Основные определения: электрические и энергетические сис-мы, электрические станции. Харак-ка энергетической и электрической сис-м. Потребители электроэнергии. Номинальный ряд напряжений (стр. 8 )

32. РУ кольцевого типа.

В кольцевых сх-ах(сх-ах многоугольников) выключ-ли соединяются м/у собой образуя кольцо.

Каждый эл-т, линия, тр-р присоединятеся м/у 2-мя соседними выключателями. Самой простой кольцевой сх-ой явл-ся сх-ма Δ-ка(рис.1).

Линия Л присоединена в сх. выключателями В1, В2.Линия Л2 – выкл-ми В2,В3, тр-р – выключ-ми В1, В3. Многократное присоединение эл-в в общую схему увеличивает гибкость и надежность работы. При этом число выключателей в данной схеме не превышает числа присоединений. В сх. Δ-ка на 3-и присоединения – 3-и выключателя, поэтому сх. экономична. В кольцевых сх-х, ревизия люб выкл-ля производится без перерыва работы какого-либо эл-та.

Так при ревизии выкл-ля В1 отключает его разъединители, установленные по обе стороны, при этом обе линии и тр-р остаются в работе, однако сх-а становится менее надежной из-за разрыва кольца. Если в таком режиме произойдет КЗ на линии Л2, то отключатся выкл-ли В2, В3. В следствии чего обе линии и тр-р останутся без напряжения. Полное отключение всех эл-в подст-ии произойдет так же при КЗ на линии и отказе одного выкл-ля. Так напр-р при КЗ на линии Л1 и отказе в работе выкл-ля В1 по вине релейной защиты, при неиспр-ти приводов или самого выкл-ля откл-ся выкл-ли В2, В3.

Вероятность совпадений повреждения на линии с ревизией выкл-ля зависит от длительности ремонта выкл-ля.

Увеличение муж ремонтного периода и надежности работы выключ-ей, а также уменьшение длительн-ти ремонта значительно повышают надежность.

В кольцевых схемах надежность работы выключ-ей выше, чем в др. сх-х, т. к. имеется возможность опробывания любого выкл-ля в период нормальной работы схемы. Опробывание выкл-ля путем его отключения не нарушает работу присоединенных эл-в и не требует переключений в схеме.

Схема четырехугольника(квадрата)(Рис2). Эта схема экономична(4-е выкл-ля на 4-е присоединения), позволяет производить опробование и ревизию любого выключателя без нарушения работы. Схема обладает высокой надежностью. Надежность схемы значительно снижается в режиме разомкнутого кольца, поэтому после отключения релейной защиты линии и тр-ра необходимо отключить разъединитель в данной цепи и включить отключившийся выключатель.

Например, при устойчивом повреждении линии Л1 будут отключены выключатели В1 и В2. Необходимо отключить разъединитель Р1, а затем включить В1 и В2. Разъединители Р1-Р4 могут быть снабжены дистанционным приводом, что позволит автоматизировать схему.

Достоинства всех кольцевых схем явл-ся использование разъединителей только для ремонтных работ. Количество операций разъединителями не велико. Кнедостаткам кольцевых сх-м следует отнести более сложный выбор тр-в тока, выключ-ей и разъед-ей, установленных в кольце, т. к. в зависимости от режима работы сх, ток, протекающий по аппаратам схемы, меняется.

При ревизии В1(рис2), в цепи В2 ток возрастает вдвое. Релейная защита также должна быть выбрана с учетом всех возможных режимов при выводе в ревизию выключ-ей кольца.

Достаточно широкое применение получила схема шестиугольника (рис3).

– Рис3. Выключ-ли В2 и В5 явл-ся наиболее слабыми элем-ми сх-мы, т. к. их повреждение приводит к отключению 2-х линий – Л1 и Л2 или Л3 и Л4.

Если по этим линиям происходит транзит мощности, то необх-мо проверить не произойдет ли при этом нарушение устойчивости //-ой работы энергосис-мы.

Вероятность повреждения В2 и В5, велика, поэтому сх-му рекоменд-ся применять при 2-х цепных сх. Конструктивное исполнение РУ по кольцевым схемам позволяет сравнительно просто переходить от сх Δ-ка, к схеме 4-х угольника, а затем к схеме со сборными шинами. Кольцевые схемы получили распространение на гидростанциях и мощных узловых подстанциях для РУ 220-550 кВ с небольшим числом присоединений (4-6).

