ЭлектрО

Схемы электрических соединений на генераторном напряжении.

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 МВ·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 черев секционный выключатель СВ, показана на рис. 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. 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. Отметим, что на рис. 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 (CP) дана на рис. 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 ШНВ (показаны пунктиром). Послед­нее решение связано с большими затратами, но делает схему более маневренной.

Шунтирование секционных реакторов допускается в тех случаях, когда после их шунтировки расчетный уро­вень токов к. з. не превосходит допустимый для элек­трооборудований.

 

Рис. 2. Схема с одной секционированной системой сборных шин, с секционными реакторами и шунтирующими разъединителями (выключателями).

 

Схема кольца. В схеме кольца, показанной на рис. 3, имеются четыре секции, соединенные с помо­щью секционных выключателей и реакторов. Для шун­тирования секционных реакторов предусмотрены шунти­рующие разъединители. Трансформаторы связи подклю­чены симметрично к секциям 1с и Зс. Нагрузка получает питание через групповые сдвоенные реакторы, а собст­венные нужды — по реактированным линиям с самостоя­тельными одинарными реакторами. Для надежного резервирования питания собственных нужд предусмот­рена специальная промежуточная сборка между первой секцией и первым трансформатором связи 1Т. 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).

Рис. 3. Схема кольца

 

Схема звезды. Схема звезды, показанная на рис. 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.

 

Рис. 4. Схема звезды.

 

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.

Использование схемы звезды связано с более слож­ными конструктивными решениями, чем схемы кольца, поэтому в отечественной 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. 5); при четырех секциях рабочая секционированная система шин соединяется в кольцо. 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

Рис. 5. Схема с двумя системами сборных шин (рабочая система разделена на две секции).

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 шиносоедииительным 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.