Теория(30 вопросов). 1. Понятие главной схемы электрических соединений, основное назначение, требования
 Скачать 1.82 Mb.
|
В 1 В 2 В 3 В 4 Т 1 Т 2 ШСВ ГП 1 Л 1 Л 2 ГП 2 Рис. 1 Принципиальная схема соединения проходной ПС Для электрического соединения элементов проходной используются две схемы мостик с выключателем в цепях линий (схема Н, рисунок 2) и мостик с выключателем в цепях трансформатора (схема АН, рисунок 3). В 1 В 2 Т 1 Т 2 В 3 ГП 1 Л 1 Л 2 ГП 2 Рис. 2 Мостик с выключателем в цепях линий Схема Н лучше позволяет обеспечить бесперебойность питания потребителя на данной, промежуточной подстанции. Эта схема применяется, если данный узел является узлом потокораздела и питается с двух сторон. В 3 В 4 Т 1 Т 2 В 3 ГП 1 Л 1 Л 2 ГП 2 Рис. 3 Мостик с выключателем в цепях трансформатора Схема АН лучше заботиться о перетоке мощности через узел, чем о потребителе на этом узле. Эта схема применяется в транзитных узлах, когда поток течет сквозь подстанцию, как, например, на рисунке 1. В заключение следует отметить, что самыми распространенными являются схемы Н, Н, АН. 15. Схемы электрических соединений высокого напряжений узловых подстанций. Упрощенные схемы практически не применяются. Допускается подключать силовые трансформаторы к сборным шинам без силовых выключателей. Схемы 12. Одна рабочая секционированная выключателем и обходная системы шин Схема 12 применяется, и рекомендуется на напряжение 110 - 220 кВ при 5-ти и более присоединениях и допустимости потери питания потребителей на время переключения присоединения на обходную систему. Схема может быть использована при применении выключателей, для которых период между плановыми ремонтами менее 10 лета его продолжительность более суток в этом случае питание потребителей осуществляется через обходную систему шин. Схема Н. Одна рабочая, секционированная выключателями и обходная система шин с подключением каждого трансформатора к обеим секциям рабочей системы шин Схемы Н применяется, и рекомендуется на напряжение 110 - 220 кВ как альтернатива схеме 12 при повышенных требованиях к сохранению в работе силовых трансформаторов. Схема 13. Две рабочие системы шин Схема 13 применяется на напряжении 110 - 220 кВ при числе присоединений от 5 допри повышенных требованиях к надежности питания каждой ВЛ и при отсутствии возможности отключения всех присоединений секции (системы шин) на время ревизии и ремонта сборных шин. Схема Н. Две рабочие и обходная системы шин Схема Н применяется на напряжении 110 - 220 кВ как альтернатива схеме 13 при повышенных требованиях к сохранению в работе присоединений в период ремонта выключателей, но допускающих потерю напряжения на время оперативных переключений, в РУ с устройством для плавки гололеда. А также при реконструкции и наличии других обоснований. Схема 14 (две рабочие секционированные выключателями и обходная системы шин с двумя шиносоединительными и двумя обходными выключателями) Схема 14 может применяться для мощных узловых ПС, при соответствующем обосновании, в РУ напряжением 110 - 220 кВ при необходимости снижения токов КЗ (например, путем опережающего деления сети, при числе присоединений более 15, и трех-четырех трансформаторах Схемы с обходными системами шин – 12, Н, Ни рекомендуются для РУ ПС с устройствами для плавки гололеда. ВРУ кВ по схемам 12, 13, 14 из герметизированных ячеек с элегазовой изоляцией (КРУЭ, PASS), а также в РУ с выкатными выключателями или аппаратными комплексами обходная система шин не выполняется при условии возможности замены, при необходимости, выключателя в удовлетворяющее эксплуатацию время. При расширении действующих РУ 110, 220 кВ, выполненных по схемам Ни Нс подключением дополнительно двух-четырех линий, рекомендуется выполнение одиночной секционированной выключателем системы шин. В схемах 12, 13, 14 допускается установка на секции или системе шин второго ТН при наличии обоснования. Обходная система шин может быть секционирована разъединителем или воздушным промежутком с установкой двух обходных выключателей. Целесообразность секционирования определяется числом присоединений, имеющимся опытом эксплуатации (ремонтных работ, требуемой надежностью схемы. Схемы 13 и 14 характеризуются большим количеством разъединителей, их применение должно быть обосновано, альтернативой им являются схемы 9–12, а на напряжение 220 кВ и кольцевые схемы 16 и 17. 