Выбор основного электрооборудования и разработка структурной схемы выдачи электроэнергии КЭС и АЭС.

Введение

Настоящее методическое пособие предназначено для практических занятий по дисциплинам «Электрическая часть электрических станций». «Производство электроэнергии» и «Электрооборудование АЭС» со студентами специальностей 1-43 01 01 – «Электрические станции», 1-43 01 02 – «Электроэнергетические системы и сети», 1-43 01 03 – «Электроснабжение» (по отраслям), 1-43 01 09 – «Релейная защита и автоматика», 1-43 01 04 – «Тепловые электрические станции», 1-43 01 08 – «Паротурбинные установки атомных электрических станций». Кроме того оно может быть руководством при самостоятельном выполнении ими курсового проекта и электрической части дипломного проекта (ДП).

До выполнения электрической части ДП уже определены в предыдущих разделах типы, количество, мощности, числа оборотов турбоагрегатов проектируемой станции. Кроме того в задании на ДП указаны напряжения выдачи электрической энергии и режимы электропотребления (величины максимальных и минимальных нагрузок) на каждом из них, либо эти данные выдаются.

В результате выполнение электрической части ДП начинается с выбора синхронных генераторов, соединяемых механически с турбинами, т.е. с определения их типов, мощности и других технических данных. При этом мощность генераторов принимается равной максимальной мощности турбин.

Далее формируют структурную схему выдачи электроэнергии станции, на которой показывают распределительные устройства, трансформаторы, генераторы и связи между ними. В схеме выбирают типы и мощности трансформаторов связи и блочных трансформаторов. После анализа структурной схемы с целью ее оптимизации она уточняется, и разрабатываются технически эквивалентные варианты. Определяются приведенные затраты каждого варианта и выбирается оптимальный.

В ДП студентов специальностей 1-43 01 04 1-43 01 08 структурная схема выдачи мощности принимается без технико-экономического обоснования. По принятой структурной схеме выдачи электроэнергии разрабатывают главную схему электрических соединений и схему электроснабжения собственных нужд каждого турбогенератора. Определяют типы, количество и мощности рабочих и резервных трансформаторов (реакторов) собственных нужд и места их подключения в главной схеме соединений станции. Намечают типы конструктивного исполнения всех распределительных устройств (РУ) станции.

После этого производят расчет токов трехфазных коротких замыканий (КЗ) в точках: на сборных шинах всех напряжений, и на выводах блочных генераторов. Далее по номинальным данным места установки выбирают токоведущие части и электрические аппараты главной схемы соединений и схемы собственных нужд. Проверяют выбранное электрооборудование на термическую и электродинамическую стойкость при КЗ и дополнительно по специфическим параметрам конкретного вида аппарата.

Затем выполняют чертеж главной схемы соединений с надписями на ней марок и параметров выбранного электрооборудования.

В соответствии с указанной последовательностью выполнения КП и ДП излагается материал настоящего пособия. При этом в каждом разделе даются краткие пояснения и приводятся примеры для КЭС и АЭС.

Из-за ограниченности объема настоящего пособия в нем приводится материал только по разработке структурных схем, главных схем и расчете токов КЗ в них.

В качестве руководства для выполнения других разделов, проектов можно использовать методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Электрическая часть электрических станций и подстанций» [10].

Выбор основного электрооборудования и разработка структурной схемы выдачи электроэнергии КЭС и АЭС.

К основному электрооборудованию электростанций относят генераторы и силовые трансформаторы. Генераторы в дипломном проекте подбираются к уже выбранным турбинам. По справочным данным (или результатам поиска в Интернете) подбирают тип, мощность генератора с соответствующим турбине числом оборотов.

При выполнении курсовых проектов студентами специальностей 1-43 01 01, 1-43 01 02, 1-43 01 03, 1-43 01 09, количество, типы и мощности турбин не определяются. Поэтому при выборе числа и мощности генераторов следует руководствоваться следующими соображениями:

1) все генераторы проектируемой станции принимаются однотипными и одинаковой мощности, допустимо применять генераторы двух типов;

2) число генераторов должно быть не менее двух и не более восьми;

3) единичная мощность генераторов не должна превышать 10% установленной мощности системы, включая мощностей проектируемой станции.

Все технические характеристики выбранных генераторов записываются в таблице.

Силовые трансформаторы (Т) структурной схемы выдачи мощности разделяют на блочные и связи. Блочные трансформаторы повышают напряжение генераторов до значения, при котором электроэнергия с шин РУ выдается в энергосистему. Мощность блочных Т определяется с учетом отбора мощности на генераторном напряжении (для питания собственных нужд и нагрузки, близко расположенных к станции потребителей энергии, если они имеются).

Мощность трансформаторов связи РУ разных напряжений определяется расчетным путем анализом перетоков мощности через них в максимальном, минимальном и аварийном режимах работы. Обычно устанавливают 2 трансформатора связи. При этом выбирают мощность трансформатора с учетом допустимой длительной аварийной перегрузки (по максимальному перетоку мощности).

Один трансформатор (АТ) связи устанавливают если оба РУ связываемых напряжений имеют другие источники питания. Его мощность определяют с учетом допустимой систематической нагрузки мощностью больше номинальной.

При выборе трансформаторов следует применять трехфазные трансформаторы. Только при отсутствии трехфазных трансформаторов необходимой мощности применяют группу из трех однофазных. Блочные трансформаторы от генераторов которых есть отбор мощности только на собственные нужды, не имеют регулировки напряжения под нагрузкой (за исключением блочных автотрансформаторов (АТ). Трансформаторы связи обязательно имеют регулировку напряжения под нагрузкой. Если трансформаторы связи связывают 2 РУ, низшее напряжение которых равно или больше 110 кВ, то вместо трансформаторов применяют более экономичные АТ.

Блочные трансформаторы генераторов, от которых осуществляется отбор мощности на генераторном напряжении для питания близко расположенных потребителей обязательно должна иметь регулировку напряжения под нагрузкой.