33. В устройствах этого типа имеется явновыраженные сборные шины и элем-ты колец в виде ряда цепочек из 2-х, 3-х, 4-х выкл-ей, связывающих сборной шиной. Каждой такой цепочке присоединены 1-а, 2-е или 3-и ветви с источником энергии и нагрузки. Существенный недостаток этих устр-в заключ-ся в их высокой стоимости. В настоящее время устр-ва с 2-мя выкл-ми на каждом присоединении уступили устр-вам 3/2 и 4/3.

I) Схема с двумя системами шин и тремя выключателями на две цепи. В распределительных устройствах 330—500 кВ применяется схе­ма с двумя системами шин и тремя выключателями на две цепи. Как видно из рис. 5-16, на шесть присоединений необходимо девять выключателей, т. е. на каждое присоединение «полтора» выключа­теля (отсюда происходит второе название схемы: «полуторная» или «схема с 3/2 выключателями на цепь»).

Каждое присоединение включено через два выключателя. Для отключения линии Л1 необходимо отключить выключатели B1, В2, для отключения трансформатора Т1 — В2, ВЗ.

В нормальном режиме все выключатели включены, обе системы шин находятся под напряжением. Для ревизии любого выключателя отключают его разъединители, установленные по обе стороны выключателя. Количество операций для вывода в ревизию — минимальное, разъединители служат только для отделения выключателя при ремонте, никаких оперативных переключений ими не производят. Достоинством схемы является то, что при ревизии любого выключателя все присоединения остаются в работе. Другим достоинством полуторной схемы является высокая ее надежность,

так как все цепи остаются в работе даже при повреждении на сбор­ных шинах. Так, например, при к. з. на первой системе шин отклю­чатся выключатели ВЗ, В6, В9, шины останутся без напряжения, но все присоединения сохранятся в работе. При равенстве числа источников питания и линий работа всех цепей сохраняется да­же при отключении обеих систем шин; при этом может лишь на­рушиться параллельная работа на стороне повышенного напря­жения.

Схема позволяет в рабочем режиме без операций разъединителями производить опробование выключателей. Ремонт шин, очистка изоляторов, ревизия шинных разъединителей производится без нарушения работы цепей (отключается соответствующий ряд шинных выключателей), все цепи продолжают работать параллельно через оставшуюся под напряжением систему шин. Количество необходимых операций разъединителями в течение года для вывода в ревизию поочередно всех выключателей, разъеди­нителей и сборных шин значительно меньше, чем в схеме с двумя рабочими и обходной системами шин.

Для увеличения надежности схемы одноименные элементы при­соединяются к разным системам шин: трансформаторы T1, ТЗ и ли­ния Л2 — к первой системе шин: линии Л1, ЛЗ — трансформатор Т2 — ко второй системе шин. При таком сочетании в случае повреж­дения любого элемента или сборных шин при одновременном отказе в действии одного из выключателей и ремонте выключателя другого присоединения отключается не более одной линии и одного источ­ника питания. Так, напр-р, при ремонте В5, к. з. на линии Л1 и отказе в ра­боте выключателя В1 отключаются выключатели В2, В4, В7, в ре­зультате чего кроме поврежденной линии Л1 будет отключен еще один элемент Т2. После отключения указанных выключателей ли­ния Л1 может быть отключена линейным разъединителем и транс­форматор Т2 включен выключателем В4. Одновременное аварийное отключение двух линий или двух трансформаторов в рассмотренной схеме мало вероятно.

В схеме на рис. 5-16 к сборным шинам присоединено три цепочки. Если таких цепочек будет более пяти, то шины рекомендуется сек­ционировать выключателем.

Недостатками рассмотренной схемы являются:

отключение к. з. на линии двумя выключателями, что увеличи­вает общее количество ревизий выключателей;

удорожание конструкции РУ при нечетном числе присоединений, так как одна из цепей должна присоединяться через два выключа­теля;

снижение надежности схемы, если количество

33.

линий не соответ­ствует числу трансформаторов. В данном случае к одной цепочке из трех выключателей присоединяются два одноименных элемента, поэтому возможно аварийное отключение одновременно двух линий; усложнение цепей релейной защиты; увеличение количества выключателей в схеме.