12 13 14 16. Схемы электрических соединений подстанций 6-10 кВ. Область применения схем с однократным принципом подключения присоединений: - ограничения по области применения из-за внутреннего недостатка. Схема применяется до кВ включительно. Для классов U=6÷10 к схема является типовой и часто применяемой. Для классов 6-10 кВ современное оборудование обладает чрезвычайно высоким уровнем надежности. Например, вакуумный выключатель вероятность отказа выключателя ω=0,004 отказа/год. У маломасляных выключателей вероятность отказа ω=0,15 отказа/год (80% всех схем на маломасляных выключателях. Поэтому секционных маломасляных выключателей рекомендуют ставить два. 3.КЗ на секции приводит к срабатыванию всех выключателей. Но секции 6-10 кВ – ячейки КРУ – ив них КЗ - маловероятно. При ремонте выключателя на все время ремонт теряется присоединение, ноу современных вакуумных выключателей ремонт не требуется. 5. Сети кВ – чрезвычайно разветвленные сети и аварийная ситуация, связанная с полным погашением секции как правило не приводит к отключению потребителей. 6. Значимость присоединений кВ близка к нулю (есть другие пути питания. Вывод основные недостатки схемы слабо себя проявляют, поэтому схему не усложняют, делая развилку из разъединителей и 2 системы шин. Ценовая формула Nв=Nпр+1 (2 для маломасляных выключателей) Для обеспечения электроэнергией местных потребителей и собственных нужд (СН) на подстанциях используется РУ 10(6) кВ. Применяются схемы с одной, двумя, четырьмя секционированными системами сборных шин При выборе схемы 10(6) кВ следует применять по возможности наиболее простую схему. При этом необходимо учитывать, что по условиям надежности рекомендуется подключать не более шести отходящих линий на секцию. Кроме того, для более простой схемы может оказаться, что уровень токов короткого замыкания превосходит возможности существующей коммутационной аппаратуры, что потребует применения дорогостоящих выключателей. В этом случае выбор схемы – результат технико-экономического сравнения вариантов. Применение схемы с бóльшим числом секций приводит к увеличению числа ячеек, но стоимость одной ячейки, возможно, будет ниже за счет того, что удастся применить менее дорогостоящее оборудование. Снижение уровней токов короткого замыкания может быть обеспечено за счет использования расщепления трансформаторов или применения реакторов, либо за счет итого, и другого. Схема 10(6)-1 (одна секционированная выключателем (или двумя выключателями) система шин) Схема 10(6)-1 применяется при двух трансформаторах, каждый из которых присоединен к одной секции (возможно к обеим секциям Н. Схема 10(6)-2 (две секционированные выключателями системы шин) Схема 10(6)-2 применяется при двух трансформаторах с расщепленными обмотками или при сдвоенных реакторах, присоединенных каждый к двум секциям. Схема 10(6)-3 (четыре секционированные выключателями системы шин) Схема 10(6)-3 применяется при двух трансформаторах с расщепленными обмотками НН и сдвоенных реакторах. При наличии соответствующих обоснований в указанных схемах допускается другое количество секций, а также групповое или индивидуальное реактирование присоединений вместо реакторов в цепях трансформаторов. Количество отходящих линий в РУ 10(6) кВ ПС определяется схемой развития сетевого района. Указанные на схемах 10(6)-1 и 10(6)-2 реакторы следует устанавливать между автотрансформатором и линейным регулировочным трансформатором, если не обеспечивается стойкость линейных регулировочных трансформаторов к сквозному току КЗ. При раздельной работе секций сборных шин допускается установка вторых (резервных) трансформаторов напряжения. В схемах 10(6)-1, 10(6)-2 допускается установка на вводе 10(6) кВ дополнительных ТТ. Схема 10(б)-1Н с присоединением каждого трансформатора к обеим секциям несколько сложнее представленных схем, но обладает большей надежностью в режиме ремонта выключателя трансформаторного присоединения. В схемах 10(6)-1, 10(6)-2, 10(6)-3 необходимость установки второго секционного выключателя должна быть обоснована. При применении схемы 10(6)-1 на стороне НН автотрансформатора 330 кВ и выше ряд элементов схемы исключаются, а трансформаторы собственных нужд (ТСН) следует присоединять, как правило, через выключатель. На ПС 330 кВ и выше питание СН необходимо предусматривать от трех независимых источников, питание СН ПС 220 кВ и ниже должно выполняться от двух независимых источников. Питание СН подстанций в начальный период их работы от одного источника должно быть обосновано. Мощность трансформаторов СН с НН 0,4 кВ для ПС 220 кВ и ниже должна быть не более 630 кВА, а для ПС 330 кВ и выше – не более 1000 кВ. На ПС с постоянным оперативным током трансформаторы СН присоединяются к шинам 10(6) кВ через предохранители или выключатели. Питание сторонних потребителей от сети СН подстанций не допускается. 