Требования к схемам собственных нужд ГЭС

ž Источники питания собственных нужд переменного тока

Для электроснабжения СН ГЭС должно предусматриваться не менее двух независимых источников питания.

В качестве независимых источников питания могут приниматься:

Ø Обмотка низшего напряжения повышающего (блочного) трансформатора при наличии генераторного выключателя и режима постоянного включения повышающего трансформатора со стороны ВН.

Ø Гидрогенератор.

Ø Обмотка низшего напряжения автотрансформаторов связи распределительных устройств повышенных напряжений.

Ø Шины распределительных устройств 35-220 кВ.

Ø Дизель-генераторы.

Ø Подстанция местного района, имеющая связь с энергосистемой.

Основные рекомендации по системам питания собственных нужд переменного тока:

На электростанциях, на которых все генераторы включены на шины распределительного устройства (РУ) генераторного напряжения, питание собственных нужд должно осуществляться от этих шин.

На электростанциях, на которых все генераторы включены по схеме блоков генератор-трансформатор, питание собственных нужд должно осуществляться путем устройства ответвлений от блока с установкой в цепях этих ответвлений трансформаторов СН.

При наличии выключателя между генератором и трансформатором ответвление к СН должно присоединяться между этим выключателем и трансформатором.

При отсутствии выключателя в цепи блока генератор-трансформатор рекомендуется, по возможности, избегать ответвлений от таких блоков. Исключение могут составлять трансформаторы мощностью до 1000 кВА, предназначенные для питания СН только данного блока.

На многоагрегатных ГЭС количество ответвлений к общестанционным трансформаторам СН должно быть, как правило, три, с тем, чтобы при выводе одного из трансформаторов СН в ремонт сохранялось условие необходимости двух независимых источников питания СН.

В схемах укрупненного блока возможно присоединение трансформатора СН, предназначенного для питания СН только данного блока, между выключателем и генератором.

Использование обмотки низшего напряжения автотрансформаторов связи в качестве источников резервного питания собственных нужд допускается, если обеспечиваются:

-      допустимые колебания напряжения на шинах распределительных устройств СН при регулировании напряжения автотрансформатора, в противном случае необходима дополнительная установка регулировочного трансформатора;

-      допустимое по условию самозапуска электродвигателей суммарное реактивное сопротивление автотрансформатора, трансформатора собственных нужд и регулировочного трансформатора.

Схемы питания собственных нужд переменного тока:

Схемы собственных нужд переменного тока ГЭС должны выбираться с учетом обеспечения их надежности в нормальных, ремонтных и аварийных режимах. Электрическая схема собственных нужд может выполняться либо с одним напряжением - 0,4 кВ, либо с двумя напряжениями - 0,4 и 6(10) кВ. Необходимость напряжения 6(10) кВ определяется общей величиной и единичной мощностью потребителей СН, наличием электроприемников на напряжение 6(10) кВ, удаленностью потребителей и их структурой. Как правило, вариант с двумя напряжениями является предпочтительным, использование одного напряжения 0,4 кВ допустимо только для ГЭС небольшой мощности.

Выбор напряжения 6 или 10 кВ определяется с учетом наличия того или иного напряжения электроприемников СН на станции, а также с учетом принятого напряжения в местной энергосистеме. При прочих равных условиях предпочтение следует отдавать напряжению 10 кВ.

Распределительные устройства СН 6(10) и 0,4 кВ выполняются с одной системой сборных шин. Сборные шины распределительных устройств СН всех напряжений выполняются, как правило, двухсекционными. Каждая из секций присоединяется к отдельному источнику питания, которые, таким образом, являются взаиморезервирующими. На секционном выключателе, как правило, предусматривается устройство АВР.

Распределение электроэнергии от источников питания на напряжении 6(10) кВ производится с помощью комплектных распределительных устройств (КРУ), располагаемых в незатапливаемой части ГЭС. КРУ, как правило, выполняется с одной секционированной выключателем на две секции системой шин с устройством АВР. Каждая секция питается от независимого источника питания. При одном КРУ 6(10) кВ на ГЭС секционирование целесообразно выполнять двумя выключателями, а секции размещать в отдельных помещениях. Выбор способа заземления нейтрали в сети 6(10) кВ определяется проектом.

Распределение электроэнергии на напряжении 0,4 кВ организуется, как правило, с помощью комплектных трансформаторных подстанций 6(10)/0,4 кВ (КТП СН), располагаемых в незатапливаемой части ГЭС. Понижающие трансформаторы КТП подключаются к различным секциям КРУ 6(10) кВ или к другим независимым источникам питания. Распределительные устройства 0,4 кВ указанных КТП СН выполняются секционированными с АВР или без него.

Питание электроприемников 0,4 кВ осуществляется или непосредственно от КТП СН, или от вторичных распределительных устройств 0,4 кВ (сборки, шкафы и др.) в зависимости от мощности электроприемников и требований к надежности их питания.

Сеть 0,4 кВ выполняется с глухозаземленной нейтралью. Для защиты персонала питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220В с системой заземления TN-S или TN-C-S.

Электроснабжение потребителей СН, перерыв питания которых может привести к отказу в работе оборудования и систем, выполняющих защитные функции (пожарные насосы, системы вентиляции путей эвакуации, насосы откачки воды из проточной части гидротурбин и т.п.), к снижению нагрузки ГЭС, отключению или повреждению основного оборудования или к другим нарушениям технологического процесса производства и выдачи электроэнергии предусматривается от распределительных устройств, имеющих автоматическое резервирование питания.

Взаимно резервирующие потребители (например, двигатели МНУ) должны присоединяться к разным распределительным устройствам или секциям, питающимся от независимых источников.

