1.1 Электрическая схема тэц, главное распределительное устройство, первичное и вторичное оборудование.
Электрические аппараты есть в любой электроустановке: ТЭЦ, ГЭС, КЭС, подстанции. Места их установки и назначение удобно рассмотреть на примере ТЭЦ.
На рисунке 1.1 приведена принципиальная схема электрических соединений ТЭЦ. Схема электрических соединений — это графическое изображение оборудования электрической установки в условных обозначениях в той последовательности, в какой находятся в реальности. Схемы составляются в однолинейном и трехлинейном исполнении. Если фазы симметричны, то достаточно изобразить схему одной фазы, имея ввиду, что две другие — такие же.
Рис. 1.1. Принципиальная схема электрических соединений ТЭЦ.
Все оборудование электроустановки можно разделить на 2 группы:
— оборудование, которое участвует в производстве, преобразовании, передаче и потреблении электроэнергии, относится к первичному, силовому или основному оборудованию;
— оборудование, предназначенное для контроля, управления первичным называется вторичным.
Электроэнергию (активную и реактивную), на электрических станциях производят генераторы G1 иG2 (рис.1.1), на подстанциях — синхронные компенсаторы (реактивную энергию). Любая электростанция и подстанция связана с системой. Связь осуществляется на напряжении выше генераторного, что ведет к использованию трансформаторов связи с системой Т1 и Т2 (рис.1.1). На электростанциях и подстанциях имеются собственные нужды (СН): двигатели механизмов СН, освещение и т.д. Если генераторное напряжение отличается от напряжения СН (3 и 6 кВ), то необходима установка трансформаторов СН первой ступени Т3 и Т4 (рис.1.1). Эти трансформаторы преобразовываютUген вUсн. Если жеUген совпадает сUсн, то вместо Т3 и Т4 ставится токоограничивающий реакторLR. Трансформаторы Т5 и Т6 (рис.1.1) являются трансформаторами СН второй ступени. ЗдесьUсн первой ступени снижается доUл = 380В иUф = 220В.Для питания местной нагрузки (МН) к сборным шинам подсоединяется большое количество кабельных линий (КБ).
В каждой электроустановке есть распределительные устройства (РУ). РУ — это совокупность электрических аппаратов и токоведущих частей соединенных по определенной электрической схеме и предназначенных для приема и распределения электрической энергии на одном и том же напряжении. Рассмотрим более подробно главное распределительное устройство.
Рис. 1.2. Схема главного распределительного устройства (ГРУ).
Для увеличения надежности работы электростанций и подстанций шины ГРУ делятся на части, которые называются секции. Число секций равно числу генераторов, присоединенных к ГРУ. Разделение на секции осуществляется с помощью секционных выключателей. На п/cна стороне низшего напряжения (НН) секционный выключатель в нормальном режиме отключен, что ведет к снижению токов короткого замыкания (Iк). На э/с, где необходимо обеспечить параллельную, синхронную работу генераторов, секционный выключатель нормально включен. Секции симметричны, поэтому достаточно остановиться подробнее на одной секции ГРУ.
Схема электрических соединений ТЭЦ средней мощности
1. Синхронные генераторы (турбогенераторы G1, G2) предназначены для выработки электроэнергии. Устанавливаются на одном валу с паровой или газовой турбиной и возбудителем.
2. Трансформаторы силовые (ТЗ, Т4 — главные повышающие силовые трансформаторы, T1, Т2 — силовые трансформаторы собственных нужд), автотрансформаторы, измерительные трансформаторы тока (ТА1, ТА2 и т. д.) и напряжения (TV1-TV4). Предназначены для преобразования электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения той же частоты.
Силовые трансформаторы преобразуют напряжение для экономичной передачи электроэнергии на дальние расстояния и для целей использования ее потребителями. Измерительные трансформаторы преобразуют ее для подключения измерительных приборов и устройств релейной защиты и автоматики и для отделения измерительных цепей от высокого напряжения и больших токов.
3. Выключатели (Q1-Q16) предназначены для выключения токов нормального режима и токов короткого замыкания. Отличаются наличием дугогасительных устройства.
4. Разъединители (QS1, QS2 и т.д.) не имеют дугогасительных устройств. Предназначены для снятия напряжения и создания видимого разрыва при производстве работ.
