Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Краткие теоретические сведения о цепях трёхфазного переменного тока

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

 

Санкт-Петербург

Издательство Политехнического университета


УДК 621.316.925

ББК 31.27-053

Б 90

 

Черновец А. К. Электрические станции: учеб. пособие / А. А. Лапидус, А. К. Черновец. – СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – 160 с.

 

ISBN

 

 

Авторы:

А.А. Лапидус, А.К. Черновец

 

Учебное пособие соответствует содержанию авторского курса «Электрические станции» для студентов факультета экономики и менеджмента.

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

 

 

© Лапидус А.А., Черновец А.К.

© Санкт- Петербургский государственный

ISBN политехнический университет, 2011

 


Оглавление

Оглавление. 3

Список условных обозначений. 6

Введение. 8

1. Краткие теоретические сведения о цепях трёхфазного переменного тока 9

1.1. Переход систем электроснабжения на трехфазный переменный ток 9

1.2. Области электротехники, использующие постоянный ток. 14

1.3. Типы электрических машин и аппаратов, работающих на трёхфазном переменном токе. 15

1.4. Основные законы и формулы, описывающие цепи трёхфазного переменного тока. 17

1.5. Понятие активной, реактивной и полной мощности. 22

2. Работа электрических станций в составе Единой энергетической системы России 25

2.1. Состав и основные характеристики Единой энергетической системы России 25

2.2. Системы напряжений на электростанциях и в составе ЕЭС.. 38

2.3. Графики электрических нагрузок и проблема их покрытия. 39

3. Технология производства электроэнергии на электростанциях различного типа 42

3.1. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях. Общие сведения. 42

3.2. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях с паротурбинными установками. 44

3.3. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях с газотурбинными установками. 51

3.4. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях с парогазовыми установками. 54

3.5. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях. Общие сведения. 56

3.6. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях с реакторами ВВЭР. 58

3.7. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях с реакторами РБМК.. 63

3.8. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях с реакторами БН.. 66

3.9. Технология выработки электроэнергии на АЭС с реакторами ЭГП 68

3.10. Технология производства электроэнергии на гидравлических и гидроаккумулирующих электростанциях. 69

4. Основное электрооборудование электростанций. 72

4.1. Синхронные турбо- и гидрогенераторы.. 72

4.2. Синхронные компенсаторы.. 78

4.3. Трансформаторов и автотрансформаторы.. 79

4.4. Электродвигатели переменного и постоянного тока. 83

5. Токоведущие части электростанций. 87

5.1. Воздушные линии электропередачи. 87

5.2. Кабельные линии электропередачи. 89

5.3. Комплектные токопроводы.. 90

6. Коммутационная и прочая аппаратура электростанций. 91

6.1. Выключатели. 91

6.2. Комплектные распределительные устройства на напряжение 6,3 кВ 96

6.3. Разъединители. 97

6.4. Токоограничивающие реакторы.. 98

6.5. Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений. 100

7. Измерительные трансформаторы.. 101

7.1. Необходимость измерения тока и напряжения. 101

7.2. Измерительные трансформаторы тока. 103

7.3. Измерительные трансформаторы напряжения. 105

8. Схемы распределительных устройств высокого напряжения. 105

8.1. Требования к схемам РУ.. 105

8.2. Двойная система сборных шин с обходной системой сборных шин 108

8.3. Кольцевые схемы.. 111

8.4. Двойная система сборных шин с тремя выключателями на два присоединения 113

8.5. Двойная система сборных шин с четырьмя выключателями на три присоединения. 117

9. Главные схемы электрических соединений электростанций. 121

9.1. Главная схема теплоэлектроцентрали. 128

9.2. Главная схема конденсационной тепловой электростанции. 132

9.3. Главная схема атомной электрической станции. 132

9.4. Главная схема гидравлической электростанции. 136

9.5. Главная схема гидроаккумулирующей электростанции. 137

10. Собственные нужды электростанций. 138

10.1. Особенности собственных нужд тепловых электростанций. 138

10.2. Особенности собственных нужд атомных электростанций. 140

10.3. Особенности собственных нужд гидравлических электростанций 142

11. Схемы собственных нужд электростанций. 143

11.1. Схемы собственных нужд конденсационных электростанций. 146

11.2. Схемы собственных нужд теплоэлектроцентралей. 146

11.3. Схема собственных нужд атомных электростанций. 148

11.4. Схемы собственных нужд гидравлических электростанций. 149

11.5. Схемы собственных нужд гидроаккумулирующих электростанций 153

Библиографический список. 157


Список условных обозначений

АБ – аккумуляторная батарея;

