Файл: Количество вырабатываемой энергии 35 миллиардов кВтч. Установленная мощность всех станций 8,3 млн кВт.pdf

1
Количество вырабатываемой энергии: 35 миллиардов кВт∙ч.
Установленная мощность всех станций: 8,3 млн.кВт.
28 ТЭЦ и 28 ГЭС. Всего 56.
17 МВт – Неманская (Гродненская).
40 МВт – Витебская.
23 МВт – Полоцкая.
1,5 МВт – суммарная мощность ветряков.
Планируется 28 МВт СЭС в Брагинском раойне.
Общая суммарная мощность ЛГРЭС – 2459,5 МВт.
Березовская ГРЭС – 1125 МВт.
Планируется ещё по 420 МВт – ГТУ (газо-турбинная установка).
Минская ТЭЦ-4 – 1035 МВт.
Минская ТЭЦ-5 – 770 МВт.
Могилевская ТЭЦ-2 – 335 МВт.
Минская ТЭЦ-3 – 550 МВт.
Минская ТЭЦ-2 – 29 МВт и планируется установка 2х25 (газовые) + 2х7,5 МВт.
1296 подстанций разного класса напряжения.
Установленная мощность трансформаторов 33000 МВА.
ЛЭП: 750 кВ – 750 км, 330 кВ – 3,9 тыс. км.
Перспективы: планируется построить подстанцию 330 кВ на Брест-1, ОРУ 330 кВ на Березовской ГРЭС и соединить их.
2
Особенности КЭС
1) строятся ближе к месторождениям топлива (по возможности)
2) подавляющая часть выработки элетроэнергии отдается в сеть повышенных напряжений (110 ÷ 750 кВ)
3) работают по свободному графику выработки электроэнергии, то есть не ограничены технологическим режимом
4) низкоманеврены, то есть разворот турбин и набор нагрузки из холодного состояния требует времени (3 ÷ 10 часов).
5) имеют низкий КПД – 30 ÷ 40 %
6) единичная мощность агрегатов в основном от 200 МВт до 1200 МВт.
Особенности ТЭЦ
1) строится вблизи потребителей тепла
2) работают на привозном топливе
3) большая часть вырабатываемой электроэнергии выдается потребителям близлежайшего района
4) работает по частично-вынужденному графику выработки электроэнергии (так как график зависит от теплового потребителя)
5) низкоманевренные
6) имеют относительно высокий суммарный КПД – 60 ÷ 70 %
7) единичные мощности агрегатов: турбогенераторы от 30 МВт до 250 МВт.
Особенности ГЭС
1) строятся там, где есть гидроресурсы и условия для строительства, что обычно не совпадает с местом расположения электрических нагрузок
2) большая часть вырабатываемой электрической энергии отдается в сеть повышенного напряжения ( ≥ 110 кВ)
3) работают по свободному графику (при наличии водохранилищ)
4) высокоманевренные (разворот турбин и набор нагрузки составляет 3 ÷ 5 минут)
5) имеют высокий КПД ( ≈ 85%)
6) единичная мощность агрегатов: мощность самого большого – 640 МВт.
Недостаток – большие капиталозатраты.
ГАЭС – гидро-аккумулирующая электростанция. КПД – 70 ÷ 75 %.
Особенности АЭС
1) проектируются и сооружаются с реакторами различного типа (водо-водяные, графито-газовые, на быстрых нейтронах)
2)
КПД – 35 ÷ 38 %
3) сооружаются в любом географическом месте, в том числе и в труднодоступных
4) по своему режиму автономные от ряда внешних факторов
5) требует малого запаса топлива
6) могут работать по свободному графику нагрузки (за исключением АТЭЦ)
7) они чувствительны к переменному режиму
8) не загрязняют атмосферу