Благодаря высокой надежности и гибкости схема находит ши­рокое применение в РУ 330—500 кВ на мощных электростанциях и узловых подстанциях.

II) Схема с двумя системами шин и с четырьмя выключателями на три цепи. В схеме на рис. 5-17, а на девять присоединений требуется 12 выключателей, т. е. на каждое присоединение 4/3 выключателя. Наилучшие показатели схема имеет, если число линий в 2 раза меньше или больше числа трансформаторов. Схема с 4/3 выключателя на присоединение имеет все достоинства полуторной схемы и, кроме того: схема более экономична (1,33 выключателя на присоединение вместо - 1,5); секционирование сборных шин требуется только при 15 присое­динениях и более; надежность схемы практически не снижается, если в одной из цепочек будут присоединены две линии и один трансформатор вместо двух трансформаторов и одной линии;

конструкция ОРУ по рассмотренной схеме достаточно экономич­на и удобна в обслуживании, если принять компоновку с двухрядным расположением выключателей (рис. 5-17, б) [5-6].

Схема находит применение в РУ 330—500 кВ мощных КЭС.

34. Для соединения эл-их машин, трансф-ов, линий с аппаратами и м/у собой необх-мы проводники cooтвeтствующих сеч-ий, изолированные и неизолированные. Применение получили: 1) неизолированные жесткие проводники прямоуголь-го, круглого и других форм поперечного сечения, которые принято называть шинами. 2) неизолированные многопроволочные гибкие провода тех же марок, что и для ВЛ. Они получили преимущест­венное применение в наружных уст­ройствах; 3) кабели одножильные и много­жильные различной конструкции для напряжений до 500 кВ. Перечисленные виды проводни­ков относятся к первичным цепям. Вторичные цепи измерений, управ­ления и контроля выполняют с по­мощью изолированных проводов и многожильных кабелей с изоляцией до 1000 В. Выбор вида соединения для ка­кого-либо участка электроустановки определяется номинальным напря­жением, рабочим током и местными условиями. Перечисленные в § 1-2 основные требования, предъявляе­мые к аппаратам, относятся также к проводникам и всем видам элект­рических соединений. Шины и шинные конструкции. Сис-мы проводников (шин), установленных на опорных изоля­торах, называются шинными конструкциями. Они получили широкое применение во внутренних и наружных РУ для выполнения сборных шин, ответвле­ний от них, для соединения генера­торов с трансф-рами и т. д. По экономич-м соображе­ниям в последнее время применяют почти исключительно шины из алю­миния и его сплавов с различными механическими характеристиками. Форма и размеры поперечного сече­ния шин должны соответствовать рабочему току, а также току к. з. в соответствующей цепи. При выборе формы по­перечного сеч-ия шины следует учитывать явл-я поверхн-ого эффекта и эффекта близости. Поверхностный эффект. Известно, что при переменном токе распре­деление плотности тока по сечению проводника неравномерно. Ток вы­тесняется к поверхности проводни­ка, вследствие чего его активное сопротивление и соответствующие потери мощности больше, чем при постоянном токе. Отношение потерь мощности в уединенном проводнике при переменном токе к потерям при постоянном токе и той же темпера­туре или отношение соответствую­щих сопротивлений kП=rа/r назы­вают коэффициентом по­верхностного эффекта. Для проводника с заданной фор­мой сечения, например прямоуголь­ной или круглой, коэффициент по­верхностного эффекта является функцией величины , где f – частота тока, Гц. Эффект близости. В результате того, что рядом находящиеся кабели могут создавать друг у друга магнитные поля, они повышают активное сопротивление друг друга по формуле , где - сопр-ие проводника при постоянном токе; - коэф­фициент, учитывающий эффект бли­зости; он зависит от относительных размеров поп-чных сеч-ий про­водников и расстояний м/у ними.