АБП – агрегат бесперебойного питания;

АЗ – аварийная защита реактора;

АПВ – автоматическое повторное включение;

АТ – автотрансформатор связи;

а.э. – система аварийного электроснабжения собственных нужд АЭС;

АЭС – атомная электрическая станция;

БН – бустерный насос;

ВЛ – воздушная линия;

ГРУ – генераторное распределительное устройство;

ГТУ – газотурбинная установка;

ГЦН – главный циркуляционный насос;

ИТН – измерительный трансформатор напряжения;

ИТТ – измерительный трансформатор тока;

КАГ – комплекс аппаратный генераторный;

КЗ – короткое замыкание;

КЛ – кабельная линия;

КН – конденсатный насос;

КРУ – комплектное распределительное устройство;

ЛЭП – линия электропередачи;

МРП – магистраль резервного питания;

НКУ – низковольтное комплектное устройство;

н.п. – система надёжного питания собственных нужд АЭС;

н.э. – система нормальной эксплуатации собственных нужд АЭС;

ОДГ – обратимый двигатель-генератор;

ПБВ – устройство переключения числа витков обмотки трансформатора без возбуждения;

ПГУ – парогазовая установка;

ПТН – питательный насос с турбоприводом;

ПТУ – паротурбинная установка;

ПЭН – питательный насос с электроприводом;

РЗ – релейная защита;

РПН – устройство регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой;

РТСН – резервный трансформатор собственных нужд;

СН – собственные нужды;

СПЧР – статический преобразователь частоты регулируемый;

СУЗ – система управления и защиты реактора;

СШ – сборные шины;

ТСН – рабочий трансформатор собственных нужд;

ЦН – циркуляционный насос.

 


Введение

 

Электрическая станция – это сложная совокупность электрического и неэлектрического (теплового, ядерного, гидравлического) оборудования, предназначенного для безопасного, надёжного и экономичного производства электрической (и иногда тепловой) энергии и выдачи её потребителю. Различные виды оборудования электростанции объединены друг с другом взаимосвязанными процессами и поэтому должны изучаться в комплексе. Электроэнергия при этом рассматривается как специфический товар, имеющий следующую органическую особенность: процессы производства, транспортировки и потребления данного товара протекают одновременно. Вторым важным свойством является тот факт, что электроэнергия как товар оказывает существенное влияние на качество и себестоимость производства других товаров и оказания услуг. И, наконец, нормальная работа электростанций является залогом национальной безопасности, а нарушение этой работы в крупных масштабах может привести не только к экономическому ущербу для народного хозяйства, но и к негативным социальным последствиям.

Учебное пособие соответствует одноимённому авторскому курсу лекций и даёт возможность ознакомиться с основами производства, преобразования, распределения и выдачи электроэнергии на электрических станциях различного типа – тепловых, атомных, гидравлических.

Знание материалов курса необходимо будущим выпускникам для плодотворного взаимодействия со специалистами, занимающимися проектированием, монтажом, наладкой и эксплуатацией энергоустановок.

 


Синхронные компенсаторы

Синхронные компенсаторы (СК) предназначены для компенсации дефицита и избытков реактивной мощности, что позволяет стабилизировать напряжение в энергосистеме. Синхронные компенсаторы устанавливаются в тех точках энергосистемы, где график нагрузки меняется в широких пределах, в связи с чем существенно изменяется баланс реактивной мощности. Как правило, это подстанции 330-500 кВ, где СК присоединяется к шинам низшего напряжения 10-20 кВ.

