Требования к содержательной части отчета.

Изучение схем электрических соединений на генераторном напряжении

Методические указания

по выполнению лабораторной работы № 4

Дисциплина – «Электрооборудование источников энергии,

электрических сетей и промышленных предприятий»

Направление подготовки – 140400.62 «Электротехника

и электроэнергетика»

Орёл 2013

Автор: доктор технических наук, профессор А.Н. Качанов

Рецензент: доктор технических наук, профессор В.И. Загрядцкий

Методическое указание содержит программу выполнения лабораторной работы «Изучение схем электрических соединений на генераторном напряжении», описание электрических схем станций и подстанций и контрольные вопросы. Указания предназначены для студентов очной формы обучения направления подготовки бакалавров 140400.62 «Электротехника и электроэнергетика» по дисциплине «Электрооборудование источников энергии, электрических сетей и промышленных предприятий». (Продолжительность лабораторного занятия 4 часа. Домашняя работа – 2 часа)

Редактор Коренков Д.А.

Технический редактор Коренков Д.А.

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Государственный университет - учебно-научно-

производственный комплекс»

Подписано к печати. Формат 60x84 1/16.

Печать офсетная. Уч. изд. л. ____. Усл. печ. л. ____. Тираж 50 экз.

Заказ № ________

Отпечатано с готового оригинал-макета

на полиграфической базе ФБГОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК»,

302030, г. Орел, ул. Московская, 65.

Лабораторная работа № 4

Изучение схем электрических соединений на генераторном напряжении

Цель работы: изучение схем электрических соединений на генераторном напряжении применяемых на электрических станциях.

Краткие теоретические сведения и постановка задачи исследований

2.1. Общие сведения

На генераторном напряжении ТЭЦ обычно применяют следующие схемы: с одной секционированной системой сборных шин (с двумя-тремя секциями), с одной секционированной системой сборных шин кольцевого типа (схема «кольца») или с уравнительной системой шин (схема «звезды»), с двумя системами сборных шин и с одним выключателем на цепь (с двумя-четырьмя секциями), а также при большом числе генераторов различные модификации этих схем.

По условиям электродинамической стойкости электрооборудования на каждую секцию, как правило, подключают (коммутируют) генераторы мощностью не свыше 60 МВт при генераторном напряжении 6 кВ и не свыше 100 МВт при 10 кВ. С учетом трансформаторов связи ТЭЦ с системой это ограничение позволяет иметь на сборных шинах приемлемый уровень тока к. з. В случае необходимости дополнительного ограничения уровня токов к з. на ТЭЦ устанавливают секционные реакторы. В существующих типовых схемах ТЭЦ мощность к.з. на сборных шинах не превышает 750÷900 MB·А при напряжении 6 кВ и 1500÷1800 MB·А при 10 кВ, а у потребителей – соответственно 200 и 350 MB·А.

Ввиду возможности реверсивного режима работы трансформаторы связи ТЭЦ с системой выбирают с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН).

Схема с одной секционированной системой сборных шин. Схема с двумя секциями 1с и 2с, объединенными через секционный выключатель СВ, показана на рис. 1.1. В цепях линий установлены выключатели В, а также шинные ШР и линейные ЛР разъединители. Схема проста, наглядна и обеспечивает достаточную надежность питания потребителей, если каждый из них связан с

ТЭЦ двумя линиями, подсоединенными к разным секциям. Разъединители служат для обеспечения видимого разрыва при ремонтных работах и не являются оперативными элементами. Блокировка между разъединителями и выключателями проста, ошибочные операции с разъединителями при исправной блокировке практически исключены.

Рис. 1.1. Одна секционированная система сборных шин.

Недостатком схемы является потеря источников, присоединенных к секции, при к.з. на секции, ремонте сборных шин секции и любого из ее шинных разъединителей. При большем числе генераторов схема выполняется с тремя секциями. Схема применяется при числе присоединений на секцию до шести –восьми. При большем числе присоединений используют схемы с двумя системами сборных шин. На рис. 1.1 и на последующих рисунках показаны схемы подключения собственных нужд ТЭЦ для случая, когда генераторное напряжение равно 6 кВ. При генераторном напряжении 10 кВ питание собственных нужд осуществляется с помощью трансформаторов 10/6 или 10/3 кВ, подключенных по тем же схемам.

Для ограничения уровня токов к.з. на ТЭЦ применяют секционные реакторы. Схема с тремя секциями и двумя секционными реакторами (СР) дана на рис. 1.2. Для выравнивания напряжения на секциях сборных шин и улучшения условий питания нагрузки при отключении любого из генераторов (трансформаторов) в схеме предусмотрены шунтирующие разъединители ШНР

или выключатели ЩНВ (показаны пунктиром). Техническая реализация данного решения связана с большими затратами, однако схему является более маневренной.

Рис. 1.2. Схема с одной секционированной системой сборных шин, с секционными реакторами и шунтирующими разъединителями (выключателями)

Шунтирование секционных реакторов допускается в тех случаях, когда после их шунтировки расчетный уровень токов к.з. не превышает допустимого значения для электрооборудования.