Шинные конструкции с большим рабочим током выполняют из круглых труб большого сечения. Их снабжают алюминиевыми цилинд­рическими экранами, охватывающи­ми проводники каждой фазы. В этих условиях эффект близости про­является незначительно, несмотря на относительно небольшие рас­стояния между фазами. Распространенные формы сечений проводников. При рабочих токах приблизительно до 2000 А ши­рокое применение получили шины прямоугольного сечения с отношением сторон 1/8—1/12. Такие шины обладают следующими достоинствами: коэффициент поверхностного эффекта не превыша­ет 1,1; условия отвода тепла в ок­ружающую среду благоприятны, поскольку отношение поверхности охлаждения к объему здесь больше, чем в шинах любой другой фор­мы; соединение плоских шин между собой и присоединение их к аппара­там просты; момент сопротивления изгибу относительно оси z достаточ-но велик, следовательно, шина спо­собна противостоять действию зна­чительных электродинамических сил при к. з. Ограниченное применение имеют составные проводники из двух по­лос прямоугольного сечения с прос­ветом (рис. 2-5, б). Недостаток та­ких проводников заключается в зна­чительно более высоким коэффи­циенте поверхностного эффекта, сложности монтажа и недостаточ­ной механической прочности, По­следнее объясняется взаимодейст­вием полос в пределах фазы при к. з. Чтобы исключить возможность «слипания» полос, приходится пре­дусматривать дистанционные прок­ладки между полосами с соответствующим их креплением. Пакеты из трех и четырех полос при пере­менном токе безусловно нецелесообразны. Поверхностные эффект проявляется здесь весьма заметно; вследствие чего потери мощности велики, а допускаемый ток для со­ставных проводников непропорцио­нален числу полос.

При рабочих токах свыше А целесообразны шины трубчатого сечения - квадратного в круглого (рис. 2-5, в, г). Для таких проводников коэффициент поверхностного эффекта при правильно выбранных размерах невысок. Они обладают большой механической прочностью. Применение получили также составные проводники корытного сечения (рис.2-5,д), которые по своим свойствам близки к трубам квадратного сечения. Для соедине­ния мощных генераторов с повышающими трансф-ми приме­няют только круглые алюминиевые трубы с толщиной стенки до 15 мм. Диаметр таких труб достигает 600 мм.

Изоляторы. Различают изоляторы следующих типов: опорные, проходные и подвесные. Изоляторы должны от­вечать ряду требований, определя­ющих их электрические и механи­ческие характеристики, в соответ­ствии 34.

с назначением и номинальным напряжением, а также загрязненностью воздуха в районе уста­новки. К электрическим характери­стикам относятся; номинальное на­пряжение, пробивное напряжение, разрядные и выдерживаемые на­пряжения промышленной частоты в сухом состоянии и под дождем, импульсные 50%-ные разрядные напряжения обеих полярностей. К механическим характеристикам относятся: гарантированная мини­мальная (номинальная) разрушаю­щая нагрузка (в ньютонах), прило­женная к головке изолятора в на­правлении, перпендикулярном оси, а также размеры и масса. Опорные изоляторы предназна­чены для изоляции и крепления шин или токоведущих частей аппа­ратов на заземленных металличес­ких или бетонных конструкциях, а также для изоляции и укрепления проводов ВЛ на опо­рах. Их можно разделить на опор­но-стержневые и опорно-штыревые. Опорно-стержневые изо­ляторы имеют сплошной или по­лый фарфоровый стержень с высту­пающими ребрами. Снизу и сверху предусмотрены металлические детали (армировка), для крепления изолятора на основании и крепле­ния проводника на изоляторе. Вы­сота фарфорового стержня опреде­ляется номинальным напряжением. Диаметр стержня и вид армировки определяются номинальной разру­шающей нагрузкой; чем больше по­следняя, тем прочнее должен быть укреплен изолятор на основании.