Синхронный компенсатор, по сути, представляет собой синхронный электродвигатель без нагрузки на валу, то есть работающего в режиме холостого хода. СК потребляет из сети небольшую активную мощность для покрытия потерь на вентиляцию и трение. Выдачей и потреблением реактивной мощности управляют изменением тока возбуждения. Недовозбужденный СК потребляет реактивную мощность, перевозбужденный – вырабатывает.

Параметры синхронных компенсаторов приведены в справочнике [1] (табл. 2.3 на стр. 104).

Комплектные токопроводы

Комплектные токопроводы применяются на генераторном напряжении, в системе собственных нужд, в системах электроснабжения промышленных предприятий. Комплектные токопроводы более легко монтируются, нежели воздушные и кабельные линии. Достаточно легко, с помощью болтовых соединений, происходит изменение трассы токопровода, которая может иметь большое число изгибов. Что касается генераторных токопроводов, то они выполняются в виде единого изделия, предназначенного для конкретного вида генератора и не подлежащего конструктивному изменению. Обычно токопроводы состоят из неизолированной токоведущей части, которая крепится на фарфоровых изоляторах к внутренней поверхности экрана токопровода. Токоведущая часть может иметь различную форму поперечного сечения – прямоугольник, швеллер, труба. Экран защищает токоведущую часть от случайных прикосновений и снижает влияние электромагнитных полей. Существуют токопроводы с пофазным исполнением, когда каждая фаза расположена внутри своего экрана, и с трёхфазным исполнением, когда экран является общим для трёх фаз, разделённых перегородками. В последнее время на электротехнический рынок выходят токопроводы с литой изоляцией.

Основные достоинства токопроводов – снижение вероятности возникновения коротких замыкания за счёт конструктивной жёсткости экранов и закрытости токоведущих частей, уменьшение воздействия токов на соседние элементы конструкций трубопроводов и арматуры. Недостаток комплектных токопроводов заключается в сложности обеспечения электродинамической стойкости при коротких замыканиях. Если воздушные и кабельные линии после исчезновения тока КЗ приходят в своё исходное состояние, то жёсткие токоведущие части токопроводов могут деформироваться необратимо.

Выключатели

Выключатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации (отключения и включения) тока в режимах длительной нормальной нагрузки, перегрузки, короткого замыкания, холостого хода, несинхронной работы.

Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание. При коммутации больших токов в пространстве между разомкнутыми, но находящимися на близком расстоянии друг от друга контактами возникает электрическая дуга, обладающая температурой в несколько тысяч градусов. Концентрация большого выделяющегося количества теплоты в малом пространстве делает дугу одним из опаснейших поражающих факторов как для оборудования, так и для обслуживающего персонала. В связи с этим существует проблема своевременного и локального гашения дуги.

При напряжении до 1000 В выключатели называют автоматическими, подчёркивая тот факт, что в данном устройстве коммутационная функция объединена с защитной. Автоматические выключатели имеют встроенные органы, реагирующие на повышение тока, – расцепители.

Для выключателя напряжением выше 1000 В термин «автоматический» не используется, т. к. внутри него нет логических органов. Такой выключатель получает команду на отключение извне – от исполнительных органов релейной защиты и автоматики. Далее пойдёт речь именно о таких выключателях.

Выключатели высокого напряжения (далее по тексту – выключатели) имеют специальную дугогасительную камеру. По принципу гашения дуги и конструктивным особенностям выключатели классифицируются на масляные баковые, маломасляные, воздушные, электромагнитные, вакуумные, элегазовые.

1. Масляные баковые выключатели. Гашение дуги происходит за счёт разложения масла в баке. Водород и углеводороды, образующиеся при нагреве масла дугой, за счёт высокой теплопередачи охлаждают ствол дуги и отводят тепловую энергию в холодные слои масла. Таким образом, масло обеспечивает изоляцию и гашение дуги. Выключатели такого типа сняты с производства, в связи со своими многочисленными и серьёзными недостатками: взрыво- и пожароопасность; неудобство в обслуживании, необходимость периодического контроля состояния и уровня масла; большой объем масла и большие затраты времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений; непригодность для выполнения быстродействующего АПВ; большая масса, неудобство перевозки и монтажа. В то же время масляные баковые выключатели имеют следующие преимущества: простота конструкции, высокая отключающая способность (до 50 кА); возможность установки встроенных измерительных трансформаторов тока.

