Электрические схемы, устройство и выбор источников оперативного тока в электроустановках

курсе лекций рассмотрены электрические схемы, устройство и выбор источников оперативного тока в электроустановках. Дано описание и характеристика основных видов управления высоковольтными аппаратами и принципов построения схем дистанционного управления выключателями, приведены типовые схемы дистанционного управления вакуумными выключателями. Большое внимание уделено режимам заземления нейтрали в распределительных сетях 6-35 кВ. Подробно рассмотрены вопросы расчета и устройства компенсированного и резистивного заземления нейтрали. Приведены методики расчета и устройства электрических заземлений, устройств молниезащиты и ограничителей перенапряжения.

 Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого 2010

1. Технологические процессы и основное оборудование электроустановок

В настоящее время электроэнергия вырабатывается на следующих типах электростанций:

1)  тепловые электростанции, которые подразделяются на конденсационные (КЭС) и теплофикационные ТЭЦ;

2)  атомные электростанции АЭС;

3)гидравлические электростанции (ГЭС);

4) Газотурбинные (ГТУ) и парогазотурбинные установки (ПГТУ).

Незначительная доля в выработке электроэнергии приходится на дизельные электростанции (ДЭС). Они в большей части используются в качестве резервных источников питания.

Особое внимание уделяется электроустановкам работающим на возобнавляемых энергоресурсах. К таким электроустановкам относятся  ветроэлектростанции (ВЭС), солнечные  и др.

В республике Беларусь электроэнергия преимущественно вырабатывается на тепловых электростанциях. В настоящее время прорабатываются технические условия строительства атомной электростанции. Реальные перспективы строительства мощной гидростанции в республике отсутствуют в виду незначительного потенциала гидроресурсов. 

1.1. Характеристика технологических процессов на электростанциях 

Конденсационные электростанции это тепловые электростанции, которые выполняются по блочной структуре в электрической и тепловой части. На КЭС весь отработанный пар пропускается через конденсатор. 

Рис.1.1   Технологическая схема конденсационной электростанции 1-парогенератор; 2-пароперегреватель; 3-ступень турбины высокого давления; 4- ступень турбины низкого давления; 5- промежуточный перегреватель;6- конденсатор; 7-конденсатный насос; 8-питательный насос; 9генератор; 10-повышающий трансформатор.

Теплофикационные электростанции (теплоэлектроцентали - ТЭЦ) предназначены для централизованного теплоснабжения горячей водой и паром, а также для выработки электроэнергии. При комбинированной выработке тепловой и электрической энергии общий КПД оказывается выше у ТЭЦ, т.к. меньшее количество тепла теряется в конденсаторе. Принципиальная технологическая схема ТЭЦ представлена на рис.1.2.

Рис.1.2. Технологическая схема ТЭЦ

1-парогенератор; 2-пароперегреватель; 3-ступень турбины высокого давления; 4- ступень турбины низкого давления; 5- промежуточный перегреватель; 6-отбор пара для производства;7- отбор пара для отопления; 8бойлер;9- конденсатор; 10-конденсатный насос; 11-подогреватель низкого давления; 12- деаэратор; 13-питательный насос; 14-подогреватель высокого давления.

Атомные электростанции – это электростанции использующие энергию ядерных реакций.

На территории бывшего Советского  Союза применяются на атомных электростанциях три основных типа реакторов: РБМК ; ВВЭР; БН. Технологическая схема водо-водяного энергетического реактора (ВВЭР) приведена на рис.1.3.

Рис.1.3. Технологическая схема блока АЭС с реактором ВВЭР 1- реактор; 2- парогенератор; 3- турбина; 4- генератор; 5-конденсатор; 6конденсатный насос; 7-циркуляционный насос первого контура.

Газотурбинные и парогазотурбинные установки относительно небольшой мощности применяются  для производства тепловой и электрической энергии. Их основное достоинство : возможность максимального приближения к центрам потребления тепловой и электрической энергии, быстрота сооружения, относительно невысокая стоимость.

Рис.1.4.  Технологическая схема газотурбинной установки

1-разгонный двигатель; 2- камера сгорания; 3- компрессор; 4- газовая турбина

Гидроэлектростанции используют для выработки электроэнергии энергию