Изоляторы для внутренней уста­новки до 35 кВ серии ОФ имеют коническое фарфоро­вое тело с одним или двумя неболь­шими ребрами. Их изгот-ют с минимальной разрушающей нагрузкой от 1700 до 58800 Н. Опорно-стержневые изоляторы для наружной установки серии ОНС отличаются от изо­ляторов описанной выше конструк­ции более развитыми ребрами, бла­годаря которым увеличивается раз­рядное напряжение под дождем. Их изготовляют для напряжений 10, 20, 35 и 110 кВ. Минимальная разрушающей нагрузка находится в пределах oт 3000 до 20000 Н. Изо­ляторы для напряжений сбыте 110 кВ представляют собой колонки и сложные опорные конструкции из изоляторов 110 кВ с промежуточными металлическими связями. Опорно-штыревые изо­ляторы серии ОНШ также пред­назначены для наружной установ­ки. Они имеют фарфоровое или стеклянное тело с да­леко выступающими ребрами (крыльями) для защиты от дождя. Длина пути тока утечки по поверх­ности диэлектрика значительно больше соответствующего пути то­ка утечки по изолятору, предназна­ченному для внутренней установки. Изолятор укрепляется на основа­нии с помощью чугунного штыря с фланцем. Для крепления токоведущих частей предусмотрен, чугун­ный колпак с нарезными отверст-ми. Проходные изоляторы предназначены для проведения проводников сквозь заземленные кожухи трансф-ов и аппаратов, стены и перекрытия зданий. Подвесные изоляторы предназ-ны для крепления много проволочных проводов к опорам ВЛ и наружных РУ. Их конструируют так, чтобы они могли противостоять растяж-ю. Различают тарельчатого и стержневого типа. Тарельчатый изолятор имеет фарфоровый или стек­лянный корпус в виде диска с ша­рообразной, головкой. Нижняя по­верхность диска выполнена ребристой для увеличения разрядного напряжения под дождем, а верхняя поверхность диска - гладкой, с не­большим уклоном для стекания дождя. Внутрь фарфоровой (стеклянной) головки введен стальной оцинкованный стержень, укреплен­ный на цементе. Сверху фарфоро­вую головку охватывает колпак из чугуна с гнездом для введения в него стержня другого изолятора или ушка для крепления гирлян­ды к опоре (рис. 2-20). Все соеди­нения выполнены шарнирно. Число изоляторов в гирлянде выбирают в соответствии с номинальным напря­жением. Внутренней и наружной поверх­ностям фарфоровой головки при­дана такая форма, чтобы при тяжении провода фарфор испытывал только сжатие (как известно, проч­ность фарфора и стекла при сжа­тии значительно больше, чем при растяжении). Так обеспечивают высокую механическую прочность тарельчатых изоляторов. Они спо­собны выдерживать тяжения по­рядка 10– 105 Н. Механическую прочность подвесных изоляторов характ-т испытат-ной нагрузкой, кот-ю изоляторы долж­ны выдерживать в течение 1 ч без повреждений. Тарельчатые изоляторы, пред­назначенные для местностей с за­грязненным воздухом, имеют увеличенную длину пути тока утечки и выполнены так, чтобы поверхность их была в наи­большей мере доступна очищающе­му действию дождя и ветра. При одинаковой степени загрязнения и увлажнения разрядные напряжения у изоляторов особой конструкции приблизительно в 1,5 раза выше, чем у изоляторов нормальных типов. Подвесные изоляторы стержне­вого типа предназначены для ВЛ среднего напряже­ния (35220 кВ), их используют также в наружных РУ более высо­кого напряжения при выполнении растяжек для крепления опорных конструкций воздушных выключ-ей и вентильных разрядников. Изоляторы стержневого типа имеют ребристый фарфоровый корпус и два колпака, укрепленных на цементе. Крепле­ние изолятора к опоре и крепление провода выполнены шарнир­ными. В отличие от та­рельчатых изоляторов фарфор стержневых изоляторов подвержен растяжению. В связи с этим механич-ая прочность стержневых изоляторов ниже прочности тарель­чатых. Существенным недостатком стержневых изоляторов явл-ся также возможность их полного раз­рушения электрической дугой или при ударе извне; при этом происхо­дит падение провода. Тарельчатые изоляторы в подобных случаях обычно полностью не разрушаются; они теряют свою электрич-ую прочность, но сохраняют механическую и способны длительно выдерживать тяжение провода.

35. УПРОЩЕННЫЕ СХЕМЫ РУ.

Упрощенные схемы без сборных шин или с короткими перемычками между присоединениями получили применение для РУ с малым числом присоединений..

а). Одиночный мост.

б). Двойной мост.

в). Схема шины-трансформаторы.

На рис. а) приведена схема устройства для 4-х присоединений 2-х линий и 2-х трансформаторов. Здесь предусмотрены выключатели на линиях, вероятность повреждения которых значительно больше, чем вероятность повреждения трансформаторов. Третий выключатель предусмотрен на перемычке. Такую схему замещения называют схемой с мостом. Отключение трансформаторов в случае их повреждения производится двумя выключателями высшего напряжения Q1, Q3 или Q2 Q4 и соответствующим выключателем низшего напряжения. Следовательно, вместе с повреждённым трансформатором отключается и линия. Работа её м. б. быстро восстановлена после отключения разъединителя повреждённого трансформатора и включения выключателя перемычки.