Масляные баковые выключатели до сих пор в достаточно большом количестве эксплуатируются на электростанциях и подстанциях на напряжениях 35-220 кВ.

2. Маломасляные выключатели. Принцип гашения дуги – такой же, как и для масляных баковых. Отличаются от масляных баковых выключателей тем, что масло не обеспечивает изоляцию, а выполняет лишь дугогасительную функцию. Изоляция обеспечивается за счёт других веществ – фарфор, смола, воздух, азот и т. д. Маломасляные выключатели лишены массивного бака и имеют конструкцию колонки, поэтому их называют колонковыми. Маломасляные выключатели имеют те же основные проблемы, что и масляные баковые – взрыво- и пожароопасность. С другой стороны, они приобретают новые положительные свойства: относительно малая масса; более удобный доступ к дугогасительным контактам; возможность создания серии выключателей на разное напряжение с применением унифицированных узлов.

Маломасляные выключатели получили применение в РУ повышенного напряжения 110-220 кВ и в КРУ 6(10) кВ.

3. Воздушные выключатели. Гашение дуги осуществляется за счёт воздушного дутья под высоким давлением – 20-40 атм (нормальное атмосферное давление имеет величину порядка 1 атм).

Достоинства воздушных выключателей: пожаробезопасность; быстродействие; высокая отключающая способность (до 63 кА); малый износ контактов; легкий доступ к дугогасительным камерам. Недостатки воздушных выключателей: необходимость обслуживания компрессорной установки; зависимость функционирования от давления воздуха; сложная конструкция; высокая стоимость.

Воздушные выключатели применяются в РУ повышенного напряжения 110-750 кВ, а также в цепи генераторов на напряжение до 24 кВ.

4. Электромагнитные выключатели. Принцип гашения дуги основан на действии силы Ампера. При этом дуга рассматривается как проводник с током, а магнитное поле создаётся тем же током, который требуется коммутировать. Для этого ток пропускается по специальным катушкам. Под действием силы Ампера дуга затягивается в дугогасительную решётку, где удлиняется, становится тоньше, охлаждается за счёт соприкосновения с металлом и гаснет.

Достоинства электромагнитных выключателей: для гашения дуги не требуется специальной среды, гашение дуги происходит в воздухе при обычном давлении; пожаробезопасность; малый износ дугогасительных контактов; пригодность для частых коммутаций; высокая отключающая способность. Недостатки электромагнитных выключателей: сложность конструкции; ограниченный верхний предел номинального напряжения (не более 20 кВ); ограниченная пригодность для наружных установок.

В связи с перечисленными недостатками электромагнитные выключатели применяется наиболее редко. В основном это ячейки КРУ 6(10) кВ.

5. Вакуумные выключатели. Гашение дуги происходит в сильно разреженной среде под давлением 10–4...10–6 Па (для сравнения – нормальное атмосферное давление 105 Па). Если в прочих видах выключателей дуга существует в ионизированной среде (в газе, жидкости), то в вакуумных выключателях дуга горит в парах металла. При переходе синусоиды тока через ноль, или несколько ранее этого момента, происходит конденсация паров металла и дуга гаснет.

Достоинства вакуумных выключателей: простота конструкции; высокая надежность; высокая коммутационная износостойкость; малые размеры; пожаробезопасность; малые эксплуатационные расходы. Недостатки вакуумных выключателей: небольшие номинальные токи и токи отключения; коммутационные перенапряжения; ограничение по напряжению в связи с возникновением рентгеновского излучения.

В связи с последним недостатком вакуумные выключатели практически не применяют на напряжениях 110 кВ и выше, хотя отдельные образцы на таких напряжениях работают. В основном вакуумные выключатели применяются в КРУ на напряжениях 6(10) кВ.