Электрическая схема ТЭЦ с одинарной секционированной системой шин с реактированием: G1 и G2 — синхронные генераторы, Tl, Т2 — трансформаторы собственных нужд, Т3 и Т4 — главные трансформаторы, KL1-KL4 — отходящие кабельные линии 6 или 10 кВ, L1-L4 — отходящие воздушные линии электропередачи 35, 110 или 220 кВ, TV1, TV2 — измерительные трансформаторы напряжения, Q5-Q10 — выключатели кабельных линий KL1-KL4 и трансформаторов ТЗ, Т4
5. Отходящие воздушные линии электропередачи (L1, L2) напряжением 220 кВ и выше предназначены для питания удаленных потребителей, расположенных на расстоянии 100 км и более, кабельные линии 10 кВ (KL1-KL4) предназначены для питания собственных нужд электростанции и потребителей, удаленных на расстояние до 10 км от станции.
6. Короткозамыкатели с отделителями . Предназначены для дистанционного отключения высоковольтных потребителей электроэнергии (трансформаторов, подстанций) путем создания искусственных коротких замыканий. Заменяют дорогие высоковольтные выключатели с целью удешевления оборудования подстанций.
7. Шины или сборные шины собирают электрическую энергию от генераторов и направляют к потребителям. РУГНЮ — распределительное устройство генераторного напряжения 10 кВ. Сборные шины генераторного напряжения 10 кВ состоят из двух секций. Они разделяются между собой секционным выключателем Q11 и разъединителями.
От шин РУГН10 питаются трансформаторы собственных нужд Т1 и Т2, через которые питание подается на распределительное устройство собственных нужд, и трансформаторы ТЗ, Т4, через которые напряжение подается на сборные шины распределительного устройства 220 кВ (РУ220).
От сборных шин РУГН10 отходят кабельные линии KL1-KL4 для питания потребителей, расположенных на расстоянии до 10 км от станции. От шин РУ220 отходят воздушные линии электропередач L1-L2 для питания более удаленных потребителей, расположенных на расстоянии до 100 — 200 км. Секции сборных шин ВВ220 соединены между собой секционным выключателем Q14 и секционными разъединителями. Линии соединяются с секциями сборных шин через линейные выключатели Q15 и Q16 и разъединители.
8. Реакторы (LR1-LR7) устанавливаются чаще всего на линиях генераторного напряжения. Они служат для ограничения величины токов короткого замыкания. Реактор представляет собой катушку индуктивности, как правило, без стального сердечника.
9. Разрядники (D1, D2) предназначены для защиты трансформаторов и другого оборудования электростанций и подстанций от перенапряжений, особенно от атмосферных перенапряжений.
10. Изоляторы фарфоровые или стеклянные вместе со специальной арматурой предназначены для крепления и изоляции шин, проводов, токопроводов, трансформаторов, выполнения вводов.
11. Устройства релейной защиты и автоматики .
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Электрическая часть электростанций — Особенности главных схем теплоэлектроцентралей
ТЭЦ обычно располагают в центре тепловой нагрузки, которой сопутствует большое потребление электрической энергии. Поэтому, чтобы избежать двойной трансформации, выгодно всю электрическую энергию, вырабатываемую ТЭЦ, или значительную ее часть передавать местным потребителям на генераторном напряжении.
Таким образом, первой особенностью главной схемы ТЭЦ является наличие во многих случаях сборных шин генераторного напряжения, к которым присоединяются генераторы ТЭЦ и кабельные линии 6—10 кВ, питающие местный район электрической нагрузки.
Вторая особенность заключается в неравенстве мощности генераторов и трансформаторов связи станции с системой. С одной стороны, мощность трансформаторов должна быть достаточной для передачи в систему избыточной мощности ТЭЦ при максимальном тепловом потреблении и минимальной электрической нагрузке района; с другой стороны, должно быть обеспечено питание района от системы при максимальной электрической нагрузке и минимальном тепловом потреблении. Рекомендуется для этого режима учитывать выход из работы наиболее мощного генератора ТЭЦ (авария, ремонт).
Ввиду частого реверса мощности и различных требований к регулированию напряжения на шинах системы и генераторных шинах трансформаторы ТЭЦ должны во всех случаях иметь устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).
При необходимости питания нагрузки не только на генераторном, но и на промежуточном напряжении (35 кВ при связи с системой на 110 кВ или 110 кВ при напряжении системы 220 кВ) выгодней устанавливать трехобмоточные трансформаторы при мощности, отдаваемой на одном из напряжений, не меньшей 15 % мощности на другом напряжении. Если эта мощность менее 15 %, устанавливаются два двухобмоточных трансформатора с присоединением их к генераторным шинам через один выключатель. При этом экономится ячейка выключателя генераторного напряжения, а на среднем напряжении (35 или 110 кВ) может быть установлено более легкое и дешевое оборудование, чем это потребовалось бы при трехобмоточном трансформаторе, мощность любой из обмоток которого составляет на менее 67 % номинальной мощности трансформатора.