Перерыв электроснабжения указанных потребителей при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для потребителей, не допускающих даже кратковременного перерыва питания (потребители АСУТП, связи), должны применяться агрегаты бесперебойного питания (АБП), резервное питание которых осуществляется от сети СН ГЭС постоянного тока (от аккумуляторной батареи).

Электроснабжение оборудования и систем, обеспечивающих нормальные параметры и условия функционирования технологического оборудования и сооружений (вентиляция, отопление, дренажные насосы, освещение), предусматривается от распределительных устройств с автоматическим резервированием питания или без него в зависимости от допустимого времени перерыва питания.

Электроснабжение потребителей, связанных с обеспечением хозяйственных и ремонтных служб (ремонтные мастерские, лаборатории, хозяйственное водоснабжение и т.п.), осуществляется от распределительных устройств без резервирования питания.

Наличие напряжения на каждой из секций КРУ 6(10) кВ, КТП СН и вторичных распределительных устройствах должно обеспечиваться независимо от режима работы ГЭС/ГАЭС (выдача или потребление мощности, режим СК) и состояния отдельных независимых источников питания («в работе» или «отключено»); при этом АВР, как правило, должно вступать в действие только при аварийных отключениях источников питания или при отклонении напряжения в пределах 25 - 40% номинального.

Схема СН должна обеспечивать самозапуск электродвигателей ответственных механизмов после отключения одного из трансформаторов и работы АВР.

Питание судоходных шлюзов, входящих в состав сооружений гидроузла, допускается осуществлять от распределительных устройств 6(10) кВ СН ГЭС (при отсутствии в районе расположения шлюзов надежного источника их электроснабжения).

Питание поселка при электростанции должно осуществляться от местных распределительных сетей.

Питание сетей рабочего освещения и аварийного освещения безопасности, предназначенного для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения, выполняется от двух независимых источников питания переменного тока, взаимно резервирующих друг друга.

Кроме того, на центральном пункте управления (ЦПУ) ГЭС, в зонах агрегатных щитов и других постов управления должны предусматриваться светильники аварийного освещения, постоянно подключенные к сети СН постоянного тока.

Светильники эвакуационного освещения должны быть присоединены к сети, не зависящей от сети рабочего освещения; резервное питание эвакуационного освещения рекомендуется осуществлять от сети СН постоянного тока, либо применять светильники со встроенными аккумуляторами.

Для помещений, в которых постоянно находятся люди или которые предназначены для постоянного прохода персонала, для световых указателей эвакуационного освещения должна быть обеспечена возможность автоматического включения освещения безопасности и эвакуационного освещения.

Электроснабжение механизмов основных и аварийных ремонтных затворов водоприемника и водосброса предусматривается, как правило, от двух сборок (шкафов), каждая из которых подключается к разным секциям распределительных устройств, имеющих независимые источники питания. Питание обогрева сороудерживающих решеток и пазов затворов может не резервироваться при наличии в проекте достаточного обоснования.

Питание кранов, находящихся в помещениях, осуществляется с помощью троллейного токосъемника, а находящихся на открытом воздухе - с помощью лыжного токосъемника (при необходимости - с обогревом) или посредством гибкого кабеля.

При значительных колебаниях напряжения в системе СН (более 5%) рекомендуется применение стабилизирующих устройств в сетях оперативного переменного тока, а также рабочего и аварийного освещения.

Выбор мощности трансформаторов и параметров оборудования собственных нужд:

Мощность любого трансформатора СН определяется, главным образом, получасовым максимумом нагрузки, получаемым в результате анализа всех потребителей СН с учетом возможного совпадения их одновременной работы (участие в максимуме нагрузки). При расчете допускается использовать метод коэффициента одновременности (спроса) нагрузок с учетом электроприемников, длительно находящихся в работе, и электроприемников большой мощности. Мощность каждого трансформатора должна быть проверена по условию пуска наиболее мощных электродвигателей.

Максимальную единичную мощность трансформаторов с низшим напряжением 0,4 кВ рекомендуется принимать 1000 кВА с напряжением короткого замыкания 8%. Трансформаторы меньшей мощности могут приниматься с напряжением короткого замыкания до 5,5(6)%. В отдельных случаях допускается применять трансформаторы мощностью 1600 кВА (или большей мощности) с напряжением короткого замыкания 8% с обязательной проверкой всей низковольтной аппаратуры на термическую и динамическую стойкость.

В качестве защитных аппаратов в цепях 0,4 кВ линий питания вторичных распределительных устройств и электродвигателей, а также в сетях освещения должны применяться автоматические выключатели (автоматы). Автоматы, предназначенные для защиты линий, питающих вторичные распределительные устройства, должны быть селективными, а автоматы, предназначенные для защиты электродвигателей, - быстродействующими.

К аппаратам защиты предъявляются следующие требования:

Ø достаточная чувствительность к многофазным и однофазным коротким замыканиям;

Ø надежное отключение предельных токов короткого замыкания, которые могут возникнуть в данной цепи;

Ø обеспечение селективной работы защитных аппаратов с ниже- и вышестоящими защитными аппаратами.

Кроме того, аппараты защиты должны обеспечивать защиту от перегрузки. При этом, не должно быть отключения цепи при кратковременных перегрузках, связанных с пуском и самозапуском электродвигателей.

Силовые кабели, предназначенные для подключения трансформаторных подстанций к КРУ 6(10) кВ, вторичных распределительных устройств и отдельных потребителей СН, должны выбираться по номинальному напряжению, номинальному току и проверяться по падению напряжения и по условию невозгорания.

При проверке по условиям невозгорания допускается принимать расчетные токи КЗ на расстоянии 20 м от начала кабельной линии напряжением до 1 кВ и 50 м от начала кабельной линии напряжением 6(10) кВ.

Билет 25