При наличии 3х линий и 2-х трансформаторов (рис. б) необходимо иметь 4 выключателя: 2 на линиях, 2 на перемычках. Такую схему называют схему с двойным мостом. В случае замыкания на средней линии происходит деление устройства на две части. Связь между ними м. б. восстановлена после отключения линейного разъединителя, поврежденной линии и включения выключателя перемычек. На рис. в). показан другой вариант РУ для 3-х линий и 2-х трансформаторов. Здесь предусмотрены 2 системы сборных шин, к которым каждая линия присоединена через 2 выключателя. Трансформаторы присоединены соответственно к одной и к другой системам через разъединители или выключатели нагрузки. После этого следует отключить разъединитель повреждённого трансформатора и вновь включить выключатели.

36. ТРЕБОВАНИЯ К СХЕМАМ МОЩНЫХ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ (ТЭС). СХЕМЫ БЛОКОВ ГЕНЕРАТОР-ТРАНСФОРМАТОР И ГЕНЕРАТОР-ТРАНСФОРМАТОР-ЛИНИЯ.

Мощность генераторов, установленных на тепловых Электростанциях неуклонно возрастает. Освоены в эксплуатации блоки 500, 800 МВт. Осваиваются 1200 МВт. Установленная мощность мощных КЭС достигает несколько млн. кВт. На шинах таких электростанций осуществляется связь между несколькими электростанциями. Происходит переток мощности из одной части энергосистемы в другую.

К схеме электрических соединений ТЭС помимо общих требований предъявляются и др. специфические требования:

1). Главная схема должна выбираться на основании утверждённого проекта развития энергосистемы, т. е. д. б. согласованы напряжения, на которых выдаётся электроэнергия, графики нагрузки на этих напряжениях, схемы сетей, число отходящих линий, допустимые токи короткого замыкания на повышенных напряжениях, требования в отношении устойчивости секционирования сетей, наибольшая дополнительная потеря мощности по резерву в энергосистеме и пропускной способности линии электропередач.

2). На электрических станциях с блоками 300 МВт и более повреждение или отказ любого выключателя, кроме шиносоединительного и секционного не должны приводить к отключению более 1-го энергоблока и 1-й или нескольких линий, если при этом сохранится устойчивость энергосистемы. При совпадении повреждения или отказа 1-го выключателя с ремонтом другого также допускается потеря двух блоков.

3). Повреждение или отказ любого выключателя н должны приводить к нарушению транзита через шины электростанции, т. е. к отключению более 1-й цепи транзита, если он состоит из 2-х параллельных цепей.

4). Энергоблоки, как правило следует присоединять через отдельные трансформаторы и выключатели на стороне повышенного напряжения.

5). Отключение линий электропередачи производиться не более чем 2-мя выключениями, а энергоблоков, трансформаторов собственных нужд (ТСН) не более чем 3-мя выключателями РУ каждого напряжения.

6). Ремонт выключателей напряжением 110 кВ и выше д. б. возможным без отключения присоединения.

7). Схемы РУ высшего напряжения (РУВН) должны предусматривать возможность секционирования сети или деления электростанций на самостоятельно работающие части с целью ограничения токов КЗ.

8). При питании от данного РУ, 2-х пускорезервных ТСН, ПРТСН д. б. исключена возможность потери обоих трансформаторов при повреждении или отказе любого выключателя.

Все перечисленные требования в равной степени относятся к современным АЭС, на которых устанавливаются мощные блоки по 500 и 1000 МВт. Окончательный выбор схемы зависит от её надёжности. Главная схема должна удовлетворять режимным требованиям энергосистемы и обеспечивать минимальные расчётные затраты.

Схемы блоков Генератор-Трансформатор и Генератор-Трансформатор - Линия

Схемы выдачи электроэнергии КЭС и АЭС характерны блочным соединениям генераторов с

Под буквами:

а), д).- блоки с двухобмоточными трансформаторами.

б).- блоки с АТ.

в).- объединённый блок.

г).- блок с генератором 1200 МВт. трансформаторами.

Схемы блоков генератор-трансформатор.

36.