Рис. 2-12. Схема ТЭЦ с двумя системами шин
Следующей отличительной чертой главных схем ТЭЦ является секционирование и реактирование сборных шин генераторного напряжения, а также установка реакторов в отходящих фидерах для ограничения токов короткого замыкания на шинах станции и в сети потребителя. Число секций обычно равно числу генераторов, причем в схеме с двумя системами шин резервная система шин не секционируется, а связь ее с секциями рабочей системы осуществляется или через реакторы или через междушинные выключатели (рис. 2-12). В схеме с одной системой шин, которая является типовой и рекомендуется как предпочтительная, реакторы могут быть шунтированы и секции окажутся соединенными только через секционные выключатели (рис. 2-13). Шунтирование реакторов уменьшает потери в схеме и возможно в периоды, когда по условиям нагрузки работает только часть генераторов станции.
Индуктивное сопротивление секционных реакторов обычно выбирается таким, чтобы на него приходилось 10—12 % номинального напряжения, а их номинальный ток составлял 70 % номинального тока генератора, подключенного к секции. При этом обеспечивается поддержание остаточного напряжения на неповрежденных секциях в пределах 75—80 % номинального при коротких замыканиях на соседней с реактором секции. При мощности генераторов 60—100 МВт ударный ток на сборных шинах составляет 230—300 кА и динамическая стойкость шин должна соответствовать этому току.
Рис. 2-13. Типовая схема ТЭЦ (штриховыми линиями показано кольцевание схемы)
Фидерные реакторы выбираются из расчета ограничения тока короткого замыкания в сети значением 20 кА. Этому условию удовлетворяют реакторы 6 кВ с реактивным сопротивлением
5 % на каждые 100 А номинального тока и реакторы 10 кВ с сопротивлением 0,4 % на каждые 100 А.
Для экономии места и уменьшения стоимости РУ, а также для улучшения регулирования напряжения в фидерах устанавливают групповые сдвоенные реакторы (рис. 2-13).
Надежность и маневренность схемы генераторного напряжения ТЭЦ повышается при замыкании ее в кольцо (рис. 2-13), однако в ней не предусматривается вывода выключателей в ремонт без перерыва питания потребителей. Такая возможность появляется только при наличии резервного питания потребителей по сети.
В современных условиях появился ряд новых обстоятельств, которые существенно влияют на выбор глазных схем ТЭЦ, приближая их к главным схемам конденсационных станций. Это, во-первых, значительное удаление ТЭЦ от центров потребления теплоты и электроэнергии, что вызвано ужесточением норм по охране окружающей среды, исчерпанием площадок для размещения ТЭЦ вблизи нагрузки и переходом на этих станциях с газа и мазута на уголь.
Во-вторых, это укрупнение отдельных агрегатов и увеличение единичной мощности ТЭЦ. При этом повышение номинальных напряжений укрупненных генераторов (15,75; 18 и 20 кВ) и более экономичные схемы электроснабжения близлежащих потребителей электроэнергии через подстанции глубокого ввода на напряжение 110 кВ все чаще приводят к отказу от сооружения на ТЭЦ распределительных устройств генераторного напряжения. Их сооружают лишь в некоторых особых случаях, когда необходимо резервировать питание особо ответственных потребителей при системных авариях от генераторов ТЭЦ. Кроме того, увеличение единичной мощности ТЭЦ часто требует выдачи их мощности на более высоком напряжении и применения двух ступеней повышенного напряжения.
Наконец, в-третьих, разуплотнение графиков нагрузки объединенных энергосистем, наблюдающееся в последнее время, требует повышения маневренности оборудования электростанций, и в том числе привлечения к покрытию переменной части графика также оборудования ТЭЦ, в особенности в неотопительные периоды года.
Все эти обстоятельства приводят к следующим положениям, которые должны учитываться при выборе главной схемы ТЭЦ в современных условиях:
Удаление отопительных ТЭЦ от потребителей электрической энергии уменьшает возможности использования генераторного напряжения для питания внешних потребителей. На промышленных ТЭЦ, приближенных к потребителям по условиям пароснабжения, сохраняется возможность использования генераторного напряжения для питания электрической нагрузки в большом диапазоне, главным образом по токопроводам.
