Файл: Направление подготовки 13. 03.docx

Структура системам распределительных устройств и электроснабжения.

Основной задачей создания системы электроснабжения (СЭС) является обеспечение их высокой надежности и экономичности, поддержание высокого качества электроэнергии. СЭС включает большое количество объектов, имеет большую протяженность и рассредоточенность; ее проектированием занято много организаций. СЭС состоит из генерирующих установок, питающих и распределительных сетей, трансформаторных и преобразовательных станций и подстанций, связанных кабельными и воздушными линиями, токопроводами высокого и низкого напряжения.

На рисунке 14 представлена принципиальная электрическая схема ГЭС-1.



Рисунок 6 – Принципиальная электрическая схема ГЭС-1

Безопасность для жизни и здоровья людей при эксплуатации СЭС и надежность работы ЭО обеспечиваются правильным выбором технических решений на всех этапах выработки, распределения и передачи электроэнергии, правильным выбором способов ее канализации, выполнением требований техники безопасности и соответствием условиям окружающей среды. СЭС должна быть удобна и безопасна в обслуживании, должна обеспечивать качество энергии и бесперебойность электроснабжения в номинальном и послеаварийном режимах [5]. В то же время СЭС должна быть экономичной, иметь минимальные потери и обоснованный расход дефицитных материалов и оборудования. Экономичность и надежность СЭС достигается путем создания связей и взаимного резервирования сетей различных регионов, сетей промышленных предприятий (ПП) с СЭС коммунальных и сельских потребителей и т.д.

СЭС условно можно разделить на три блока:

• 
  блок выработки электроэнергии (электростанции),
  
• 
  блок распределения и передачи электроэнергии,
  
• 
  блок потребителей электроэнергии.
  

На электростанциях вырабатываемая энергия разделяется на два потока: электрическая и тепловая энергия. От генераторов электростанций, через повышающие блочные трансформаторы, электроэнергия поступает на станционные открытые распределительные устройства (ОРУ). На рисунке 7 представлена с

---

хема системы электроснабжения.

Второй блок включает линии электропередач (воздушные и кабельные), опоры воздушных линий электропередач (ВЛЭП) и кабельное хозяйство, главные (ГПП) и промежуточные понизительные станции (подстанции), распределительные устройства (РУ), системы грозозащиты и компенсации реактивной мощности [1].

Третий блок объединяет все электроприемники (ЭП), системы управления, защиты, диагностики и приборы измерения физических величин. Также при определении нагрузки конкретного участка, при выборе структуры, мощности и пропускной способности СЭС следует учитывать не только собственных потребителей электроэнергии, но и наличие рядом расположенных потребителей, для которых нужно обеспечить резервирование электроснабжения [4].

Рисунок 7 –Схема системы электроснабжения
Надежность электроснабжения промышленных предприятий, их цехов и отдельных установок в значительной степени зависит от наличия и надежности систем резервного питания и защиты. Обеспечение резервного электропитания сопряжено с материальными затратами и не может быть обеспечено для всех установок и оборудования. Поэтому необходимо точно знать, у каких ЭП технологические процессы не допускают перерыва в электроснабжении, а для каких такие перерывы возможны без существенного ущерба производству. Для этого устанавливают категории надежности электроснабжения для всех ЭП [4].

Электрическое хозяйство ПП представляет совокупность генерирующих, преобразующих, передающих электроустановок, посредством которых осуществляется снабжение предприятия электроэнергией и эффективное использование ее в процессе технологического производства. Электрическое хозяйство включает:

• 
  собственное электроснабжение, например, внутризаводское;
  
• 
  силовое ЭО, электроосвещение и системы автоматизации;
  
• 
  службы эксплуатации и ремонта ЭО;
  
• 
  резервные электротехнические установки, которые прямо не являются частью СЭС, но обеспечивают ее функционирование;
  
• 
  промышленные здания, сооружения и сети, которые эксплуатируются электротехническим персоналом;
  
• 
  людские, вещественные и энергетические ресурсы, информационное обеспечение.
  

---

Таким образом, электрическое хозяйство является частью электроэнергетической системы, принадлежащей предприятию. На рис. 8 представлена упрощенная иерархическая схема СЭС ГЭС-1, которое является потребителем электрической энергии. Через нее обеспечивается электроэнергией по линиям электропередачи, как правило, ВЛЭП, от подстанции энергосистемы или теплоэнергоцентрали (ТЭЦ); от автотрансформаторов (АТ) районных подстанций и т.д.



