Потребители собственных нужд электрических станций. Схемы питания и резервирования СН.

Источники питания собственных нужд.

Если на электростанции предусматривается ГРУ

6–10 кВ, то распределительное устройство собственных нужд (РУСН) получает питание непосредственно с шин ГРУ реактированными линиями или через понижающий трансформатор с.н. (рис.1,а).

Основными напряжениями, применяемыми в настоящее время в системе с.н., являются 6 кВ (для электродвигателей мощностью более 200 кВт) и 0,38/0,23 кВ для остальных электродвигателей и освещения.

Для мощных блочных ТЭС возможно применение напряжения 0,66 кВ для электродвигателей 16–630 кВт и напряжения 10 кВ для крупных электродвигателей.

Если генераторы электростанции соединены в блоки, то питание с.н. осуществляется отпайкой от блока (рис. 1,б).

С увеличением мощности блоков растет потребление на собственные нужды, следовательно увеличивается и мощность трансформатора с.н. Чем больше мощность ТСН, тем больше токи к.з. в системе с.н., тем тяжелее установленное оборудование. Для ограничения токов к.з. можно применять трансформаторы с повышенным напряжением к.з. или трансформаторы с расщепленными обмотками 6 кВ; последние применяются при мощности ТСН 25 МВ∙А и более.

Значительного уменьшения токов к.з. в системе с.н. можно добиться, применяя вспомогательный турбоагрегат, пар для которого поступает от отбора главной турбины (рис. 1,в), а генератор не имеет электрической связи с основными генераторами станции. Однако установка турбины малой мощности неэкономична и такая система может себя оправдать только в сочетании со схемой питания отпайкой от блока. В этом случае часть потребителей с.н. присоединяют к ТСН, а часть к вспомогательному турбоагрегату. При уменьшении нагрузки блока уменьшают частоту вспомогательного генератора, чем осуществляется плавное регулирование производительности подключенных механизмов (питательных, циркуляционных, конденсатных насосов, дымососов, вентиляторов). Такое частотное групповое регулирование позволяет снизить расход энергии на с.н., что может оправдать увеличение затрат на установку вспомогательного турбоагрегата.

Установка вспомогательного генератора на одном валу с главным генератором требует меньших капитальных затрат (рис. 1,г). Такая схема питания с.н. применяется на АЭС.

Все рассмотренные схемы не могут обеспечить надежного питания с.н., так как при повреждениях в генераторах, на шинах ГРУ или в тепломеханической части нарушается питание РУСН. Поэтому кроме рабочих источников с.н., должны предусматриваться резервные источники питания. Такими источниками могут быть трансформаторы, присоединенные к шинам повышенного напряжения, имеющим связь с энергосистемой. Даже при отключении всех генераторов электростанции питание с.н. будет осуществляться от энергосистемы.

Выбор мощности рабочих трансформаторов с.н. производится с учетом числа и мощности потребителей с.н.

Мощность с.н., МВ∙А,

,

где ; – коэффициент одновременности; – коэффициент загрузки; – средний КПД; – средний cosφ электродвигателей с.н.