6. Элегазовые выключатели. Элегаз или шестифтористая сера SF6 обладает лучшими изоляционными и дугогасительными свойствами, чем воздух. Поскольку фтор является крайне электроотрицательным элементом, молекулы элегаза захватывают свободные электроны и деионизируют газ, то есть разрушают дугу. Кроме того, элегаз в определённой зоне температур и давлений лучше отводит тепло, чем воздух. В остальном механизм гашения дуги аналогичен воздушным выключателям, но давление элегаза на порядок ниже – всего 2-3 атмосферы.

Достоинства элегазовых выключателей: пожаробезопасность; быстрота действия; высокая отключающая способность; малый износ дугогасительных контактов. Недостатки элегазовых выключателей: необходимость специальных устройств для наполнения, перекачки и очистки SF6; зависимость функционирования выключателя от плотности элегаза; сложность измерения плотности элегаза из-за влияния температуры окружающей среды; чрезвычайная токсичность продуктов распада элегаза при гашении дуги; высокая стоимость.

Несмотря на указанные недостатки, элегазовые выключатели являются самыми универсальными. Они используются на всех классах напряжения: от 6 кВ до 750 кВ. На генераторном напряжении, а также на напряжениях 110 кВ и выше они вытесняют воздушные выключатели. На напряжениях 6(10) кВ элегазовое оборудование составляет острую конкуренцию вакуумным выключателям.

Разъединители

Разъединитель предназначен для отключения электрических цепей при отсутствии в них тока. Разъединитель создаёт видимый разрыв электрической цепи для безопасности проведения ремонтных работ как на самом разъединителе, так и на отключенном оборудовании. Разъединитель применяют также для переключения присоединений с одной системы шин распределительного устройства на другую (в этом случае говорят, что разъединитель выполняет не ремонтную, а оперативную функцию). В отдельных случаях с помощью разъединителя отключают небольшие токи (например, токи намагничивания трансформаторов небольшой мощности или токи ненагруженных линий небольшой длины).

В отличие от выключателей, которые могут управляться как по команде оперативного персонала, так и автоматически, разъединители управляются только оперативным персоналом станции.

Разъединители не имеют дугогасительных камер, как в выключателях. Видимый разрыв происходит на открытом воздухе (в случае ОРУ) или в элегазе (в случае КРУЭ).

Коммутация разъединителем больших токов (токов рабочего режима, токов короткого замыкания) категорически запрещена. Если в момент отключения по разъединителю протекает ток, то между его расходящимися контактами возникнет электрическая дуга. Во-первых, дуга представляет опасность для обслуживающего персонала, т. к. зачастую разъединители имеют местное, а не дистанционное управление. Во-вторых, дуга способна перекинуться на соседние токоведущие части и привести к короткому замыканию.

Поэтому перед любой операцией с разъединителем (включением, отключением) важно выполнить одно из условий:

1. отключить цепь выключателем;

2. обеспечить равенство потенциалов на контактах разъединителя с помощью шунтирования цепи выключателем.

Первое условие означает, что сначала цепь отключается выключателем, в камере которого происходит гашение дуги, а только после этого отключается разъединитель. И наоборот – при включении цепи сначала включается разъединитель, а затем включается выключатель.

Второе условие реализуется в случае двойной системы сборных шин, когда необходимо перевести присоединение с одной шины на другую без перерыва питания.

Для предотвращения ошибочных операций с разъединителями применяют блокировки. Например, невозможно управлять приводом разъединителя, если выключатель включен.

Токоограничивающие реакторы

Токоограничивающий реактор предназначен для ограничения тока короткого замыкания за счёт своего индуктивного сопротивления. Токоограничивающий реактор включается последовательно с остальными элементами сети. Конструктивно токоограничивающий реактор представляет собой катушку с постоянным индуктивным сопротивлением, без сердечника, намотанную на бетонное основание.

При отсутствии реактора (рис. 6.1) ток КЗ определяется через ЭДС Е и сопротивление сети хс по формуле:

Iкз = E/xс.

При наличии реактора (рис. 6.2) ток КЗ определяется с учетом сопротивления реактора хр:

Iкз = E / (xр + xс).