Рисунок 8 – Уровни СЭС промышленных предприятий

Шестой уровень (6Ур) – уровень присоединения к внешним энергетическим источникам или сетям; пятый уровень (5Ур) – все производство; четвертый уровень (4Ур) – цех; третий уровень (3Ур) – отделение; второй уровень (2Ур) – участок; первый уровень (1Ур) – отдельная единица оборудования (ЭП); ВЭП – высоковольтные ЭП. Условная граница разделения «предприятие — энергосистема» отмечена пунктирной линией [2].трансформат

Схемы электроснабжения собственных нужд гэс

  Технологический процесс получения электроэнергии на ГЭС значительно проще, чем на тепловых и атомных электростанциях, поэтому требует значительно меньшего числа механизмов с. н.

Подсчет нагрузок с. н. ГЭС ведется конкретно для каждого проекта, так как эти нагрузки зависят не только от мощности уста­новленных агрегатов, но и от типа электростанции (приплотинная, деривационная, водосливная и др.).

В отличие от тепловых электростанций на ГЭС отсутствуют круп­ные электродвигатели напряжением 6 кВ, поэтому распределение электроэнергии осуществляется на напряжении 0,4/0,23 кВ. Пита­ние с. н. производится от трансформаторов, присоединенных к:

• 
  токопроводам генератор — трансформатор без выключателя со стороны генераторного напряжения;
  
• 
  шинам генераторного напряжения;
  
• 
  выводам НН автотрансформатора связи;
  
• 
  местной подстанции.
  

Целесообразность установки отдельных трансформаторов, при­соединенных к РУ 220 кВ и более, должна быть обоснована.

---

Потребители с. н. ГЭС делятся на агрегатные (маслонасосы МНУ, насосы откачки воды с крышки турбины, охлаждение глав­ных трансформаторов и др.) и общестанционные(насосы технического водоснабжения, насосы откачки воды из отсасыва­ющих труб, дренажные и пожарные насосы, отопление, освеще­ние, вентиляция, подъемные механизмы и др.).

Часть этих потребителей являются ответственными (техничес­кое водоснабжение, маслоохладители трансформаторов, масло­насосы МНУ, система пожаротушения, механизмы закрытия зат­воров напорных трубопроводов). Нарушение электроснабжения этих потребителей с. н. может привести к повреждению или отключе­нию гидроагрегата, снижению выработки электроэнергии, разру­шению гидротехнических сооружений. Такие потребители долж­ны быть обеспечены надежным питанием от двух независимых источников [5].

На рис. 9 приведен пример схемы питания с. и. мошной ГЭС.



Рисунок 9 - Схема питания с. н. мощной ГЭС с общими питающими трансформаторами

            Агрегатные с. н. питаются от отдельных секций 0,4/0,23 кВ. Часть потребителей общестанционных с. н. может быть значительно уда­лена от здания ГЭС, поэтому возникает необходимость распреде­ления электроэнергии на более высоком напряжении (3,6 или 10 кВ). В этом случае предусматриваются главные трансформаторы с. н. T1, T2 и агрегатные T5—T8. Трансформаторы T9—T12 служат для питания общестанционных нагрузок. Резервное питание сек­ций 6 кВ осуществляется от местной подстанции, оставшейся после строительства ГЭС. Резервирование агрегатных с. н. осуществляет­ся от резервных трансформаторов Т3, Т4. Ответственные потреби­тели с.н., отключение которых может принести к отключению гидроагрегата или снижению его нагрузки, присоединяются к раз­ным секциям с. н.

Мощность трансформаторов агрегатных с. н. выбирается по сум­марной нагрузке с. н. соответствующих агрегатов. Главные трансформаторы(T1, T2) выбираются с учетом взаимного резервиро­вания и с возможностью их аварийной перегрузки.

При большом числе и значительной единичной мощности аг­регатов находит применение схема раздельного питании агрегат­ных и общестанционных потребителей. Агрегатные сборки 0,4 кВ получают питание от индивидуальных трансформаторов, присое­диненных отпайкой к энергоблоку. Резервирование их осуществ­ляется от трансформаторов, присоединенных к РУ с. н. 6—10 кВ, которое получает питание от автотрансформаторов связи между РУ ВН и РУ СН. На рисунке 10 приведена однолинейная схема главных электрических соединений подстанций предприятия.

---

Рисунок 10 - Однолинейная схема главных электрических соединений подстанций
Основной задачей турбогенератора является трансформация механической энергии паровой либо газовой турбины в электрическую. Осуществляется это при большой скорости вращения ротора (от 3000 до 15000 оборотов в минуту).

Турбогенераторы – это довольно непростой тип электрических агрегатов, в котором сочетаются:

• 
  проблемы с мощностью;
  
• 
  электромагнитные характеристики;
  

• 
  размеры;
  
• 
  охлаждение и нагрев;
  
• 
  статическая и динамическая прочность.
  

Исполняются данные устройства горизонтально и имеют возбуждающую обмотку с неявно выраженными полюсами, которая находится на самом роторе. А на статоре располагается трехфазная обмотка.

---