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

3) повышает надёжность и бесперебойность работы электростанции, поэтому обеспечивается стабильное электроснабжение потребителей.
Существуют 2 метода синхронизации генераторов:
1) точная синхронизация а) ручная, б) автоматическая,
2) самосинхронизация.
Способ точной синхронизации состоит в том, что генератор сначала разворачивают турбиной до частоты вращения, близкой к синхронной, а затем возбуждают и при определённых условиях включают в сеть.
Метод самосинхронизации заключается в том, что невозбуждённый генератор посредством первого двигателя
(турбины) разгоняется примерно до синхронной скорости со скольжением


2 3 %
s
 
при разности частот
1 2
1,5
f
f
 
Гц и затем включается в сеть. При этом обмотка возбуждения замыкается на разрядный резистор, используемый для гашения поля, либо на специально предусмотренный для этой цели резистор.
Сразу же после включения генератора в сеть в обмотку возбуждения ротора подаётся возбуждение путём включения
АГП, и Г самостоятельно втягивается в синхронизм.
41
Синхронным компенсатором (СК) называется синхронная машина, работающая в двигательном режиме без нагрузки на валу при изменяющемся токе возбуждения
возб
I
. СК в зависимости от
возб
I
может выдавать реактивную мощность в сеть или потреблять её из сети.
Конструктивно СК похож на СГ, однако выполняется на среднюю частоту


750 1000
f


Гц. Ротор явнополюсный, статор подобен статору СГ.
Основные параметры СК: –
,
,
,
,
,
н
н
н стат
н рот
но
о
е
м
н м р ж
P
S U
I
I
f

Охлаждение синхронных компенсаторов
Используется два вида.
1) Для СК серии КС используется косвенное воздушное охлаждение с замкнутой системой вентиляции.
2) Для КСВ косвенное водородное с охладителями газа, вмонтированными в корпус.
Системы возбуждения в синхронных компенсаторах
Сама распространённая – электромашинная система возбуждения. Применяется для СК с воздушным охлаждением, для всех остальных – бесщёточная система возбуждения (БСВ). Гашение магнитного поля возбуждения СК такое же как и у СГ.
Пуск синхронных компенсаторов
Различают следующие виды пуска СК:
1) пуск с помощью разгонного Д;
2) прямой пуск
- асинхронный с применением реакторов (наиболее распространённый),
- частотный.
Схема пуска
42
Трансформатор (Т) представляет собой электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.
Трансформаторы, служащие для преобразования энергии переменного тока в электрических сетях электроэнергетических систем, называются силовыми.
Кроме силовых трансформаторов различают выпрямительные, сварочные, измерительные и др. Трансформаторы бывают: двухобмоточные, трёхобмоточные, многообмоточные; однофазные и трёхфазные.
Основные элементы конструкции трансформатора:
- бак с радиаторами,
- магнитная система (магнитопровод),
- обмотки,
Q
S1
Q
1