3
Структурная схема АЭС
Технологическая схема АЭС зависит от:
1) типа реактора
2) вида теплоносителя
3) замедлителя.
Существует 3 (три) типа схем:
- одноконтурная
-двухконтурная
-трехконтурная
Одноконтурная.
1 – реактор
2 – турбина
3 – конденсатор
4 – питательный насос
По такой схеме работают: РБМК-1000, на ленинградской - 2хK-500-65/3000
Недостаток – сложная биологическая защита.
Могут работать АЭС на 1000 и 1500 МВт.
Двухконтурные.
Применяются во втором (2) типе (ВВЭР).
5 – парогенератор
6 – циркуляционный насос
Обычно такие установки состоят из 1 (одной) турбины на 1000 МВт или 2-х (двух) по 500 МВт.
В активную зону реактора подается вода под давлением (P = 12,25 ÷ 15,75 МПа), которая нагревается до t = 568 ÷ 598
℃.
Трехконтурная.
На АЭС третьего типа (на БН).
В качестве теплоносителя используется жидко-кристаллический натрий.
Параметры пара: t = 500 ℃, P = 13 Мпа.
Мощность такого энергоблока на БН – 600 МВт. Используются 3 (три) турбины К-200.

4
Нейтралями называют общие точки трёхфазных обмоток генераторов или трансформаторов, соединенных в звезду.
В зависимости от режима нейтрали электрические сети разделяют на 4 (четыре) группы:
1) сети с незаземленными (изолированными) нейтралями (6 ÷ 35 кВ)
2) сети с резонансно-заземленными (компенсированными) нейтралями (6 ÷ 35 кВ)
3) сети с эффективно-заземленными нейтралями (110 кВ и выше)
К эффективно заземленным сетям относят сети, в которых нейтрали трансформаторов присоединены к заземляющему устройству непосредственно или через реакторы с небольшими индуктивными сопротивлениями, с таким расчетом, чтобы при однофазном КЗ напряжение неповрежденных фаз относительно земли ≤ 1,4 U
ф
, то есть коэффициент замыкания на землю ≤ 1,4.
4) сети с глухо-заземленными нейтралями (до 1 кВ: 220, 380, 660 В)
1. Сети с изолированной нейтралью
В незаземленных сетях провода трёхфазной системы «соединены» с землей только через емкости и проводимости изоляции, распределенные по всей длине линии.
Емкости и проводимости показаны условно сосредоточенными.
В воздушных сетях емкости фаз неодинаковы, даже при транспонировании проводов, поэтому при нормальном состоянии сети токи в фазах А, В и С также неодинаковы, а потенциалы нейтрали, генераторов и трансформаторов не равны 0.
5
Сети с резонасно-заземленной нейтралью (6 ÷ 35 кВ)
Для компенсации емкостного тока на землю нейтрали генераторов или двух-, трех трансформаторов заземляют через дугогасящие реакторы, индуктивные сопротивления которых соответствуют емкостному сопротивлению сети.
Äóãî ãàñÿù èé
ðåàêòî ð
À
Â
Ñ
ÄÃÐ
Настройка ДГР
Различают следующие режимы настройки:
1) резонансная настройка (
L
c
I
I

)
2) режим недокомпенсации (
L
c
I
I

)
3) режим перекомпенсации (
L
c
I
I

)
По условию максимального ограничения тока в месте замыкания на землю и создания благоприятных условий для самопогасания дуги желательна резонансная настройка.
При такой настройке ДГР и наличии емкостной асимметрии в нормальном режиме или при обрыве провода возможно возникновение резонансных перенапряжений.
Резонансное перенапряжение будет тем больше, чем больше будет коэффициент несимметрии и меньше коэффициент успокоения сети d.
Из этих режимов опасен и недопустим режим недокомпенсации (2), так как в этом случае обрыв фазы может привести к резонансной настройке и возникновению опасных перенапряжений на изоляции.
Если невозможна резонансная настройка (1), то допускается режим перекомпенсации (3), но ни в коем случае не режим недокомпенсации (2).

