Виды схем распределительных устройств электростанций

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Наиболее простым видом главной схемы, появившейся раньше других, является схема с одной несекционированной системой шин (рис. 4.1, а), достоинства которой заключаются в крайней простоте, хорошей наглядности в натуре и минимальных затратах на сооружение РУ. Однако такая схема не обеспечивает достаточной надежности электроснабжения. Повреждение шин, шинных разъединителей или любого выключателя вызывает полное погашение всех присоединений. Ремонт шин требует прекращения электроснабжения всех потребителей. Ревизия любого выключателя также сопряжена с необходимостью погашения его присоединения на

все время производства работ.

Уменьшить объем погашений при одной системе шин возможно ее секционированием (рис. 4-1, б). Однако существенного уменьшения

объема погашений в такой схеме при авариях можно добиться только при глубоком ее секционировании, когда число секций равно числу присоединений. Это делает схему неэкономичной, причем необходимость погашения присоединений при ремонте их выключателей остается. Замена части выключателей секционными разъединителями для удешевления секционированной схемы значительно понижает ее надежность и может быть допущена только на небольших малоответственных установках в тех случаях, когда определяющими являются ремонтные условия. Повышение надежности схемы с одной системой шин может быть достигнуто превращением ее в кольцевую путем соединения между собою концов шин (рис. 4.1, в).

Схема с одной рабочей и одной обходной системами шин обладает достоинствами: ревизия любого выключателя может выполняться без перерыва работы присоединения;

отсутствуют разъединители шинной развилки (исключаются ошибки персонала).

С хема имеет следующие недостатки: необходима установка обходного и секционного выключателей, ревизия основной рабочей системы шин невозможна без погашения присоединений; короткое замыкание на рабочей системе шин приводит к погашению всех присоединений одной секции; повреждение секционного выключателя приводит к погашению всех присоединений обеих секций.

Схема с двумя рабочими системами шин (рис. 4.6). Наличие шиносоединительного выключателя позволяет осуществлять произвольное разделение присоединений между системами шин, при этом создаются различные варианты эксплуатационных схем сети в зависимости от требований системы и условий работы электростанции. Секционные выключатели уменьшают возможный объем погашений при коротких замыканиях на шинах.

Преимущества схемы с двумя рабочими системами шин заключаются, во-первых, в возможности быстрого восстановления питания присоединений при коротком замыкании на одной из секций путем переключения их на неповрежденную систему шин и, во-вторых, в значительном облегчении ремонта шин и шинных разъединителей.
Р емонт выключателя присоединения здесь возможен только при установке съемных обходных перемычек и переводе действия релейной защиты присоединения на

шиносоединительный выключатель, который в этой схеме заменяет ревизуемый выключатель. Так как установка перемычек вместо выключателя производится при снятом с присоединения напряжении, подготовка выключателя к ремонту неизбежно вызывает перерыв в работе этого присоединения.
Схема с двумя основными и одной обходной системами шин (рис. 4.7) с одним выключателем на цепь, обладая всеми достоинствами простой схемы с двумя системами, имеет более высокую ремонтопригодность.

Для мощных блочных электростанций широкое применение получили полуторные схемы и схемы 4/3, а также схемы “чистых” блоков генератор — трансформатор — линия (Г—Т—Л). Полуторная схема (рис. 4.8, а) имеет следующие преимущества:

ревизия любого выключателя или системы шин производится без нарушения работы присоединений и с минимальным количеством операций при выводе этих элементов в ремонт, разъединители выполняют только ремонтные функции (обеспечение видимого разрыва до элементов РУ, находящихся под напряжением); обе системы шин могут быть отключены одновременно без нарушения работы присоединений. Как видно, полуторная схема сочетает надежность схемы со сборными шинами и маневренность схемы многоугольника. К недостаткам полуторной схемы относят большое число выключателей и трансформаторов тока, усложнение релейной защиты присоединений и необходимость выбора выключателей и всего остального оборудования на удвоенные номинальные токи.

Повышенное количество выключателей в полуторной схеме частично компенсируется отсутствием междушинных выключателей.

С хема 4/3 (рис. 4.8, б) сходна с полуторной, но более экономична, так как в ней приходится не на 1/2 выключателя на цепь больше, чем в схеме с двойной системой шин, а только на 1/3.

