отделение, так как при нарушении баланса между их производительностью и расходом питательной воды возможно воз­никновение аварийной ситуации на станции.

К электроприемникам общестанционного назначения относитcя также резервные возбудители, насосы кислотной промывки, противопожарные насосы (эти потребители при нормальных условиях эксплуатации агрегатов не работают), вентиляционные устройства, компрессоры воздушных магистралей, крановое хозяйство, часть электрического освещения, мастерские, зарядные устройства аккумуляторных батарей, потребители открытого распределительного устройства и объединенного вспомогательного корпуса. Большинство из этих потребителей можно классифицировать как неответственные. Ответственными являются некоторые из вспомогательных механизмов электрической части: двигатель-генераторы питателей пыли и двигатели охлаждения мощных трансформаторов, осуществляющие обдув маслоохладителей и принудительную циркуляцию.

Системы оперативного тока, используемого на подстанциях, их достоинства и недостатки.

Оперативным током называется ток питающий цепи дистанцион­ного управления выключателями, оперативные цепи релейной за­щиты, автоматики, телемеханики и различные виды сигнализации.

Питание оперативных цепей и особенно тех ее элементов от которых зависит отключение поврежденных линий и оборудования должно отличаться особой надежностью. Поэтому главное требова­ние, которому должен отвечать источник оперативного тока, со­стоит в том, чтобы во время к. з. и при ненормальных режимах в сети напряжение источника оперативного тока и его мощность имели достаточную величину как для действия вспомогательных реле защиты и автоматики, так для надежного отключения и включе­ния соответствующих выключателей.

Для питания оперативных цепей применяются источники постоянного, переменного и выпрямленного тока.

выпрямленный оперативный ток – система питания оперативных цепей переменным током, в которой переменный ток преобразуется в постоянный (выпрямленный) с помощью блоков питания и выпрямительных силовых устройств. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия могут использоваться предварительно заряженные конденсаторы; Выпрямленный оперативный постоянный ток применяться на подстанциях: 35/6(10) кВ, 35–220/6(10) кВ и 110–220/35/6(10) кВ. Источник выпрямленного оперативного тока состоит из батареи конденсаторов и блока питания UGV. Батарея конденсаторов используется в качестве кратковременного источника оперативного тока, заряженного в нормальном режиме работы. Заряжается конденсаторная батарея с помощью блока питания. В случае сильного снижения напряжения при КЗ энергии конденсаторной батареи хватает для срабатывания РЗ и отключения выключателя.

Преимущества.1. Более экономичный, чем постоянный ток. Не требует специального помещения и обслуживающего персонала.2. Более надежный, чем переменный ток.

Недостатки.1. Требует блока питания.2. Мощность питания кратковременная. На время разряда конденсатора. Это ограничивает их применение.

Постоянный оперативный ток

В качестве источника постоянного тока используются аккуму­ляторные батареи с напряжением 110-220 В, а на небольших под­станциях 24-48 В, от которых осуществляется централизованное питание оперативных цепей всех присоединений. Для повышений надежности сеть постоянного тока секционируется на несколько участков, имеющих самостоятельное питание от сборных шин батареи.

Аккумуляторные батареи обеспечивают питание оперативных цепей в любой момент времени с необходимым уровнем напряжения и мощности независимо от состояния основной сети и поэтому яв­ляются самым надежным источником питания. В то же время аккумуляторные батареи значительно дороже других источников оперативного тока, для них требуются заряд­ные агрегаты, специальное помещение и квалифицированный уход. Кроме того, из-за централизации питания создается сложная, протяженная и дорогостоящая сеть постоянного тока. В связи с этим за последнее время получает широкое примене­ние и переменный оперативный ток.

Ударный ток короткого замыкания

Для проверки аппаратов и шинных конструкций на электродинамическую стойкость необходимо вычислять ударный ток короткого замыкания (  ). Он представляет максимальное мгновенное значение полного тока короткого замыкания. Расчетное выражение для указанной характеристики тока обычно находят для условий отсутствия тока в предшествующем режиме и наибольшем значении апериодической составляющей.

На рис. 4.1 представлена волновая диаграмма токов, отражающая периодическую и апериодическую слагаемые в переходном режиме.

 

Рис. 4.1. Осциллограмма тока КЗ для расчета ударного тока 

При её построении считалось, что до КЗ схема находилась в режиме холостого хода и в момент возникновения КЗ периодическая слагаемая имела амплитудное значение  (отрицательный максимум). Это наиболее тяжёлые условия режима КЗ, при котором начальное значение апериодической слагаемой тока КЗ достигает своего максимального значения, равного амплитуде периодической слагаемой, т.е.  . Из рис.4.1 следует, что ударный ток наступает спустя пол периода (T/2=0.01с) после возникновения короткого замыкания, и равен сумме амплитудного значения периодической и величине апериодического тока для времени t=0.01с.

Для таких источников питания как «электроэнергетическая система», синхронный генератор, синхронный двигатель периодическая слагаемая тока КЗ на интервале  остается неизменной и равной своему значению при  .

Для таких источников ударный ток  определяется по выражению:

 , (4.5)

в котором  – ударный коэффициент рассчитывается по формуле:

 и  . (4.6)

В этих выражениях:

 – действующее значение периодической слагаемой тока трехфазного КЗ для  ;

 – постоянная времени затухания апериодической слагаемой тока КЗ выражается в секундах и определяется параметрами цепи КЗ;

 ,  – активное и реактивное сопротивления цепи КЗ;

 – угловая синхронная скорость.

Для упрощения расчетов ударного коэффициента (  ) можно по параметрам цепи КЗ определить отношение  и обратиться к графику  рис.4.2.

Величина ударного коэффициента зависит от постоянной времени  и находится в пределах  . Чем больше величина активного сопротивления цепи короткого замыкания, тем быстрее затухает апериодический ток и тем, соответственно меньше ударный коэффициент.