- изоляция,
- выводы обмоток (ВН, СН, НН),
- механизм регулирования напряжения,
- защитные и измерительные устройства,
- тележка,
- расширитель,
- термосифонный фильтр,
- охлаждающее устройство,
- устройство контроля изоляции вводов (КИВ) для Т напряжением 330 кВ и выше.
Системы охлаждения силовых трансформаторов
При работе Т происходит нагрев обмоток и магнитопровода за счёт потерь энергии в них. Предельный нагрев частей
Т ограничивается изоляцией, срок службы которой зависит от температуры нагрева. Чем больше мощность трансформатора, тем интенсивнее должна быть система охлаждения.
Охлаждение Т можно разбить на следующие виды: масляное и воздушное (сухие трансформаторы)
Каждый трансформатор имеет условное буквенное обозначение, которое содержит следующие данные в том порядке, как указано ниже:
1 – число фаз ( для однофазных – О, для трёхфазных – Т);
2 – вид охлаждения – в соответствии с пояснениями, приведенными выше;
3 – число обмоток, работающих на различные сети (если оно больше двух), для трёхобмоточного трансформатора Т; для трансформатора с расщепленными обмотками Р (после числа фаз);
4 – буква Н в обозначении при выполнении одной из обмоток с устройством РПН;
5 – буква А на первом месте для обозначения автотрансформатора.
Далее за буквенным обозначением указывается номинальная мощность, кВ·А; класс напряжения обмотки (ВН); климатическое исполнение. Через тире указывается категория размещения.
Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов
Обмотки трансформаторов имеют обычно соединения: звезда –
, звезда с выведенной нейтралью – и треугольник –
43
В электрических сетях 110 кВ и выше широкое применение нашли автотрансформаторы (AT). Объясняется это рядом преимуществ, которые они имеют по сравнению с трансформаторами.
АТ представляет собой многообмоточный Т, у которого две обмотки связаны электрически. Существуют двух- и трёхобмоточные, одно- и трёхфазные АТ. Из однофазных можно собрать группу трёхфазных АТ.
Однофазный двухобмоточный АТ имеет 2 электрически связанные обмотки ОВ и ОС.
Часть обмотки, заключенная между выводами В и С, называется последовательной, а между С и О – общей. Вывод
А – вывод обмотки ВН, A
m
- вывод СН.
Режимы работы АТ
В автотрансформаторах с обмоткой НН возможны различные режимы работы:
[1)передача мощности из обмотки ВН в обмотку СН при отключенной обмотке НН;
2)передача мощности из обмотки НН в СН и ВН; передача из обмоток ВН и НН в обмотку СН и другие режимы.
Во всех случаях необходимо контролировать загрузку общей, последовательной обмоток и вывода СН, для этого устанавливают трансформаторы тока ТА1, ТА2, ТА0 для контроля нагрузки.

К особенностям конструкции автотрансформаторов следует отнести необходимость глухого заземления нейтрали, общей для обмоток ВН и СН. Объясняется это следующим. Если в системе с эффективно заземленной нейтралью включить понижающий автотрансформатор с незаземленной нейтралью, то при замыкании на землю одной фазы в сети
СН
1)на последовательную обмотку этой фазы будет воздействовать полное напряжение U
B
3
вместо (U
B
– U
C
)/
3
;
2)напряжение выводов обмотки СН возрастет примерно до U
B
;
3)резко увеличится напряжение, приложенное к обмоткам неповрежденных фаз.
Аналогичная картина наблюдается в случае присоединения повышающего автотрансформатора с незаземленной нейтралью к системе с эффективно заземленной нейтралью.
Такие перенапряжения недопустимы, поэтому нейтрали всех автотрансформаторов глухо заземляются. В этом случае
КЗ на линии со стороны ВН или СН не вызывают опасных перенапряжений, однако в системах ВН и СН возрастают токи однофазного КЗ.
44
При параллельной работе двух или нескольких трансформаторов выводы их обмоток, относящиеся с одноимённым фазам, соединяют между собой как на первичной, там и на вторичной стороне. Если у Т объединены выводы только на первичной стороне напряжения, то такая работа называется совместной.
Достоинства параллельной работы трансформаторов:
1) повышается надёжность электроснабжения потребителей, так как аварийное отключение одного Т не лишает потребителей электроэнергии;
2) обеспечивается экономичный режим в периоды снижения нагрузок за счёт отключения части Т;
3) уменьшается резервная мощность: < чем при питании от одного мощного трансформатора;
4) при появлении новых потребителей их электроснабжение может быть обеспечено путём установки дополнительных
Т, подключаемых параллельно.
Нормальная параллельная работа трансформаторов характеризуется отсутствием уравнительных токов, при этом нагрузка распределяется пропорционально их мощностям и обратно пропорционально Uk%. Токи нагрузки при этом совпадают по фазе.
Для подключения трансформаторов на параллельную работу требуется выполнение следующих условий:
1) Номинальные линейные первичные и вторичные напряжения равны. К1=К2
Отклонение доп. (

0,5 %)
2) напряжение КЗ должны быть равны

10%
U
к1
%= U
к2
%
3) Одинаковые группы соединений (зв-треуг-11)
4) Мощности Т должны быть одинаковы S1=S2 (3:1)
До включения трансформаторов на параллельную работу производится фазировка – проверка совпадения по фазе вторичных напряжений у двух трансформаторов, присоединённых с первичной стороны к одной и той же сети.
Фазировка производится на стороне НН трансформатора.