Конструкции дугогасящих реакторов
Они близки по конструкции с масляными трансформаторами, то есть в бак, заполненный трансформаторным маслом помещается магнитная система с обмоткой.
Конструкции ДГР различаются выполнением магнитной системы. Известны следующие конструкции магнитопровода:
1) с распределенным воздушным зазором;
2) плунжерного типа;
3) с подмагничиванием.
1. ДГР с распределенным воздушным зазором
2. ДГР с магнитопроводом плунжерного типа
1 – магнитная система
2 – перемещающиеся стержни
3 – воздушный зазор
4 – обмотка
3. ДГР с подмагничиванием (обычно постоянным током)
Выполняется в 3 (трех) вариантах: а) с продольным подмагничиванием; б) с поперечным подмагничиванием; в) со смешанным подмагничиванием.
При подмагничивании изменяется магнитное сопротивление реактора. В следствие чего изменяется его индуктивное сопротивление.
1 – магнитопровод

2 – основная обмотка
3 – обмотка управления (подмагничивания)
4 – подмагничиваемые участки стержней
5 – воздушные зазоры
6 – ярма
Выбор ДГР
Выбор ДГР выполняют в следующем порядке:
1) определяют максимальный емкостный ток замыкания на землю без учета емкостной асимметрии по выражению:
с
U l
I
a


U – линейное напряжение
a
- коэффициент, зависящий от вида ЛЭП
l
- длина всей сети
2) определяют суммарную мощность реакторов из условия полной компенсации емкостного тока замыкания на землю
(резонансная настройка)
c
ф
Q
n I U
  
n
- коэффициент развития сети (
1, 25
n

).
3) определяют число реаторов
Если емкостный ток превышает 50 А, то исходя из надежности компенсации рекомендуется применять 2 (два) реактора.
4) выбирают место включения реакторов
Реакторы рекомендуется устанавливать на узловых подстанциях сети. В этом случае вероятность сохранения в работе реактора при аварийных отключениях сети максимальна.
Если реакторы устанавливать в сетях генераторного напряжения, то как правило их устанавливают на самих станциях.
5) выбирают трансформаторы для подключения реакторов
Для подключения ДГР на станциях используют нейтрали генераторов или нейтрали обмоток генераторного напряжения трансформаторов собственных нужд.
6
Поскольку незаземленные сети небольшой протяженности, а также компенсированные сети могут некоторое время работать с замыканием фазы на землю (до 2 (двух) часов ПУЭ разрешает), то релейную защиту от повреждений этого вида выполняется с действием на сигнал (и лишь в редких случаях, по требованию безопасности – на отключение).
Сигнализация замыканий на землю может быть:
- неселективной;
- селективной.
Неселективная сигнализация извещает обслуживающий персонал о возникновении замыкания на землю без указания присоединения, на котором произошло нарушение изоляции.
Селективная наоборот – указывает на каком именно присоединении возникло замыкание.
Для неселективной сигнализации используют измерительные трансформаторы напряжения (ИТН).
Могут использоваться 3 (три) однофазных трехобмоточных трансформатора или 1 (один) трехфазный с пятистержневой магнитной системой со схемой соединения (звезда с нулем/ звезда с нулем/ разомкнутый треугольник).
Заземлением нулевой точки звезды первичных обмоток трансформаторов обеспечивают измерение фазного напряжения.
V
V
V
í à ñèãí àë
U
C
=100B
U
B
=100B
U
A
=0B
Ï ðè ì åòàëëè÷åñêî ì
çàì û êàí èè í à çåì ëþ
33
Â
33
Â
33
Â
ÐU
100
v 3 100
v 3
 í î ðì àëüí î ì ðåæèì å:
67
Â-ô àçí î å
100
Â-ëèí åéí î å
100
v 3
Селективный контроль изоляции основан на измерении суммарных емкостных фазных токов (токов нулевой последовательности) линий и других присоединений. Для этого на каждом присоединении устанавливают трансформаторы тока нулевой последовательности (ТНП).
7
Недостатки:
1.
Ток КЗ (однофазного) превышает ток нормального режима в десятки раз.

