Электростанций

При выборе вариантов структурной схемы станций необходимо ознакомиться с особенностями схем ТЭЦ и КЭС (ГРЭС) и руковод-ствоваться нормативными материалами [3, 4, 7, 21, 25].

По исходным данным необходимо определить, какой тип электростанции (ТЭЦ или КЭС) задан, и наметить два-три конкуренто-способных варианта структурной схемы проектируемой станции.

Необходимо отметить, что выбор варианта структурной схемы – это наиболее творческая и самостоятельная часть проекта. Готовых решений для конкретных условий задания в методических указаниях быть не может. Поэтому здесь приводятся типовые структурные схемы ТЭЦ КЭС и рассматриваются общие требования, которые необходимо соблюдать при составлении вариантов структурных схем электростанций.

2.2.1.Схемы электрических соединений ТЭЦ

Основной особенностью главной схемы электрических соединений ТЭЦ является наличие во многих случаях сборных шин генераторного напряжения, к которым присоединяются генераторы ТЭЦ и реактированные кабельные линии 6 – 10 кВ, питающие местных потребителей [21, 25]. Эта особенность объясняется тем, что ТЭЦ обычно располагают в центре тепловой нагрузки, которой сопутствует большое потребление электрической энергии. Поэтому всю электроэнергию или значительную ее часть, вырабатываемую генераторами ТЭЦ, выгодно передавать местным потребителям на генераторном напряжении 10 кВ. Для этого на ТЭЦ сооружается генераторное распределительное устройство (ГРУ) закрытого типа.

В последнее время ТЭЦ сооружают с агрегатами большой мощности 100 – 250 МВт. В таких случаях главная схема ТЭЦ выполняется по блочному принципу (как и на КЭС) и необходимость сооружения ГРУ отпадает. На ТЭЦ в блоке между генератором и двухобмоточным повышающим трансформатором должен устанавливаться генераторный выключатель в соответствии с [12]. Местная нагрузка от блочных ТЭЦ питается путём ответвлений от генераторов с установкой токоограничивающих реакторов (см. рис. 2.5) или понижающих трансформаторов [25]. Питание местной нагрузки может осуществляться также от подстанций глубокого ввода (ПГВ) 110 – 220 кВ, по воздушным ЛЭП, присоединенным к шинам РУ 110 – 220 кВ блочной ТЭЦ.

На рис. 2.1 – 2.4 приведены некоторые принципиальные схемы ТЭЦ с шинами генераторного напряжения, на рис. 2.5 – ТЭЦ блочного типа.

Рис. 2.1. Принципиальная схема ТЭЦ с ГРУ 6 – 10 кВ с двумя секциями

и РУ высокого напряжения

Рис. 2.2. Принципиальная схема ТЭЦ с ГРУ 6 – 10 кВ с тремя секциями

и РУ высокого напряжения

Рис. 2.3. Принципиальная схема ТЭЦ с ГРУ 6 – 10 кВ

с РУ среднего напряжения и РУ высокого напряжения

Рис. 2.4. Принципиальная схема ТЭЦ с ГРУ 6 – 10 кВ

с РУ среднего напряжения и РУ высокого напряжения

Рис. 2.5. Принципиальная схема ТЭЦ блочного типа

Количество РУ на ТЭЦ определяется заданными напряжениями (U₁,U₂) потребителей и напряжением связи с системой (U_c). Если U₁ ¹ U₂ ¹ U_С , то на ТЭЦ, как правило, сооружается РУ НН (ГРУ), РУ СН и РУ ВН (рис. 2.3). Может быть, и другое сочетание напряжений: U₁ и U₂ = U_С , тогда на ТЭЦ сооружается два РУ ( рис. 2.1, 2.2).

Связь между РУ разных напряжений осуществляется двухобмоточными, трехобмоточными трансформаторами и автотрансформаторами. Выбор трансформаторов (автотрансформаторов) связи приводится ниже.

При выбореглавной схемы ТЭЦ с шинами генераторного напряжения необходимо определить количество генераторов, которые желательно присоединить к этим шинам.

Количество генераторов определяется местной нагрузкой, присоединенной к шинам ГРУ, и собственными нуждами:

, (2.7)

где – суммарная мощность генераторов, присоединенных к шинам ГРУ,

– суммарная нагрузка потребителей, присоединенных к шинам ГРУ,

– расход мощности на собственные нужды генераторов, присоединенных к шинам ГРУ (с.н. обозначаем маленькими буквами с точкой, в отличие от среднего напряжения СН).

Если нагрузка потребителей больше мощности одного генератора (рис. 2.1, 2.3, 2.4) или двух генераторов (рис. 2.2), тогда при выводе в ревизию или ремонт одного из генераторов мощности оставшихся генераторов не хватает для обеспечения местной нагрузки:

, (2.8)

где – единичная мощность самого мощного генератора, если они разной мощности, выводимого в ремонт на шинах ГРУ.

В этом случае недостаток мощности передается с шин РУ повышенного напряжения от других генераторов ТЭЦ или из системы в зависимости от того, где имеется резерв мощности: на станции или в системе.

Рассмотрим другой случай, когда при выводе в ревизию или ремонт одного из генераторов, присоединенных к ГРУ, не требуется получать электроэнергию с шин РУ повышенного напряжения ТЭЦ:

. (2.9)

Это позволяет избежать двойной трансформации электроэнергии, вырабатываемой другими генераторами ТЭЦ. В этом случае суммарная мощность оставшихся в работе генераторов соответствует нагрузке потребителей, присоединенных к шинам ГРУ, с учетом собственных нужд.

Таким образом, в нормальном режиме при работе всех генераторов имеется избыточная мощность в размере не менее мощности одного генератора. Она выдается через трансформаторы в сеть повышенного напряжения.

Выбор той или иной схемы будет определяться исходными данными: количеством и номинальной мощностью генераторов, а также заданной нагрузкой на шинах ГРУ.

При формировании схемы РУ генераторного напряжения необходимо учитывать следующее:

1. Схемы принимаются типовые [3, 7, 12, 21, 25].

2. Минимальное число генераторов, присоединенное к шинам ГРУ равно двум.

3. Число секций обычно равно числу генераторов [7].

4. По условиям электродинамической стойкости электрооборудования на каждую секцию подключают генераторы суммарной мощностью не свыше 60–63 МВт при генераторном напряжении 6 кВ и не выше 100–110 МВт – при 10 кВ.

5. Нагрузка потребителей (число линий) с учетом собственных нужд от генератора распределяется между секциями так, чтобы переток мощности через секционные реакторы в нормальном режиме был наименьшим (стремился к нулю) во избежание потерь электроэнергии.

6. Для надежности [12] рекомендуется между секциями ГРУ устанавливать два секционных выключателя, по обе стороны секционного реактора (рис. 2.1 – 2.4).

2.2.2.Cхемы электрических соединений