24.4. Схемы теплофикационных электростанций

В СССР первые станции рассматри­ваемого типа были оборудованы агре­гатами, мощность которых не превыша­ла 30 и 60 МВт. Они предназначались для снабжения теплом и электроэнер­гией ближайших потребителей городов и промышленных предприятий. После некоторой реконструкции эти станции работают до настоящего времени. Боль­шая часть электрической мощности вы­дается в местную распределительную

сеть при напряжении 6—10 кВ без про­межуточной трансформаций. Связь стан­ции с другими станциями системы осу­ществляется при напряжении 110—220 кВ через трансформаторы соответствующей мощности. К сборным шинам главного РУ 6—10 кВ присоединены генераторы, трансформаторы связи, линии распреде­лительной сети и система СН (рис. 24.6).

При параллельном включении на сборные шины нескольких генераторов указанной мощности с напряжением 6—10 кВ ток КЗ получается значитель­ным. Возникает необходимость в его ограничении до значений, соответству­ющих отключающей способности серий­ных выключателей (номинальный ток отключения наиболее мощного выклю­чателя 6—10 кВ типа МГ-10 составляет 105 кА). С этой целью сборные шины разделяют на секции и соединяют их через секционные реакторы и выключа­тели. Число секций зависит от числа генераторов, их мощности и напряже­ния. Обычно число секций находится в пределах от двух до четырех.

Ограничение тока в кабельной рас­пределительной сети и на подстанциях до экономически целесообразных зна­чений (примерно 10—15 кА) достигается

с помощью линейных реакторов (под­робнее см. § 25.2).

Желательно, чтобы секции РУ были нагружены одинаково и чтобы реакторы находились в точках токораздела. В этом случае напряжения секций при нормальной работе одинаковы. Однако это условие обычно не выполняется, так как число трансформаторов связи не соответствует числу секций и мощность, выдаваемая в сеть системы, непостоян­на. Поэтому при нормальном режиме через секционные реакторы проходит некоторый ток и напряжения на секци­ях несколько различны. В случае отклю­чения части генераторов или одного из трансформаторов ток через секционные реакторы увеличивается. Увеличиваются и отклонения напряжения на секциях сборных шин от нормального. Замыка­ние сборных шин в кольцо способству­ет лучшему обмену мощностью между секциями.

В РУ с секционными реакторами обычно предусматривают коммутацион­ные аппараты — выключатели или разъ­единители — с целью шунтирования ре­акторов при отключении части генера­торов или трансформаторов, чтобы уменьшить отклонения напряжения на

секциях сборных шин от нормального. Возможность такого шунтирования должна быть проверена соответствую­щим расчетом тока КЗ.

Мощность трансформаторов связи. Трансформаторы, предназначенные для связи с системой, работают обычно ре-версивно. Они должны удовлетворять следующим условиям: 1) суммарная мощность трансформаторов должна быть достаточной для выдачи в сеть энергосистемы свободной мощности станции, равной разности номинальной мощности генераторов и мощности, вы­даваемой в местную сеть в часы днев­ного минимума нагрузки. Эта разность зависит от режима потребления элект­роэнергии местными потребителями; 2) трансформаторы должны обеспечи­вать получение из энергосистемы мощ­ности, необходимой местным потребите­лям при вынужденном отключении наи­более крупного генератора.

При выборе числа трансформаторов связи следует руководствоваться сле­дующими соображениями. Установка одного трансформатора допустима только на электростанциях с одним или двумя генераторами, например для первой очереди станции. На станциях с тремя-четырьмя генераторами необ­ходимо иметь два трансформатора связи, суммарная мощность которых должна соответствовать указанным выше условиям.

Трансформаторы выбирают трехфаз­ными. Для независимого регулирования напряжения на стороне высшего напря­жения необходимы устройства для регу­лирования напряжения под нагрузкой.

Схемы РУ генераторного напряжения. Приблизительно до 1960 г. главные РУ 6—10 кВ ТЭЦ принято было выпол­нять с двумя системами сборных шин и размещать в двухэтажных зданиях. Объем строительных и монтажных работ был относительно велик. Позднее пе­решли к более простым РУ с одной системой сборных шин, стоимость кото­рых значительно ниже, а надежность практически такая же, как схемы РУ с двумя системами сборных шин. На рис. 24.6 приведена типовая схема РУ

10 кВ ТЭЦ с четырьмя агрегатами по 60 МВт и двумя трансформаторами мощностью по 40 MB∙А. Сборные шины разделены на четыре секции, связанные через реакторы и секционные выклю­чатели в кольцо. Для шунтирования секционных реакторов предусмотрены разъединители. Шунтирование и дешун-тирование реакторов может быть про­изведено только при отключенном сек­ционном выключателе. Для ограничения тока КЗ в распределительной сети пре­дусмотрены сдвоенные линейные реак­торы по два на каждую секцию. Пита­ние системы СН осуществляется через понижающие трансформаторы 10/6 кВ, присоединенные к сборным шинам.

Схемы РУ высшего напряжения. Схе­мы этих устройств с напряжением 110— 220 кВ зависят от числа трансформато­ров связи и числа линий. Они должны быть также согласованы со схемой сети системы. Если число присоединений достигает шести - восьми, РУ обычно выполняют с двумя системами сборных шин и третьей обходной системой. При малом числе присоединений РУ может быть выполнено по схеме многоугольни­ка или по одной из упрощенных схем. На многих ТЭЦ сборные шины высшего напряжения вообще отсутствуют; транс­форматоры связаны в блоки с линиями и присоединены к сборным шинам бли­жайших узловых подстанций.

На многих ТЭЦ с агрегатами по 30 — 60 МВт, выполненных по описанным выше схемам и проработавших в течение ряда лет, возникла необходимость в расширении в связи с увеличением теп­лового потребления. Дополнительные генераторы мощностью 60—100 МВт оказалось целесообразным соединить в блоки с повышающими трансформато­рами и присоединить к РУ высшего на­пряжения, чтобы избежать реконструк­ции РУ генераторного напряжения.

Электрические схемы ТЭЦ с агрега­тами 120 — 200 МВт. Мощности ТЭЦ, предназначенных для энергоснабжения крупных промышленных предприятий и больших городов, достигают 1000 МВт и выше. Применение получили более экономичные агрегаты мощностью по

120, 165, 200 МВт. Основная мощность ТЭЦ выдается через сеть 110 кВ на по­нижающие подстанции и далее по сетям 6—10 кВ распределяется по террито­рии завода или города. Связь с системой в зависимости от условий может быть выполнена при напряжении 110 — 220 кВ. В качестве примера на рис. 24.7 приведена схема Новосвердловской ТЭЦ с пятью агрегатами мощностью по 120 МВт. Как видно из рисунка, здесь предусмотрены две ступени напряжения — 110 и 220 кВ. РУ 110 кВ выполнено с двумя системами сборных шин и обходной системой. К нему присоединены 12 линий и три блочных агрегата. Четвертый генера­тор присоединен через трехобмоточный автотрансформатор мощностью 250 MB∙А к РУ 110 и 220 кВ. Пятый генера­тор присоединен к РУ 220 кВ. Связь с системой осуществлена по двум ли­ниям 220 кВ. РУ 220 кВ выполнено по схеме квадрата.