17. Основные потребители собственных нужд э/ст. Принципы построения схем СН. На любой электростанции существует множество машин и механизмов, которые обеспечивают нормальное функционирование основного технологического процесса. Диапазон мощностей этого оборудования может варьироваться от милливатт до мегаватт. Самые мощные потребители СН связаны с тепловой частью станции. Для всех этих потребителей необходимо обеспечить требуемы уровень надежности 1 группа - Особо ответственные потребители – перерыв питания приводит к нарушению основного технологического процесса и порче оборудования. К этой группе относят валоповорот, маслонасосы, агрегат связи с системой, системы контроля и сигнализации, телемеханики, связи, а также аварийное освещение. 2 группа - Ответственные потребители – перерыв питания может привести к нарушению основного технологического процесса. К этой группе относятся системы охлаждения и возбуждения. 3 группа – Все остальные. Также все машины и механизмы нуждаются в регулировании производительности этих механизмов. Состав потребителей собственных нужд подстанции зависит от типа подстанции, мощности трансформаторов, наличия синхронных компенсаторов, типа оборудования. Наиболее ответственными потребителями СН подстанции являются оперативные цепи, система связи телемеханики, система охлаждения трансформаторов, аварийное освещение, система пожаротушения итак далее. Мощность потребителей СН невелика (0-10 МВт, поэтому они присоединяются к сети 380/220 В, которая получает питание от понижающих трансформаторов. Мощность трансформаторов СН выбирается по нагрузке СН с учетом коэффициентов загрузки и одновременности, при этом отдельно учитывается зимняя и летняя нагрузка. Для питания оперативных цепей подстанции может применяться постоянный и переменный оперативный ток. Постоянный оперативный ток применяется на всех подстанциях 330– 750 кВ, на подстанциях 110–220 кВ с числом масляных выключателей 110 кВ или 220 кВ три и более. Применение выпрямленного оперативного тока возможно на подстанциях 110 кВ с одним или двумя выключателями ВН. Доля энергопотребления ГЭС 1.5 % ТЭС 7-8 % (газ, 8-12 % (уголь) АЭС 14 % Основные принципы построения. 1. Питание потребителей СН Блоч. Эл. Ст. (БЭС) осуществляется с двух классов напряжения 6/0,4 кВ и 10/0,66 кВ. Необходимо учесть, что увеличение класса U уменьшает надежность. Для P=const: 2. Рабочими источником питания ПСН являются трансформаторы СН (ТСН), включенные в отпайку между генератороми его повышающим трансформатором. 3. Схемы электроснабжения. секционированная система сборных шин. На секции подключены потребители >200 кВт до 200 кВт – 0,4 (0,66) кВ >200 кВт – 6 (10) кВ ТСНВ – ТСН второй ступени, число и мощность которых опр-ся составом потребителей и их расположением. Класс U 6 кВ Sед(ТСНВ) ≤ 630 кВА (из-за ограничения токов КЗ) Класс U 10 кВ Sед(ТСНВ) ≤ 1000 кВА (из-за ограничения токов КЗ) Секционный выключатель в схемах СН отсутсвует. При выходе из строя ТСН вся система может потерять питание, следовательно устанавливают резервирование РТСН, который подключается 1). РУ СН э/ст 2). Третичная обмотка АТ связи 3). Шины близлежащей п/ст (при строительстве рассматриваемой) РМ – резервная магистраль, проходящая через всю ЭС; по условиям ограничения токов КЗ РМ секционируются через каждые два блока (для исключения параллельной работы резервных трансформаторов. Мощность РТСН выбирается так, чтоб он мог обеспечить замену самого мощного ТСН + пуски остановку соседнего блока. При отключенном блоке ТСН не может служить источником питания СН, поэтому питание через РТСН. По условию надежности устанавливают два РТСН на ЭС. Недостаток ТСН – при откл генераторе ТСН не может быть истом питания –> генераторный выключатель – выключатель нагрузки (неспособен откл токи КЗ): 1). При наличии ГВ пуски остановка блоков идет от ТСН, что позволяет снизить мощность РТСН, те. S РТСН = S ТСН 2). Снижение мощности РТСН приводит к снижению токов КЗ на оборудовании СН, следовательноно облегчение коммутационной аппаратуры СН. «-» добавляется элемент, отказ которого приведет к откл генератора навесь срок ремонта. 