Схема кольца.В схеме кольца, приведенной на рис. 1.3, имеются четыре секции, соединенные между собой с помощью секционных выключателей и реакторов. Для шунтирования секционных реакторов предусмотрены шунтирующие разъединители. Трансформаторы связи подключены симметрично к секциям 1с и З с. Нагрузка получает питание через групповые сдвоенные реакторы, а собственные нужды – по реактированным линиям с самостоятельными одинарными реакторами. Для надежного резервирования питания собственных

Рис. 1.3. Схема кольца

нужд предусмотрена специальная промежуточная сборка между первой секцией и первым трансформатором связи 1 T . Секционные реакторы рассчитывают на режим питания нагрузки секции при выходе из строя генератора или трансформатора связи секции, а также на режим выдачи избыточной мощности с секции при отказе одного из элементов (трансформатора связи, секционного выключателя).

Схема звезды. Схема звезды, показанная на рис. 1.4, имеет четыре секции, соединенные между собой с помощью уравнительной системы шин УСШ и реакторов. Предусмотрена возможность шунтирования реакторов разъединителями. Нагрузка и собственные нужды ТЭЦ питаются по отдельным реактированным линиям. Реакторы уравнительной системы шин рассчитываются на режим питания секции при выходе из строя одного из питающих ее элементов (генератора, трансформатора связи), и на режим выдачи избыточной мощности секции в нормальном, ремонтном и послеаварийном режимах.

Рис.1.4. Схема звезды.

Использование схемы звезды связано с более сложными конструктивными решениями, чем схема кольца, поэтому на практике она не нашла широкого применения.

Схема с двумя системами сборных шин и с одним выключателем на цепь. На генераторном напряжении ТЭЦ широкое распространение нашли схемы с двумя системами сборных шин (рабочей и резервной) и с секционированием рабочей системы шин на две – четыре секции. При двух-трех секциях применяется прямолинейная система шин (рис. 1.5); при четырех секциях рабочая секционированная система шин соединяется в кольцо.

Рис. 1.5. Схема с двумя системами сборных шин (рабочая система разделена на две секции)

Резервная система шин, как правило, не секционируется. В схеме кроме секционных выключателей имеются так называемые шиносоединительные выключатели ШСВ. Наличие последних позволяет отказаться от установки выключателей или разъединителей, шунтирующих секционные реакторы. Нагрузки и собственные нужды питаются от сборных шин отдельными линиями. При необходимости эти линии дополнительно реактируются. Каждое присоединение подключается к сборным шинам с помощью двух разъединителей, один из которых нормально отключен. Шинные разъединители являются не только ремонтным, но и оперативным элементом, что снижает надежность работы распределительного устройства генераторного напряжения (ГРУ), выполненного по такой схеме.

Достоинствами схемы с двумя системами сборных шин являются возможность ремонта любой секции и резервной системы шин без перерыва питания потребителей и возможность ремонта любого шинного разъединителя с отключением лишь одного присоединения соответствующей цепи (остальные присоединения переводятся на другую систему шин). При повреждении на секции ее потребители теряют питание только на время переключения оперативным персоналом соответствующих присоединений на резервную систему шин. Наличие шиносоединительных выключателей позволяет: переводить любые присоединения с рабочей системы шин на резервную без их отключения; заменять в случае необходимости выключатели присоединений шиносоединительными выключателями; отключать шиносоединительным выключателем любое присоединение данной секции, если оно по какой-либо причине не может быть отключено своим выключателем (утечка масла из выключателя, отказ привода и т.п.). Перечисленные качества схемы способствуют повышению надежности электроснабжения потребителей.

Однако схема с двумя системами сборных шин имеет и ряд недостатков: распределительное устройство, выполненное по этой схеме, конструктивно сложнее и дороже, чем при схеме с одной системой сборных шин; оно имеет и более сложные блокировки между выключателями и разъединителями. Использование шинных разъединителей в качестве оперативных элементов, несмотря на наличие блокировок, приводит к авариям из-за ошибочных действий персонала, что снижает надежность схемы в целом.

Схема с двумя системами сборных шин применяется при большом числе присоединений на секцию (более 6–8), особенно в тех случаях, когда потребители питаются по нерезервируемым линиям.

Порядок выполнения работы

3.1. Изучить теоретическую часть.

3.2. Зарисовать схемы: с одной секционированной системой сборных шин (с двумя-тремя секциями), с одной секционированной системой сборных шин кольцевого типа (схема «кольца») и с уравнительной системой шин (схема «звезды»), с двумя системами сборных шин и с одним выключателем на цепь (с двумя-четырьмя секциями).

3.3. Перечислить основное электрооборудование, входящее в состав схем по п. 3.2.

Требования к содержательной части отчета.

Отчет должен содержать схемы соединения по п. 3.2. и информацию по п. 3.3.

Контрольные вопросы.

5.1. Сколько секций может быть в схеме «Одна секционированная система СШ» при большом числе генераторов, установленных на ЭС?

5.2. Объясните особенности исполнения схемы с одной секционированной системой сборных шин.

5.3. Объясните особенности исполнения и режимы работы схемы кольца.

5.4. Объясните особенности исполнения и режимы работы схема звезда.

5.5. Объясните особенности исполнения и режимы работы схемы с двумя системами сборных шин и с одним выключателем на цепь. Как обеспечивается питание потребителей СН ТЭЦ при генераторном напряжении 10 кВ?

5.6. Как обеспечивается питание потребителей СН ТЭЦ при генераторном напряжении 10 кВ?

5.7. Назовите недостатки схемы с двумя системами сборных шин.

Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 75; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!