Поэтому этот ток оказывает значительное тепловое и электродинамическое действие на элементы электрической системы
(токоведущие части, электрические аппараты и другие)
Тепловое действие – значительный нагрев токоведущих частей и изоляции. Электродинамическое воздействие – возникновение больших электродинамических усилий (ЭДУ) от токов КЗ, которые могут нарушить механическую прочность проводников и аппаратов системы. Поэтому режим КЗ в таких сетях должен быть немедленно отключен средствами релейной защиты (РЗ).
ÇÓ
Q
Q
Q
2.
Ток однофазного КЗ зачастую может превышать ток трехфазного КЗ.
В этом случае некоторые релейные защиты могут ошибочно срабатывать на однофазные КЗ.
Ограничение (уменьшение) тока однофазного КЗ осуществляется:
1) разземление нейтралей трансформаторов;
2) включение дополнительных сопротивлений в нейтрали трансформаторов;
(1) и (2) осуществляются по решению диспетчера энергосистемы.
3) наличие заземляющих устройств.
Так как они являются сложными инженерными конструкциями и для их сооружения и эксплуатации требуются большие затраты.
Достоинства:
1) отсутствие значительных повышений напряжения
Это особенно важно для сетей 110 кВ и выше, так как для таких сетей критерий стоимости изоляции является основным при выборе изоляции и также является решающим фактором при выборе режима работы нейтрали.
8
Различают 1) рабочее заземление, 2) грозозащитное заземление и 3) защитное заземление.
Первый тип – заземление нейтралей генераторов и трансформаторов, ко второму типу относится заземление стержневых молниеотводов, защитных тросов ЛЭП, вентильных разрядников и ОПН-ов, третий тип предназначен для заземления металлических нетоковедущих частей оборудования, электрических аппаратов, конструкций РУ, строительных сооружения и так далее. Все разновидности заземлений объединяются в общие заземляющие устройства.
ЗУ состоит из заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель представляет собой проводник или группу проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Выполняются стальными трубами, прутками или уголками длиной 3 ÷ 5 м и более. Они забиваются по периметру электроустановки и соединяются между собой стальной полосой (4х40 мм) на глубине 0,5 ÷ 1 м.
Если электроустановка занимает большую площадь, то для выравнивания потенциала напряжения используется заземляющая сетка из стальных полос (шаг ячейки 6 ÷ 8 м). При такой конструкции заземлителя обеспечивается ограничение потенциала и градиента напряжения в зоне протекания тока. Таким образом обеспечивается безопасность людей, обслуживающих электроустановку и находящихся вблизи
9
Четырехпроводная трехфазная цепь широко применяется для электроснабжения промышленных предприятий, фабрик, заводов, жилых домов.
Провода, соединяющие фазы генератора и приемника, называются линейными (провода А-А, В-В, С-С). Точка О – нулевая (нейтральная) точка генератора, соответственно точка, О' – нулевая (нейтральная) точка приемника, потребителя.
Провод, соединяющий точки О – О', называется нулевым, или нейтральным.
Напряжение между началом и концом фазы называется фазным напряжением (U
А
, U
B
, U
С
). Ток, протекающий по фазе, называется фазным током (I
А
, I
В
, I
С
). Напряжение между двумя любыми линейными проводами называется линейным напряжением (U
AB
, U
BC
, U
CA
).
Если три фазы потребителя имеют одинаковые сопротивления zA = zB = zС, то в этом случае наступает симметричный режим работы цепи, который является основным рабочим режимом. В качестве примера симметричной нагрузки можно назвать трехфазные трансформаторы, трехфазные асинхронные двигатели. Если три фазы потребителя имеют разные сопротивления zA ≠ zB ≠ zC , то токи также будут неравны IA ≠ IB ≠ IC . Ток в нулевом проводе определяется по векторной диаграмме (рис. 3.6) или аналитическим путем. Напряжение между нейтралями генератора и приемника U00 ≠
0. Нейтральный провод служит для поддержания постоянного напряжения на фазах приемника, поэтому в нейтральном проводе запрещается установка предохранителей и выключателей.
10
В качестве материала используется алюминий и его сплавы, и медь.
Неизолированные, жёсткие проводники.

