Севастопольский национальный университет ядерной энергии и промышленности

Кафедра эксплуатации электрических станций

«УТВЕРЖДАЮ»

Заведующий кафедрой ЭЭС

____________ Углов А.В.

« » _____________ 20 г.

ЛЕКЦИЯ № 7

по дисциплине «Электрооборудование электрических станций и подстанций»

для специальности «Нетрадиционные источники электроэнергии»

Тема: Схемы выдачи мощности электрических станций

Цель: Изучить варианты выдачи мощности электростанций различного типа.

ПЛАН

1.Структурные схемы выдачи электроэнергии.

2.Особенности главной схемы ТЭЦ.

3.Главные схемы АЭС.

Литература:

1. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. М., Энергоиздат. 1987.

2. Усов С.В. Электрическая часть электростанций. Л., Энергоатомиздат.1987.

г. Севастополь

20. г.

1 Структурные схемы выдачи электроэнергии

Схемы выдачи электроэнергии зависит от состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов) и распределения нагрузки между распределительными устройствами (РУ) разного напряжения.

На рисунок 7.1 показаны структурные схемы выдачи электроэнергии. Если потребители получают питание на генераторном напряжении 6-10кВ, то необходимо наличие генераторного распределительного устройства (ГРУ).

Для связи с энергосистемой по линиям высокого напряжения кроме ГРУ сооружается распределительное устройство высшего напряжения (РУ ВН), рисунок 7.1,а.

Если вблизи электростанции имеются энергоемкие производства, то питание их может осуществляться по линиям 35кВ и выше. В этом случае предусматривается РУ среднего напряжения (РУ СН), рисунок 7.1,б.

Рисунок 7.1 – Структурные схемы выдачи электроэнергии

При установке на электростанции мощных генераторов 500МВт и более нецелесообразно присоединять их к ГРУ. Это привело бы к значительному увеличению токов КЗ, а следовательно, к утяжелению и удорожанию всей аппаратуры ГРУ. Кроме того, мощные генераторы имеют номинальное напряжение 13,8-24кВ, а питание потребителей от ГРУ осуществляется обычно на напряжение 6-10кВ. Все это делает целесообразным присоединение мощных генераторов непосредственно к РУ ВН в виде блоков генератор-трансформатор (рисунок 7.1,в).

Связь между РУ разного напряжения осуществляется с помощью двухобмоточных или трехобмоточных трансформаторов (автотрансформаторов).

На рисунке 7.2 показаны схемы выдачи мощности с преимущественным распределением электроэнергии на повышенном напряжении (ГЭС, АЭС). Отсутствие потребителей вблизи таких электростанций позволяет не сооружать распределительные устройства на генераторном напряжении. Каждый генератор соединяется с повышающим трансформатором часто без установки выключателя на генераторном напряжении. Такое соединение называется блочным. Параллельная работа блоков генератор-трансформатор осуществляется на высоком напряжении, где предусматривается РУ (рисунок 7.2,а).

Рисунок 7.2 – Структурные схемы выдачи мощности на повышенном напряжении

Если электроэнергия выдается на высшем и среднем напряжении, то связь между ними осуществляется трансформатором (автотрансформатором) связи (рисунок 7.2,б) или автотрансформатором, установленном в блоке с генератором (рисунок 7.2,в).

2 Особенности главных схем теплоэлектроцентралей (тэц)

ТЭЦ обычно располагают в центре тепловой нагрузки, которой сопутствует большое потребление электроэнергии. Поэтому, чтобы избежать двойной трансформации, выгодно всю электроэнергию, вырабатываемую ТЭЦ, или значительную ее часть передавать местным потребителям на генераторном напряжении.

Таким образом, первой особенностью главной схемы ТЭЦ является наличие во многих случаях сборных шин генераторного напряжения, к которым присоединяются генераторы ТЭЦ и кабельные линии 6-10кВ, питающие местный район электрической нагрузки.

Вторая особенность заключается в неравенстве мощности генераторов и трансформаторов связи станции с системой. С одной стороны, мощность трансформаторов должна быть достаточной для передачи в систему избыточной мощности ТЭЦ при максимальном тепловом потреблении и минимальной электрической нагрузке района; с другой стороны, должно быть обеспечено питание района от системы при максимальной электрической нагрузке и минимальном тепловом потреблении. В этом случае необходимо учитывать выход из работы наиболее мощного генератора ТЭЦ (авария, ремонт).

Ввиду частого реверса мощности и различных требований к регулированию напряжения на шинах системы и генераторных шинах трансформаторы ТЭЦ должны во всех случаях иметь устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

При необходимости питания нагрузки не только на генераторном, но и на промежуточном напряжении (35кВ при связи с системой на 110кВ или 110кВ при напряжении системы 220кВ) выгодней устанавливать трехобмоточные трансформаторы при мощности, отдаваемой на одном из напряжений, не меньшей 15% мощности на другом напряжении.

Если эта мощность менее 15%, то устанавливаются два двухобмоточных трансформатора с присоединением их к генераторным шинам через один выключатель. При этом экономится ячейка выключателя генераторного напряжения, а на среднем напряжении (35 или 110кВ) может быть установлено более дешевое оборудование, чем это потребовалось бы при трехфазном трансформаторе, мощность любой из обмоток которого составляет не менее 67% номинальной мощности трансформатора.

Следующей отличительной чертой главной схемы ТЭЦ является секционирование и реактивирование сборных шин генераторного напряжения, а также установка реакторов в отходящих фидерах для ограничения токов КЗ на шинах станции и в сети потребителя. Число секций обычно равно числу генераторов, причем в схеме с двумя системами шин резервная система шин не секционируется, а связь ее с секциями рабочей системы осуществляется или через реакторы или через междушинные выключатели (рисунок 7.3).

Индуктивное сопротивление секционных реакторов обычно выбирается таким, чтобы на него приходилось 10-12% номинального напряжения, а их номинальный ток составлял 70% номинального тока генератора, подключенного к секции. При этом обеспечивается поддержание остаточного напряжения на неповрежденных секциях в пределах 75-80% от номинального при КЗ на соседней с реактором секции. При мощности генераторов 60-100МВт ударный ток на сборных шинах составляет 230-300кА и динамическая стойкость шин должна соответствовать этому току.

Фидерные реакторы выбираются из расчета ограничения тока КЗ в сети значением 20кА. Этому условию удовлетворяют реакторы 6кВ с реактивным сопротивлением 0,5% на каждые 100А номинального тока и реакторы 10кВ с сопротивлением 0,4% на каждые 100А.

Для экономии места и уменьшения стоимости РУ, а также для улучшения регулирования напряжения в фидерах устанавливают групповые сдвоенные реакторы.