ЭлектрО

Собственные нужды электроустановок

Установки собственных нужд являются важным эле­ментом электрических станций и подстанций. Повреж­дения в системе собственных нужд неоднократно приво­дили к нарушению работы электростанций и к аварий­ному состоянию энергосистем.

Состав электроприемников собственных нужд, потреб­ляемые ими мощность и энергия зависят от типа элек­тростанции (подстанции), вида топлива, мощности агре­гатов и т. п. В табл. 1 приведены ориентировочные значения максимальной нагрузки собственных нужд Pс.н.макс, отнесенные и установленной мощности электростанций Руст, расхода энергии на собственные нужды W_с.н. в процентах от годовой энергии W_выр выработан­ной, электростанцией, суммарного коэффициента спроса электроприемников собственных нужд и данные по собственным нуждам подстанций.

Таблица 1

 

В проектной практике коэффициент спроса принима­ют дифференцированно для разных групп потребителей: от 0,35 (для мелких электродвигателей мощностью до 100 кВт и прочих нагрузок сети 380/220 В) до 0,9 (для крупных электродвигателей 3—10 кВ, постоянно нахо­дящихся в работе).

Выбор схем собственных нужд электроустановок производят с учетом состава и характеристик электро­приемников, мощности приводных механизмов, требова­ний к надежности электроснабжения отдельных групп потребителей и т. д. Распределение расхода электро­энергии по отдельным группам потребителей ТЭЦ и КЭС дано в табл. 2.

 

Таблица 2

Электроприемники собственных нужд по их влиянию на технологический режим электроустановки условно делят на ответственные и неответственные. К ответствен­ным относят электроприемники, выход из строя которых может привести к нарушению нормальной работы или к аварии на электростанции или подстанции. Такие электроприемники требуют особо надежного питания.

Основным приводом механизмов собственных нужд являются асинхронные короткозамкнутые электродвига­тели различного исполнения с прямым пуском. Для ти­хоходных механизмов (шаровые мельницы), а также для очень мощных механизмов находят применение син­хронные электродвигатели. Для механизмов, требую­щих регулирования частоты вращения в широких преде­лах, применяют двигатели постоянного тока, а также асинхронные двигатели с дросселями насыщения или с управляемыми тиристорами в цепи статора.

На электростанциях обычно принимают две ступени напряжения собственных нужд: высшее (3, 6 или 10 кВ) — для питания мощных электроприемников и низшее (380/220 В с заземленной нейтралью) — для пи­тания мелких электроприемников. Напряжение 660 В на отечественных электрических станциях и подстанциях пока не используется. Принятие той или иной системы напряжений зависит, в частности, от технико-экономи­ческих характеристик выпускаемых промышленностью электродвигателей. При одной и той же мощности асин­хронные двигатели более низкого напряжения дешевле, чем двигатели более высокого напряжения. Однако по конструктивным и режимным (уровень токов к. з., ус­ловия самозапуска) соображениям увеличение мощно­сти двигателей приводит к необходимости увеличивать их номинальное напряжение.

В настоящее время промышленность выпускает элек­тродвигатели 380 В мощностью до 400 кВт, а электро­двигатели 3—6 кВ, начиная с мощности 160—200 кВт. Двигатели 10 кВ могут иметь сопоставимые технико-экономические показатели, только начиная с мощности 630 кВт_.

На КЭС, ТЭЦ, а также АЭС высшее напряжение си­стемы собственных нужд, как правило, принимается рав­ным 6 кВ; при расширении электростанций, уже имею­щих напряжение 3 кВ, а также на электростанциях средней мощности с генераторным напряжением 10 кВ экономически оправданным может быть использование напряжения 3 кВ. На КЭС с агрегатами мощностью 800—1200 МВт и соответственно с крупными механизма­ми собственных нужд целесообразно применение напря­жения 10 кВ.

На ГЭС электродвигатели основных механизмов пи­таются от сети 380/220 В, а электродвигатели крупных механизмов — от сети 6(10) кВ. На подстанциях в си­стеме собственных нужд принимается напряжение 380/220 В.

В системе собственных нужд на всех напряжениях применяется схема с одной секционированной системой сборных шин, причем рабочее питание электроприемни­ков одного элемента (котла, гидроагрегата) производит­ся на напряжениях 3—10 кВ и 380/220 В по блочной схе­ме от одного первичного источника, а резервное — от другого.

Предельная мощность трансформаторов собственных нужд 3—10/0,4 кВ в настоящее время принимается рав­ной 1000 кВ·А при напряжении короткого замыка­ния 8%. Предельная мощность в основном лимитирует­ся коммутационной способностью автоматов 0,4 кВ. При меньшей мощности трансформаторов принимаются сни­женные напряжения короткого замыкания (4,5—5,5%). В цепях двигателей и питающих линий сборок 0,4 кВ устанавливаются автоматы. Установка более дешевых, но менее надежных и неавтоматических аппаратов (пре­дохранителей) допускается только в цепях освещения, сварки и неответственных двигателей, не связанных с основным технологическим процессом (мастерские, лаборатории и т. п.). В отдельных случаях для ограниче­ния уровней токов к. з. в сети 0,4 кВ используют реак­торы.