В основном используются в установках 6-10 кВ, реже 35-110 кВ.
1. Самая простейшая форма токоведущих шин – прямоугольная с соотношением
1 1
8 12
b
h
 
Ø èí û ï ðÿì î óãî ëüí î ãî
ñå÷åí èÿ
b h
b h
Ì àêñèì àëüí û é ðàçì åð 120*10 ì ì ?
í à äî ï óñòèì û é òî ê 2070 À
Ï ðè áî ëüø èõ òî êàõ (äî 3200 À):
Òðåõï î ëþ ñí û å- äî 4100 À
При больших рабочих токах могут допускаться составные проводники.
2. На токи
3000А

находят широкое применение конструкции из двух швеллеров.
Ø âåëëåð:
ï ðèâàðí û å
í àêëàäêè
3. Сечение шины в виде трубчатой формы. (
2000А

)
250
d
мм

12
b
мм

Так выполняются сборные шины и ответвления.
Шины окрашиваются эмалевыми красками в разные цвета:
А – жёлтый (ж); B – зелёный (з); С – красный (к).
С точки зрения охлаждения предпочтительна вертикальная установка, с точки зрения жёсткости – горизонтальная.
У окрашенного металла увеличивается степень теплоотдачи.
Нейтраль при незаземленной – в белый цвет, при заземлённой – в чёрный.
Крепятся специальными устройствами.
Нагрузочная способность увеличивается на
25 28 %

у алюминиевых,
15 17 %

- у медных.
От 35 кВ и выше – гибкие конструкции, которые выполняются из гибких сталеалюминиевых проводов, например АС,
АСО, АСУ.
Î ÐÓ 35 ê è âû ø å
(
ãèáêèå òî êî âåäóù èå ÷àñòè)
Al
Fe
ï î ëû é âí óòðè:
На РУ 500 кВ и выше – полые алюминиевые провода или пучки проводов из проволок фасонного сечения. 45 и 59 мм.
Они обозначаются ПА-500 (I
доп
=1340А), ПА–640 (I
доп
=1680А).
На РУ 35 кВ и выше кроме гибких проводов могут применяться и жёсткие проводники трубчатой формы сечения.
11
Соединения между генераторами и трансформаторами в зависимости от мощности генераторов, расстояний, атмосферных и других условий могут выполняться в виде:
1) Подземных кабелей
2) Подвесных гибких токопроводов
3) Шинных мостов (открытых или закрытых)
1. Кабельные соединения выполняются при помощи пучка трёхжильных бронированных кабелей. Прокладываются в специальных туннелях на полках, между которыми предусматриваются огнестойкие перегородки.
Отвод тепла из туннелей производится путём естественной циркуляции воздуха через шахты или принудительной циркуляцией – при помощи вентиляторов.

Выбор суммарного сечения кабелей производится по экономической плотности тока и длительно допустимому току.
Наибольшее сечение жил кабелей, которые исполняются до 240 мм
2
– для удобства монтажа.
Минимальное сечение определяется термической стойкостью кабелей при КЗ.
Такой способ соединения применяют для генераторов мощностью
12 МВт

2. Подвесные гибкие токопроводы выполняются из медных, сталеалюминиевых и алюминиевых проводов, которые размещаются в одной плоскости и собираются вокруг круглых обойм в цилиндрический пучёк.
Провода марки АСУ-240, АСУ-230 – несущие проводники. А-185 – токоведущие провода.
Расстояние между фазами
3 4

метра. Такие конструкции применяются для генераторов мощностью до
100 150 МВт

и расстояниях от машзала до трансформатора превышающих
30 35м

При меньших расстояниях применяются открытые жёсткие токопроводы (шинные мосты) при
15 20м

и токах нагрузки до 5000А.

  1   2   3   4   5   6   7