1). Все технологические пуски и остановки блока коммутируются выключателямими Q1 и Q2. На одно отключение-подключение блока требуется 8 операций выключателями. 2). Наличие ГВ приводит к резкому снижению кол-ва операций высоковольтными выключателями повышение надежности связи блока с ЭС). По ПУЭ: при отсутствии ГВ число РТ на ЭС должно быть 1). 1 блок – 1 РТСН 2). 2÷6 блоков – 2 РТСН (оба подключены) 3). 7 и более блоков – 3 РТСН (2 работают, 1 в состоянии холодного резерва) При наличии ГВ: 1÷6 блоков – 1 РТСН 7 и более блоков - 2 РТСН (1 в состоянии холодного резерва. Т.к. он не подключен к схеме, то мы экономим на РУ СН) На станции необходимо регулировать производительность механизмов. Это делается следующими путями регулирование производительности самого иханизма (регулирование заслонки, угла наклона лопаток. 2)Регулировние мрщности привода (зависит от типа двигателя. На СН ЭС применяются 1). АДа. высокая надежность б. невысокая стоимость «-»: а. нет возможности регулирования производительности приводимого во вращение им механизма. 2). СД а. При больших мощностях по экономичности АД и СД равнозначны б. если есть система возбуждения, то есть возможность регулировать потоки выдаваемой реактивной мощности, следовательно можно получить необходимый уровень напряжения. « - » нет возможности регулирования частоты вращения. 3). ДПТ а. плавное регулирование производительности б. можно подключить к надежному источнику питания (АБ) Все ответственные приводы механизмов имеют в качестве привода ДПТ, подкл к АБ. 4). АБ – постоянный подзаряд. Емкость АБ должна быть рассчитана на случаи если ЭС работает в системе и изолированно в течении 1 часа. Дизель-генератор – запанной источник питания (ед. мощность по 200 кВт на каждый блок. Ответственные потребители СН: - маслонасосы смазки - аварийное освещение - приводы коммут аппаратов - агрегат связи с ЭС. 18. СН блочных тепловых электростанций. ТЭЦ. (кроме выработки эл/энергии вырабатывается также тепловая) Особенность для ТЭЦ, имеющих ГРУ: - в качестве основного источника питания потребителей СН выступают два ТСН, подключенные к ГРУ. На классе U 6-10 кВ имеется секционный выключатель, так как имеем два независимых источника питания. Устройство ТСНВ такое же, как и на блочных п/ст. - при большом количестве Г, подключенных к ГРУ, на каждый котел свой ТСН, но общее их число не более 2. Для привода большинства рабочих механизмов используют трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Для очень мощных механизмов могут использоваться синхронные электродвигатели. Для механизмов, требующих регулирования частоты вращения, применяют электродвигатели постоянного тока. Нормальная работа электростанции возможна только при надежной работе всех механизмов с.н., что возможно лишь при их надежном электроснабжении. Потребители с.н. относятся к потребителям 1 категории. Основными напряжениями, применяемыми в настоящее время в системе с.н. являются кВ (для электродвигателей мощностью более кВт) и 0,38/0,23 кВ для остальных электродвигателей и освещения. Для мощных блочных ТЭС возможно применение напряжения 0,66 кВ для электродвигателей 16-630 кВт и напряжения 10 кВ для крупных электродвигателей. Если генераторы электростанции соединены в энергоблоки, то питание с.н. осуществляется отпайкой от энергоблока. С увеличением мощности энергоблоков растет потребление на собственные нужды, следовательно, увеличивается и мощность трансформатора с.н. Чем больше мощность, тем больше токи КЗ в системе с.н., тем тяжелее установленное оборудование. Для ограничения токов КЗ можно применять трансформаторы с повышенным напряжением КЗ или трансформаторы с расщепленными обмотками кВ, которые применяются при мощности трансформатора 25 МВА и более. 19. Собственные нужды атомных электростанций. Среди потребителей СН АЭС выделяют особо ответственных 1) Не допускающие перерывов в питании даже на время действия АВР (устройства бесперебойной работы систем управления и защиты реактора) 2) Потребители, обеспечивающие работу вспомогательных устройств защиты реактора и допускающие отключение питания на время работы АВР. 3) самые ответственные потребители – устройства, которые обеспечивают циркуляцию теплоносителя через активную зону реактора (мощные потребители главные циркуляционные насосы (ГЦН) для реакторов с жидкими жидкометаллическим теплоносителями газодувки для реакторов с газовым теплоносителем. 4) Все остальные. Схема РУ СН АЭС I категория основной источник – ТСН со схемой одиночного секционированная ССШ без секционного выключателя. |