Кроме ограничения токов КЗ реактор выполняет ещё одну важную функцию – поддерживает высокое остаточное напряжение на шинах электростанции при КЗ за реактором. Поддержание высокого напряжения необходимо для устойчивости работы электрооборудования станции.

При отсутствии реактора (рис. 6.1) остаточное напряжение при близких КЗ практически равно нулю. При наличии реактора (рис. 6.2) остаточное напряжение определяется по закону Ома из соотношений:

Uост = Iкз xр = E xр / (xр + xс).

Считается, что реактор выбран верно, если Uост ≥ 60-80 % по отношению к номинальному напряжению.

Естественно, сопротивление реактора имеет место не только при КЗ, но и в нормальном режиме, при протекании рабочих токов. Поэтому в нормальном режиме на реакторе наблюдается некоторое падение напряжения. Токоограничивающие реакторы выбирают так, чтобы в нормальном режиме падение напряжения в них не превышало допустимой величины 2-5 %.

 

Рис. 6.1. Короткое замыкание при отсутствии токоограничивающего реактора Рис. 6.2. Короткое замыкание при наличии токоограничивающего реактора

 

Измерительные трансформаторы

Требования к схемам РУ

Требования к главным схемам электрических соединений можно сформулировать следующим образом:

- число выключателей на присоединение n должно быть минимальным,

n = ;

- должен предусматриваться ремонт сборных шин;

- должен предусматриваться ремонт выключателей;

- при коротком замыкании на сборных шинах не должно происходить полного погашения распределительного устройства;

- при отказе выключателя также не должно происходить полного погашения распределительного устройства;

- распределительное устройство желательно построить таким образом, чтобы при коротких замыканиях не происходило одновременно потери одноименных присоединений;

- в схемах распределительных устройств должна предусматриваться блокировка от неправильных действий с разъединителями;

- должно предусматриваться расширение распределительного устройства.

Дадим определение понятия присоединения распределительного устройства (РУ). Под термином «присоединение» понимают:

- воздушные линии (ВЛ);

- блок в виде синхронных генераторов с повышающими трансформаторами (Г-Т) или в виде генератор-трансформатор-линия (Г-Т-Л);

- автотрансформаторы связи АТ между сетями высшего (ВН) и среднего (СН) напряжения;

- резервные трансформаторы собственных нужд;

- шунтирующие реакторы, если таковые предусмотрены на данной электростанции.

Таким образом, чем меньше число выключателей и чем больше число присоединений, тем меньше значение показателя n и тем характеристики распределительного устройства лучше. Число n является показателем экономичности РУ.

Строительство электрических станций процесс – длительный, занимает несколько лет, а энергоблоки вводятся поочередно, начиная с первого. Вслед за вводом очередного энергоблока меняется и главная схема электрических соединений станции. В соответствии с заданием на проектирование мы рассматриваем структуру главной схемы электрических соединений на заключительном этапе, когда все энергоблоки, ВЛ , АТ св и РТСН введены в работу.

Изображение главных схем электрических соединений принято выполнять в однолинейном исполнении, представляя схему не для всех трех фаз, а лишь для одной фазы.

Компоновка элементов распределительных устройств изображается обычно на схемах заполнения. Под схемой заполнения понимают вид сверху на план распределительного устройства с изображением основных его элементов на тех местах, где они в действительности находятся. На схеме заполнения изображают номера ячеек РУ в соответствии с его планом.

Для облегчения изучения материала на рисунках со схемами заполнения распределительных устройств применены одинаковые условные обозначения:

1 – высоковольтный выключатель;

2 – шинный разъединитель, расположенный рядом с одной из систем шин;

3 – выходной разъединитель присоединения, позволяющий отключить поврежденное или выведенное в ремонт присоединение: ВЛ, трансформатор, реактор;

4 – разъединитель для осуществления ремонтных работ на выключателе;

5 – заземлитель – устройство для соединения отключенной части электроустановки с контуром заземления на подстанции;

6 – измерительный трансформатор напряжения (ИТН) на сборных шинах 11, или на отходящей ВЛ;

7 – измерительный трансформатор тока (ИТТ);

8 – высокочастотный заградитель (ВЧ);

9 - конденсатор связи или конденсаторное устройство в схеме НДЕ;

10 – ограничитель перенапряжений нелинейный (ОПН);

11 – сборные шины;

12 – фильтр присоединения.