Схемы «чистого» блока Г—Т—Л применяются только при напряжениях 110 — 220 кВ и при относительно малых длинах блочных линий, так как в этих схемах плохо используются возможности блочных линий: их пропускная способность при напряжениях 330—750 кВ значительно превышает мощность блочных генераторов, а при остановке генератора в ремонт линия блока не может быть использована для уменьшения потерь в сети (рис. 4.9).

5 Технико-экономическое сравнение двух вариантов структурных схем проектируемой электростанции

Определим потери электроэнергии трансформаторов подключенных к шинам высокого и среднего напряжения:

∆ W=∆ P_x∙ Т+∆ P_к ∙ τ, (15)

где ∆ P_x - потери холостого хода, кВт;

Т- время эксплуатации, равное 8760 ч;

∆ Р_к - потери к.з. трансформатора, кВт;

S_max – максимальная мощность нагрузки трансформатора, МВА;

S_ном – номинальная мощность силового трансформатора, МВА;

τ – продолжительность максимальных потерь, ч.

τ =(0, 124+Т_уст∙ 10^-4)²∙ Т, (16)

где Т_уст – установленная продолжительность работы энергоблока, ч.

Определим потери электроэнергии в автотрансформаторе связи:

∆ W=∆ P_x∙ Т+∆ P_кв ∙ τ +∆ P_кс ∙ τ, (17)

где ∆ Р_кв– удельные потери в обмотке высшего напряжения, кВт;

∆ Р_кс - удельные потери в обмотке среднего напряжения, кВт;

S_max_с - наибольшая нагрузка обмоток среднего напряжения, МВА;

S_max_в– наибольшая нагрузка обмоток высшего напряжения, МВА.

Определим потери в обмотках высшего и среднего напряжения:

∆ Р_кв =0, 5∙ (∆ P_{к в-с}+ - ), (18)

где ∆ Р_в-с – потери к.з. для высшего и среднего напряжения, кВт;

∆ Р_с-н- потери к.з. для среднего и низшего напряжения, кВт;

К_выг – коэффициент выгоды.

К_выг= , (19)

где U_в – сторона высшего напряжения, кВ;

U_с - сторона среднего напряжения, кВ.

∆ Р_кс =0, 5∙ (∆ P_{к в-с}+ - ), (20)

где ∆ Р_в-н - потери к.з. для высшего и низшего напряжения, МВт.

Определим наибольшую нагрузку обмоток высшего и среднего напряжения, аварийный режим не учитывать:

(21)

где S_max_расч – наибольшая нагрузка обмотки высшего и среднего напряжения, МВА.

Определим суммарные годовые потери электроэнергии:

∆ W_∑=n∙ ∆ W_блочн+∆ W_АТС, (22)

где ∆ W_блочн - суммарные годовые потери электроэнергии блочного трансформатора, кВт∙ год;

∆ W_АТС - суммарные годовые потери электроэнергии автотрансформатора связи, кВт∙ год.

Определим суммарные капиталовложения вариацию:

∑ К =n∙ К_блочн+ n∙ К_АТС, (23)

где К – стоимость одного трансформатора, тыс.руб.

Определим годовые эксплуатационные издержки:

И= ∙ ∑ К+β ∙ ∆ W_∑∙ 10^-5, (24)

где Р_а - нормативные отчисления на амортизацию, %. Принимать 6, 4;

Р_о - нормативные отчисления на обслуживание, %. Принимать 2;

β - стоимость потерь электрической энергии, кВт∙ год. Принимать 0, 5.

Определим общие затраты:

∑ З=Р_н∙ ∑ К+И, (25)

где Р_н – нормативный коэффициент экономической эффективности. Принимать 0, 12

Для более удобного и наглядного сравнения двух вариантов структурных схем составим таблицу.

Номер схемы	Суммарные годовые потери , ч	Суммарные капиталовложения , тыс.руб.	Годовые эксплуатационные издержки , тыс.руб.	Общие затраты , тыс.руб

Таблица 5.1 – Сравнение двух вариантов структурных схем

После заполнения таблицы необходимо сделать вывод, какой вариант структурной схемы является наиболее выгодным.

12 3 Следующая ⇒