Применение на ТЭЦ генераторов повышенного напряжения не исключает возможности питания от них ближайших потребителей на напряжении 10 кВ через трансформаторы 20 (15,75)/10 кВ» подключаемые к основным блокам. Возможно сочетание такой схемы о подстанциями глубокого ввода, связанными с ТЭЦ и узловыми подстанциями энергосистемы.
При значительных мощностях ТЭЦ и расположении их в центре электрических нагрузок в большинстве случаев лучше иметь на ТЭЦ сборные шины. При отсутствии в сетях встречных потоков энергии, а также для снижения токов короткого замыкания в некоторых случаях следует предпочесть блочные схемы «генератор—трансформатор—линия» с выходом на ближайшие узловые подстанции.
При мощностях ТЭЦ, превышающих 500—600 МВт, требуются, как правило, два повышенных напряжения (обычно 110 и 220 кВ), в некоторых случаях с автотрансформаторной связью между ними.
Использование оборудования ТЭЦ в переменной части графика нагрузки энергосистемы и режимы работы турбин различных типов в неотопительные периоды влияют на основные решения главной схемы ТЭЦ, такие как распределение агрегатов, коммутируемых на шины различного напряжения, мощность трансформаторов связи и т. п. При этом сохраняется возможность питания потребителей генераторным напряжением.
Использование реактивной мощности ТЭЦ для энергосистемы, а также подключение внешних потребителей к ответвлениям блоков генератор—трансформатор могут вызвать необходимость независимого регулирования напряжения блока и применения на его трансформаторе устройств РПН.
Главная электрическая схема ТЭЦ-420
Объектом разработки является электрическая часть ТЭЦ-420. В процессе проектирования было разработана главная схема ТЭЦ, выбрано основное оборудования, рассчитано ТКЗ.
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СХЕМ ВЫДАЧИ ЭНЕРГИИ 6
1.1 Разработка структурных схем 6
1.2. Выбор основного оборудования 9
1.3. Выбор трансформаторов собственных нужд 11
2 ВЫБОР И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВЫДАЧИ ЭНЕРГИИ. РАЗРАБОТКА ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 13
2.1 Определение числа присоединений в РУ и выбор схем РУ 13
2.2 Технико-экономическое сравнение вариантов 16
3 РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ДЛЯ ВЫБОРА АППАРАТОВ И ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ 21
4 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ 31
4.1 Выбор выключателей и разъединителей 31
4.2 Выбор ограничителей перенапряжений 36
5 ВЫБОР ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ 37
5.1 Выбор токоведущих частей в цепи ОРУ 110 кВ 37
5.1.1 Выбор сборных шин ОРУ 110 кВ 37
5.1.2 Выбор токоведущих частей от сборных шин ОРУ 110 кВ до трансформаторов 38
5.1.3 Выбор сборных шин ОРУ 330 кВ 40
5.1.4 Выбор токоведущих частей от сборных шин ОРУ 330 кВ до трансформаторов 41
5.2 Выбор токоведущих частей в цепях генераторов Г1, Г2, Г3, Г4 41
5.3 Выбор токоведущих частей от ТСН, РТСН до РУ СН 42
5.4 Выбор сборных шин КРУ за реакторами 43
5.5 Выбор кабеля отходящих линий 44
6 ВЫБОР ТИПОВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ 46
6.1 Защиты блока генератор-трансформатор: 46
6.2 Защита двухобмоточных трансформаторов 48
6.2 Защита шин 48
6.3 Защита ЛЭП 49
7 ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ 51
7.1 Выбор измерительных приборов 51
7.2 Выбор трансформаторов тока 53
7.2.1 Параметры и пример выбора ТТ в цепи G1, G2, G3, G4 53
7.2.2 Выбор ТТ в цепях главной схемы электрических соединений ТЭЦ-400 МВт 55
7.3 Выбор трансформаторов напряжения 57
8 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ И ОПИСАНИЕ ВСЕХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ, ИМЕЮЩИХСЯ В ПРОЕКТЕ 59
8.1 Описание ОРУ 110 кВ 59
8.2 Описание ОРУ 330 кВ 60
8.3 Описание КРУ 10 кВ 61
8.4 Описание РУ СН 6 кВ 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 62
Состав: План и разрез ОРУ 110 кВ, Главная схема электрических соединений, Пояснительная записка
Софт: AutoCAD 2018
- Каталог
- Промышленность
- Энергетика
- Главная электрическая схема ТЭЦ-420