Трансформаторные устройства на схемах заполнения обычно располагают в нижней части схемы заполнения. Это повышающие трансформаторы блоков, АТ связи, резервные трансформаторы с.н.

Воздушные линии связи станции с энергосистемой примыкания – в верхней части РУ.

Кольцевые схемы

Пример кольцевой схемы на рис. 8.2 изображен по данным работ [14] ОАО «Ленгидропроект», которое является генеральным проектировщиком Бурейской ГЭС, расположенной в Амурской области на р. Бурее. На ГЭС установлены шесть гидрогенераторов мощностью 335 МВт, работающих через повышающие трансформаторы на распределительные устройства 220 и 500 кВ.

 

 

Рис. 8.2. Главная схема Бурейской ГЭС

 

Первый и второй генераторы выдают мощность в систему 220 кВ по двум высоковольтным линиям через РУ, построенное по схеме «двойная система сборных шин с обходной системой шин».

Остальные четыре генератора в составе двух сдвоенных блоков работают на сеть 500 кВ, связь с которой осуществляется по трем ВЛ-500 кВ с глухим присоединением шунтирующих реакторов.

Распределительное устройство 500 кВ построено по схеме «шестиугольник» с однорядной установкой выключателей. При «шестиугольнике», и при ином числе углов (треугольник, четырехугольник, пятиугольник) обеспечивается возможное наименьшее число выключателей. Особенностями схемы 500 кВ являются: избирательное отключение при повреждении на присоединении и необходимость держать «шестиугольник» замкнутым, что осуществляется за счет наличия выходного разъединителя присоединения.

Распределительное устройство 500 кВ выполнено в виде КРУЭ производства концерна «АВВ» (Швейцария). Впервые в отечественной практике применено элегазовое распределительное устройство вместо первоначально предусмотренного ОРУ-500 кВ по схеме 3/2.

С распредустройством 500 кВ два укрупненных блока связаны высоковольтными кабелями 500 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена взамен воздушных переходов с прокладкой его в кабельном туннеле в шахте, запроектированных ранее для связи распределительных устройств 220 и 500 кВ со зданием ГЭС. Выполнение этих переходов по первоначальной проектной схеме мешало ходу строительных работ. В результате ввод блоков 500 кВ по первоначальной проектной схеме мог быть осуществлен только после возведения постоянных напорных водоводов и завершения работ по плотине. В отечественной практике применение кабеля 500 кВ с сухой изоляцией осуществлено впервые [15].

Распредустройства 220 и 500 кВ связаны через группу однофазных автотрансформаторов 167 МВА на фазу.

Показатель n = 1,0 независимо от числа углов многоугольника.

Библиографический список

1. Неклепаев, Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. – М. : Энергоатомиздат, 1989. – 608 c.

2. Черновец, А. К. Проектирование электрической части атомных электростанций : учеб. пособие / А. К. Черновец, Ю. М. Шаргин. – Л. : Изд-во ЛПИ, 1984. – 80 с.

3. Алексеева, О. Н. Электрическая часть атомных и гидравлических станций : учеб. пособие / О. Н. Алексеева, А. К. Черновец, Ю. М. Шаргин. – СПб. : Изд-во СПбГТУ, 1998. – 108 с.

4. Черновец, А. К. Режимы работы электрооборудования станций и подстанций: Учеб. пособие / А. А. Лапидус, А. К. Черновец. – СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2005. – 248 с. – 100 экз. – ISBN 5-7422-1037-Х.

5. Рожкова, Л. Д. Электрооборудование станций и подстанций: учебник / Рожкова Л. Д., Козулин В. С. – М. : Изд. центр «Академия», 2009. – 448 с.

6. Системный оператор Единой электроэнергетической системы России [Электронный ресурс] / Официальный сайт СО ЕЭС, 2006. – Режим доступа: http://so-ups.ru.

7. ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», 1999. – 33 с.