3. Структурная схема. При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии (мощности), на которой показываются основные функциональные части электроустановки (распределительные устройства, трансформаторы, генераторы) и связи между ними. Структурные схемы служат для дальнейшей разработки более подробных и полных принципиальных схем, а также для общего ознакомления с работой электроустановки. На чертежах этих схем функциональные части изображаются в виде прямоугольных треугольников или условных графических изображений. Никакой аппаратуры (выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и т.д.) на схеме не показывают.
4. Упрощённая принципиальная схема (без некоторых аппаратов - ТТ, ТН, ОПН).
5. Полная принципиальная схема. На полной принципиальной схеме указывают все аппараты первичной цепи, заземляющие ножи разъединителей и отделителей, указывают также типы применяемых аппаратов. Действительное положение этих аппаратов (включено, отключено) показывается на схеме дежурным персоналом каждой смены.
Требования, предъявляемые к главным схемам электроустановок:
1) надёжность электроснабжения потребителей (обеспечение бесперебойности электроснабжения);
2) приспособленность к проведению ремонтных работ (проведение ремонтных работ без нарушения или ограничения электроснабжения потребителей);
3) оперативная гибкость электрической схемы (определяется её приспособленностью для создания необходимых эксплуатационных режимов и проведения оперативных переключений);
4) экономическая целесообразность (определяется приведёнными затратами, включающими в себя затраты на возведение установки – капиталовложения, её эксплуатацию и возможный ущерб от нарушения электроснабжения).
46
Схема с одной системой сборных шин (одиночная система сборных шин)
Достоинства:
1) простота;
2) наглядность;
3) источники питания и линии присоединяются к сборным шинам, далее и по тексту – СШ, с помощью выключателей и разъединителей;
4) на каждую цепь предусматривается один выключатель, который служит для включения и отключения цепи в нормальных и аварийных режимах,
Q1
QS1
QS2 - откл. ЛЭП


;
5) схема позволяет использовать КРУ, таким образом снижается стоимость монтажа и время сооружения установки;
6) малоаварийность из-за неправильный действий с разъединителями.
Недостатки:
1) для ремонта СШ и шинных разъединителей, необходимо полностью снять напряжение со сборных шин, т.е. отключить источник питания, что приводить к перерыву электроснабжения потребителей;
2) при КЗ в т. К1 отключается выключатель Q4, все остальные присоединения остаются в работе. Однако, при отказе Q4 должны сработать Q5 и Q6 и отключить ИП. Сборные шины останутся без напряжения;
3) КЗ в т К2 также вызовет отключение источников питания.
Данная система сборных шин (РУ) используется на напряжение 6-35 кВ.
Одиночная секционированная система сборных шин
Указанные выше недостатки частично устраняются путем разделения сборных шин на секции, число которых обычно соответствует количеству ИП.

Секционирование может осуществляться с помощью одного выключателя QK или двух выключателей.
Достоинства:
1) простота;
2) наглядность;
3) экономичность;
4) достаточно высокая надёжность.
Недостатки:
1) при повреждении и последующем ремонте одной из секций ответственные потребители, нормально питающиеся от обеих секций, останутся без резерва, а потребители, не резервированные по сети, отключаются на все время ремонта;
2) в этом же режиме ИП, подключенный к ремонтируемой секции, отключается на всё время ремонта. Этот недостаток можно устранить, присоединив ИП одновременно к двум секциям, но это усложняет конструкцию РУ и увеличивает число секций ( по 2 секции на каждый ИП).
Схема применяется:
1. для питания ответственных потребителей;
2. на электрических станциях в качестве РУ СН;
3. в качестве ГРУ с Г до 63 МВт включительно
4. на подстанциях 6, 10, 35 кВ включительно.
На электростанциях секционный выключатель QK в нормальном режиме всегда включен, а на подстанциях выключен.
47
Схема с одной рабочей и одной обходной системами шин
Одним из важных требований, предъявляемых к схемам на стороне ВН, является создание условий для ревизий и опробования выключателей без перерыва работы всей схемы. Этим требованиям отвечает схема с обходной системой шин.
В нормальной режиме обходная си стема шин, (далее по тексту – ОСШ), КВ находится без напряжения. Разъединители QSB, соединяющие линии и трансформаторы с обходной системой шин, отключены.
В схеме предусмотрен обходной выключатель, который может быть присоединён к любой из секций с помощью развилки разъединителей. Секции расположены параллельно друг другу, при этом выключатель QB может заменить любой другой выключатель, для чего необходимо произвести следующие операции в схеме:
1) включить обходной выключатель для проверки исправности ОСШ;
2) если исправна, то отключить QB;
3) включить QSB;

