Проектирование схем электроснабжения собственных нужд и установок постоянного тока тепловых электрических станций: Учебно-методическое пособие

системой собственных нужд понимают совокупность элементов, обеспечивающих надежную и экономичную работу основных агрегатов электрической станции. В эту совокупность входят агрегаты собственных нужд, сети, распределительные устройства, трансформаторы, независимые источники питания и система управления.

Для электроприемников собственных нужд используют два уровня напряжения (рис. 1).

A

П

Рис. 1

Для питания крупных электродвигателей собственных нужд применяется напряжение 6 кВ, для блоков 800 МВт и выше может применяться напряжение 10 кВ и 0,66 кВ. В настоящее время в справочной литературе отсутствуют данные об аппаратах и электродвигателях на эти напряжения, поэтому в дальнейшем собственные нужды на этих напряжениях не рассматриваются.

Для электродвигателей переменного тока собственных нужд мощностью до 400 кВт применяется сеть напряжением 0,38 кВ, выполняемая с заземленной нейтралью для питания сети освещения 220 В. Питание сети освещения и сети электродвигателей 0,38 кВ производится  от общих трансформаторов.

Электродвигатели собственных нужд применяются, как правило, асинхронные с короткозамкнутым ротором.

Для привода крупных механизмов собственных нужд, в случаях, когда это дает технико-экономический эффект, могут применяться синхронные двигатели.

2.  ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ СОБСТВЕННЫХ НУЖД 6 кВ

2.1.  Организация рабочего питания

2.1.1.  Присоединение рабочих источников питания

На электростанциях, на которых все генераторы включены на сборные шины генераторного напряжения, электроснабжение собственных нужд осуществляется от этих шин. Пример подключения трансформаторов собственных нужд ТСН1, ТСН2, ТСН3 показан на рис. 2.

На электростанциях, на которых все генераторы включены по схеме блоков генератор-трансформатор, питание собственных нужд осуществляется путем устройства ответвлений от блоков с установкой в цепях этих ответвлений реакторов  или  трансформаторов,  как  показано  на рис. 3.

При наличии выключателя между генератором и трансформатором ответвление присоединяется, как правило, между выключателем и трансформатором.

На электростанциях со смешанной схемой включения генераторов питания собственных нужд осуществляется частично от шин генераторного напряжения и частично от блоков генератор- трансформатор. Схема электроснабжения собственных нужд для этого случая приведена на рис. 4.

1ос -секция общестанционных собственных нужд

Рис. 2

110-220  кВ                     Блок   1                    Бл ок  2                   Блок   3                    Блок   4             35 кВ

A                                                                                                                                             B

ПРТСН1

~              ~              ~

~

ПРТСН2

1CA

1CB

2CA

2CB

3CA

3CB

4CA

4CB

6 кВ

CC                                                                                                                                                                                                           CE

CD                                                                                                                                                                                                          CF

Рис. 3

РТСН

Рис. 4

2.1.2.  Требования к схемам рабочего питания

Распределительные устройства собственных нужд выполняются с одной системой сборных шин. Сборные шины 6 или 10 кВ разделяются на секции, количество которых выбирается:

на станциях с поперечными связями по пару и на станциях с блочной тепловой схемой при мощности блоков до 120  МВт  включительно – по числу котлов; необходимость двух секций на котел должна быть обоснована. Схема цепи рабочего питания секций собственных нужд для таких станций показана на рис. 5 а;

на станциях с блочной тепловой схемой при мощности блоков 160 МВт и выше – две секции на блок. Возможные схемы питания секций показаны на рис. 5 б, в, г, на которых каждая из секций или секции  попарно присоединяются к отдельному источнику рабочего питания. Схемы рис. 5 б и 5 в характерны для ГРЭС и ТЭЦ небольшой и средней мощности, работающих на газе (мазуте). Для мощных станций, работающих на угле используются трансформаторы собственных нужд с

расщепленной вторичной обмоткой (рис. 5 г). На каждой секции предусматривается ввод автоматически включаемого резервного  источника питания.

а)

Рис. 5

2.1.3.  Выбор мощности рабочих источников питания

При выборе мощности рабочих источников питания собственных нужд (трансформаторов или реактированных линий) электростанций всех типов необходимо исходить из условий обеспечения питания всей присоединенной к соответствующей секции (или двум секциям) нагрузки собственных нужд без перегрузки линий или отдельных обмоток трансформаторов собственных нужд.

При отсутствии общестанционных секций электродвигатели 6 кВ общестанционных механизмов блочных электростанций, как правило, распределяются (по назначению) по возможности равномерно между  всеми секциями РУ собственных нужд электростанции.

Мощность рабочих трансформаторов, питающих РУСН 6 кВ, определяется приближенно по следующему выражению:

n                              n

Sрасч1

= å

i=1

P1i

k1i         +

h1 × cosj1i

å

i=1

S2i

×  k2i ,

где

Sрасч1– расчетная нагрузка собственных нужд, кВА;

P1i –  расчетная мощность механизма на валу, кВт;

k1i–     коэффициент,                учитывающий       неполную       загрузку     и

неодновременность работы механизмов;

h1 × cosj1– средние значения КПД и коэффициента мощности;

S2i – каталожная величина мощности трансформаторов собственных нужд 6/0,4 кВ, кВА;

k2i – коэффициент загрузки трансформаторов.

тогда

Для  упрощения  расчетов принимают

k1i

h1 × cosj1i

=  0,9 и

k2i

= 0,9,