8. ABB Product Guide / High Voltage Products [Электронный ресурс]. – Zurich, Switzerland, 2005. – Режим доступа: http://www.abb.com.

9. Черновец, А. К.Электрическая часть систем электроснабжения станций и подстанций : учеб. пособие / А. А. Лапидус, А. К. Черновец. – СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2006. – 255 с.

10. Нормы технологического проектирования тепловых электростанций. ВНТП-81. – М. : Министерство электроэнергетики СССР, 1981. – 80 с.

11. Правила технологического проектирования атомных электростанций. РД 210.006-90. – М. : Изд. МАЭиП, 1990. – 120 с.

12. Нормы проектирования технологической части ГЭС и ГАЭС. ВНТП-41-94. – М. : Изд. РАО ЕЭС России, 1994. – 108 с.

13. Завод «Электропульт» [Электронный ресурс] / Официальный сайт ОАО «Завод Электропульт», 2006. – Режим доступа: http://www.electropult.ru.

14. Подольская Н.Н., Ибраев А.В. Внедрение микропроцессорных устройств защиты и автоматики управления на Бурейской ГЭС / Журнал «Гидротехническое строительство», 2008, №2. – С. 20-24.

15. Костерин Н.В., Васильев А.В. Бурейская ГЭС выходит на проектную мощность / Журнал «Гидротехническое строительство», 2008, №2. – С. 2-4.

16. Митрофанов А.Н. Опыт эксплуатации основного оборудования Саяно-Шушенской ГЭС / Журнал «Гидротехническое строительство», 2008, №11. – С. 25-31.

 


 

Лапидус Александр Анатольевич,

Черновец Александр Кузьмич

 

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

 

Учебное пособие

 

Дизайн обложки Т. М. Ивановой

 

Директор Издательства Политехнического университета А. В. Иванов

 

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

 

Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции ОК 005-93, т. 2;

95 3005 – научная и производственная литература

 
 


Подписано в печать 29.01.08. Формат Печать 60×90/16.

Усл. печ. л. 10. Уч.-изд. л. 10. Тираж 100. Зак. 485

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного авторами в типографию Издательства Политехнического университета:

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

 

Санкт-Петербург

Издательство Политехнического университета


УДК 621.316.925

ББК 31.27-053

Б 90

 

Черновец А. К. Электрические станции: учеб. пособие / А. А. Лапидус, А. К. Черновец. – СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – 160 с.

 

ISBN

 

 

Авторы:

А.А. Лапидус, А.К. Черновец

 

Учебное пособие соответствует содержанию авторского курса «Электрические станции» для студентов факультета экономики и менеджмента.

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

 

 

© Лапидус А.А., Черновец А.К.

© Санкт- Петербургский государственный

ISBN политехнический университет, 2011

 


Оглавление

Оглавление. 3

Список условных обозначений. 6

Введение. 8

1. Краткие теоретические сведения о цепях трёхфазного переменного тока 9

1.1. Переход систем электроснабжения на трехфазный переменный ток 9

1.2. Области электротехники, использующие постоянный ток. 14

1.3. Типы электрических машин и аппаратов, работающих на трёхфазном переменном токе. 15

1.4. Основные законы и формулы, описывающие цепи трёхфазного переменного тока. 17

1.5. Понятие активной, реактивной и полной мощности. 22

2. Работа электрических станций в составе Единой энергетической системы России 25

2.1. Состав и основные характеристики Единой энергетической системы России 25

2.2. Системы напряжений на электростанциях и в составе ЕЭС.. 38

2.3. Графики электрических нагрузок и проблема их покрытия. 39

3. Технология производства электроэнергии на электростанциях различного типа 42

3.1. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях. Общие сведения. 42

3.2. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях с паротурбинными установками. 44

3.3. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях с газотурбинными установками. 51

3.4. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях с парогазовыми установками. 54

3.5. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях. Общие сведения. 56

3.6. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях с реакторами ВВЭР. 58

3.7. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях с реакторами РБМК.. 63

3.8. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях с реакторами БН.. 66

3.9. Техн<

Последнее изменение этой страницы: 2017-07-07

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...