4) включить QB;
5) отключить Q;
6) отключить разъединители QS1, QS2;
7) наложить заземление с обеих сторон выключателя.
Все эти операции производятся без нарушения электроснабжения.
Такая схема рекомендуется для РУ ВН подстанций 110-220 кВ при числе присоединений (линий и трансформаторов) до 6 включительно, когда нарушение параллельной работы линий допустимо и отсутствует перспектива дальнейшего развития сети.
При большом числе присоединений (7-15) рекомендуется схема с отдельными обходными и шиносоединительным QK выключателями.
На электростанциях возможно применение схемы с одной секционированной системой шин, но с отдельными обходными выключателями на каждую секцию.
Достоинства схемы:
1) ревизия выключателя без перерыва работы присоединения;
2) отсутствуют разъединители шинной развилки, что исключает ошибки при переключениях.
Недостатки схемы:
1) необходимость установки обходного и двух секционных выключателей;
2) ревизия основной рабочей СШ невозможна без погашения присоединений;
3) КЗ на РСШ приводит к погашению всех присоединений секций;
Повреждение секционного выключателя приводит к погашению всех присоединений обеих секций (если схема выполнена по старым нормативам).
48
Естественным развитием схемы с одной системой шин является схема с двумя рабочими системами шин.
Наличие шиносоединительного выключателя позволяет осуществлять произвольное разделение присоединений между системами шин при этом создаются различные варианты эксплуатационных схем сети в зависимости от требований системы и работы электростанции.
QK1 и QK2 снижают возможный объём погашений при КЗ на шинах. Шинные разъединители служат для изоляции выключателей от сборных шин при их ремонте, а также для переключения цепей с одной СШ на другую без перерыва в их работе.
Линейные разъединители предусмотрены в присоединениях для безопасного ремонта выключателей.
Достоинства:
1) Возможность быстрого восстановления питания присоединений при КЗ на одной из секций путём переключения их на неповреждённую систему шин;
2) Значительно облегчается ремонт шин и шинных разъединителей;
3) Возможность переключения отдельных присоединений в соответствии с режимом установки с одной системы сборных шин на другую.
Недостатки:
1) При ремонте одной из систем шин нормальная работа на двух системах нарушается. Таким образом, на это время надёжность её снижается.
2) При замыкании в QK3 или QK4 отключают обе СШ.
3) В случае внешнего замыкания и отказе выключателя соответствующего присоединения отключается система шин.
4) Ремонт выключателей и линейных разъединителей связан с отключением на время ремонта соответствующих присоединений;
5) сложность РУ;
6) Частые переключения с помощью разъединителей увеличивают вероятность повреждения в зоне сборных шин по сравнению с устройствами с одной СШ при том же количестве присоединений.
У такой ССШ могут существовать 2 режима работы:
1) Одна СШ – рабочая, 2 –ая резервная. На резервной напряжение нормально отсутствует, а шиносоединительный выключатель ШСВ нормально отключен.
2) обе СШ находятся под напряжением и все присоединения распределены между ними равномерно. Такой режим работы называется работой с фиксированным присоединений цепей. Обычно применяется на шинах повышенного напряжения.