В блоке с двухобмоточными Т выключатели на генераторном напряжении, как правило отсутствуют рис а). Включение и отключение блока в нормальном и аварийном режимах производится выключателем В1 со стороны повышенного напряжения. Такой блок называют моноблоком. Соединение Г с блочным Т и отпайка к ТСН выполняются на современных ПС закрытыми комплектными токопроводами с расцепительными фазами, которые обеспечивают надежность работы, исключая межфазные КЗ в этих соединениях. В этом случае никакой коммутационной аппаратуры между Г и повышенным Т, а также на ответвлении к ТСН не предусматривается. Отсутствие В на ответвлении к СН к необходимости отключения всего блока при повреждении в ТСН. Отключается В1, выключатели со стороны 6 кВ, и АГП генератора. При высокой надёжности работы Т-в и наличии необходимого резерва мощности в энергосистеме данная мощность принята как типовая для блоков мощностью 160 МВт и более.

На рис. б). показана схема блока Г с АТ. Такая схема применяется при наличии 2-х повышенных напряжений на КЭС и АЭС. При повреждении в Г отключается Г. Связь между 2-мя РУ сохраняется. При повреждении шин на напряжении 110-220 кВ, 500-750 кВ отключаются В2 или В1 соответственно, а блок останется работать на шины напряжением 500-750 кВ или 110-220 кВ. Разъединители между выключателями В1, В2, В3 и АТ необходимы для возможности вывода в ремонт выключателей при сохранении в работе блока или АТ. В некоторых случаях с целью упрощения и удешевления конструкции РУ напряжением 330-750 кВ применяется объединение 2-х блоков с отдельными трансформаторами под общий В1 (рис. в).

Рис. в). В2, В3 необходимы для включений Г на параллельную работу и обеспечивают большую надёжность т. к. при повреждении в одном из трансформаторов. Второй Г сохраняется в работе. Наличие генераторных выключателей позволяют осуществить пуск Г без использования пускорезервного ТСН. В этом случае при отключенном В генератора питание на шины СН подаётся через блочный трансформатор БТР и ТСН. После всех операций по пуску Г синхронизируется и включаются В2, В3. Вместо громоздких и дорогих воздушных В на генераторном напряжении могут устанавливаться элегазовые выключатели нагрузки. В этом случае повреждение в любом из блоков приводит к отключению В1. После отделения повреждённого блока исправный блок включается в работу. Применение объединенных блоков допустимо в мощных энергосистемах, имеющих достаточный резерв и пропускную способность межсистемных связей в случае компоновочных затруднений, т. е. ограничивается площадь для сооружения РУ 500-750 кВ, а также в целях экономии выключателей воздушных, кабельных связей между Т и РУ повышенных напряжений. Объединённые блоки находят применение на АЭС, когда на 1 реактор устанавливается 2 ТГ. Генераторы мощностью 1200 МВт, имеющие 2 независимые обмотки статора (шестифазная система) соединяются в блок с повышающими трансформаторами с двумя обмотками НН: одной - соединённой в треугольник, а другой в звезду для компенсации сдвига в 30 гр. Между 2-мя обмотками статора (рис.2.). В ряде случаев применяются блоки с генераторным выключателем рис. д. Отключение и включение Г осуществляется выключателем ВН (выключателем нагрузки), при этом не затрагивается схема на стороне ВН, что особенно важно для кольцевых схем с 2/3 и 4/3 выключателя на цепь. Такие схемы применяются для блоков, которые участвуют в регулировании графика нагрузки энергосистемы, а также в схемах ГТЛ (генератор-трансформатор-линия) без выключателей между трансформатором и линией ВН.

Схемы ГТЛ применяются если число линий равно числу блочных трансформаторов линии ВН присоединяется к ближайшей районной ПС. РУВН на электростанции в этом случае не сооружается. Указанные схемы имеют существенный недостаток - при повреждении линии блок отключается на всё время ремонта линии. Для устранения этого недостатка применяются схемы ГТЛ с уравнительной системой шин.

36.

Рис. Схема блоков ГТЛ с уравнительной системой шин.

