Выбор основного электрооборудования и разработка структурной схемы выдачи электроэнергии ТЭЦ

В ведение

Настоящее издание является 2 частью методического пособия для практических занятий по дисциплинам «Электрическая часть электрических станций», «Производство электроэнергии», «Электрооборудование АЭС», «Электрооборудование электростанций». В первой части, содержащей 4 раздела и 5 примеров, рассматривались вопросы разработки структурных и главных схем КЭС и АЭС, расчета токов КЗ для выбора оборудования. Во второй части пособия рассматриваются вопросы разработки главных схем ТЭЦ и выбора электрооборудования и токоведущих частей электростанций. Даются рекомендации по выполнению чертежа главной схемы соединений электростанции.

Разработка главной схемы электрических соединений и схемы электроснабжения собственных нужд ТЭЦ

ТЭЦ – электрические станции, предназначенные для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов электрической и тепловой энергией. Специфика их электрической части состоит в том, что располагаясь в городах или на территории промышленных предприятий они выдают электроэнергию близко расположенным потребителям на генераторном напряжении (6 или 10 кВ). Для этого на ТЭЦ сооружаются генераторные распределительные устройства (ГРУ). ГРУ, как правило, сооружаются с одной секционированной выключателем и токоограничивающим реактором системой шин. Число и мощность генераторов, присоединенных к ГРУ должно быть таким, чтобы при остановке одного генератора, оставшиеся в работе полностью обеспечивали питание подключенных к ГРУ потребителей. При этом число генераторов, подключенных к ГРУ, не должно превышать четырех и каждый из них присоединяется к отдельной секции ГРУ.

Связь с энергосистемой и выдача избыточной мощности осуществляется на повышенном напряжении 110, 220 или 330 кВ, для чего на ТЭЦ сооружаются РУ повышенного напряжения. ГРУ соединяются с РУ повышенного напряжения через трансформаторы связи. Обычно устанавливаются два трансформатора связи, которые должны обеспечить выдачу всей избыточной мощности в любых режимах работы станции.

При больших тепловых нагрузках на ТЭЦ устанавливаются турбоагрегаты больших единичных мощностей – 120 МВт и более. Поскольку номинальные напряжения генераторов таких мощностей превышают 10 кВ (15,75; 18 или 20 кВ), то они соединяются в блоки с повышающими трансформаторами и выдают электроэнергию на шины РУ 110 – 330 кВ. В этом случае потребители 6-10 кВ получают питание от потребительских КРУ.

Потребительские КРУ имеют одну или две секционированных нормально отключенным секционным выключателем системы шин. Секции КРУ присоединяются через понижающие трансформаторы к двум генераторам ТЭЦ.

В случае, когда генераторы ТЭЦ имеют номинальное напряжение 6 или 10 кВ, а мощность местных потребителей меньше мощности одного генератора, то ГРУ не сооружают. Для электроснабжения местных потребителей создается потребительское КРУ, получающее энергию на генераторном напряжении от двух генераторов через токоограничивающие реакторы. Выдача избыточной мощности этих генераторов осуществляется в РУ повышенного напряжения через блочные трансформаторы.

Потребители электроэнергии собственных нужд питаются от секций собственных нужд 6 кВ. Секции собственных нужд 6,3 кВ получают энергию от генераторов через реакторы – если напряжение генераторов 6,3 кВ, или через трансформаторы - когда напряжение генераторов больше 6,3 кВ.

На ТЭЦ с ГРУ реакторы или трансформаторы собственных нужд подключаются к шинам секций ГРУ. В случае применения потребительского КРУ реакторы или трансформаторы собственных нужд присоединяются к генераторам. Количество секций собственных нужд 6,3 кВ обычно равно числу котлов. Мощность реакторов или трансформаторов собственных нужд выбираются по выражению (4) первой части пособия. Схемы собственных нужд блоков генератор – трансформатор ТЭЦ выполняются также, как и на КЭС.      

Выбор основного электрооборудования и разработка структурной схемы выдачи электроэнергии ТЭЦ

5.1.1. Составление структурной схемы ТЭЦ

На рис. 5.1. показаны типовые структурные схемы ТЭЦ.

        а)              б)                                             в)

Рис.5.1 Структурные схемы ТЭЦ

На ТЭЦ все генераторы присоединяются ГРУ и должны быть одинаковой мощности. Допускается применение генераторов двух разных типов. Мощности генераторов и число оборотов подбираются по мощности и числу оборотов турбин. Если мощность потребителей местной нагрузки превышает 30% суммарной мощности генераторов, в этом случае необходимо сооружать ГРУ.

Количество генераторов, присоединенных к ГРУ зависит от нагрузки 6-10 кВ и находится в диапазоне от 2 до . На рис. 5.1а два генератора присоединены к ГРУ, а один, более мощный – к РУ ВН. Линии РУ ВН осуществляют связь с энергосистемой.

Если вблизи ТЭЦ предусматривается сооружение энергоемких производств, то их питание может осуществляться по ВЛ 35-110 кВ.

В этом случае на ТЭЦ предусматривается РУ среднего напряжения (см.рис.5.1б). Связь между РУ разного напряжения осуществляется с помощью трехобмоточных трансформаторов или автотрансформаторов.

При незначительной нагрузке на напряжении 6-10 кВ целесообразно блочное соединение генераторов с повышающими трансформаторами без поперечной связи на генераторном напряжении. Это уменьшает токи короткого замыкания и позволяет вместо дорогостоящего ГРУ применить КРУ для питания местной нагрузки (рис.5.1в).