На рис. показана схема ГТЛ для 4-х блоков и 4-х линий с уравнительной системой шин, секционированной на 2 части. Ответвления от блоков и уравнительной системы шины выполнены непосредственно за повышающими трансформаторами и снабжены выключателями В2, В4 и т. д. В нормальном режиме все В включены. При КЗ на Л1 отключается В1 блок остаётся в работе В1 иВ2, т. е. выйдет из работы неповреждённая линия при плановом отключении блока; предварительно включается ШР, а затем отключается В1 и В2, при этом линия продолжает получать питание от уравнительной системы шин. Отказ в работе выключателя В1 приводит к потери повреждённого блока, т. к. отключается В2. Отказ в работе В2 при КЗ в блоке приводит к отключению секционного выключателя ВС и В4 другого блока, т. е. отключается неповрежденная линия Л1 и блок Б1. Блок Б2 и Л2 в этом случае окажутся изолирующими от остальной части станции. Для вывода в ревизию В1 выключается ШР, а затем отключается В1 и разъединители с обеих его сторон. Если в этом режиме произойдёт КЗ на линии, то отключатся выключатели В2, В4, ВС, при этом отключится неповреждённый блок Б1, блок Б2 будет продолжать работать, но раздельно. Для вывода в ревизию В2 выключается ШР, а затем отключается В2. Если в этом режиме произойдёт КЗ на линии, то отключатся Б1, блок Б2 (отключатся В1. В4, ВС). Эта схема экономична -9 выключателей на 8 присоединений. Применение её позволяет ограничить ток КЗ на стороне ВН. Недостатком схемы является отключение неповрежденных блоков или линий при отказах выключателей, разрыв транзита через шины, а также достаточно большое количество операций разъединителями для вывода в ревизию самих разъединителей. Слабым местом в схеме ГТЛ является секционный выключатель ВС, повреждение которого приводит к отключению всех блоков от уравнительной системы шин, т. е. раздельной работе блоков блока и нарушению транзита мощности через шины. Схемы ГТЛ могут найти применение на стороне 220-750 кВ электростанций, шины которых не используются для перетоков мощности в энергосистеме.

37. СХЕМЫ ТЕПЛОВЫХ КОНДЕНСАЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ (КЭС).

На современных КЭС устанавливаются блоки 500, 800, 1000, 1200 МВт. Выдача электроэнергии производится на напряжение 220, 330, 500, 750 кВ.

1. На рисунке 1. показана схема с 8 блоками по 300 МВт и установкой блока 1200 МВт. При расширении блоки 1,2,3 выдают э/э в РУ 220 кВ, выполненными по схеме с двумя рабочими и обходной системой шин. В процессе развития электростанции при увеличении числа присоединений к шинам 220 кВ одна сборная шина секционируется. Блок 4 с АТ связывает РУ 220 кВ и 500 КВ. Объединённые блоки 5, 6, 7, 8 выдают э/э в РУ 500 кВ, выполненные по схеме шестиугольника и при развитии и установке блока 1200 МВт по схеме 3/2 выключателя на присоединение.

Рисунок 1. Схема КЭС (8*300+1*1200) МВт.

2. На рисунке 2 показана схема КЭС с 6 блоками по 800 МВт. РУ 330 кВ выполнены по схеме 4/3 выключателя на присоединение РУ 750 кВ выполнены по схеме по схеме шестиугольника с возможностью перехода на схему 3/2 или 4/3 выключателя на присоединение при увеличении числа цепей.

Значительное уменьшение числа выключателей в РУВН м. б. достигнуто при отказе установки АТ связи, что возможно лишь при наличии соответствующих связей в сетях данного района энергосистемы.

ПРТСН2

Рисунок 2. Схема КЭС (6*800) МВТ.

38. Главные схемы ТЭЦ: схемы ТЭЦ со сборными шинами генераторного напряжения. Схемы блочных ТЭЦ.

На ТЭЦ предусматривается сооружение ГРУ (главное РУ на генераторном напряжении), к которому присоединяется линия 6-10 кВ для питания близкорасположенных потребителей. Более удалённые потребители могут получить питание по линиям 35-110 кВ. Применение одиночной или двойной системы шин на генераторном напряжении определяется исключительно схемой распределительных сетей на этом напряжении, т. е. наличием или отсутствием сетевого резерва; применение той или иной схемы на стороне повышенного напряжения определяется числом и характером отходящих линий. В нашей стране распространена схема ТЭЦ с 2-мя системами шин на стороне генераторного и высшего напряжения. На среднем напряжении 35 кВ осуществляется питание удалённых потребителей. Схема такой ТЭЦ представлена на рисунке 1.