Основные положения по разработке структурной схемы

При выборе схем электроустановок должны учитываться следующие факторы:

– значение и роль электростанции для энергосистемы. Электростанции, работающие параллельно в энергосистеме, существенно различаются по своему назначению. Одни из них, базисные, несут основную нагрузку, другие, пиковые, работают неполные сутки во время максимальных нагрузок, третьи несут электрическую нагрузку, определяемую их тепловыми потребителями (ТЭЦ). Разное назначение электростанций определяет целесообразность применения разных схем электрических соединений в том случае, когда количество присоединений одно и то же.

Станции могут предназначаться для питания отдельных потребителей или крупного района, для связи частей энергосистемы или различных энергосистем. Роль станций определяет ее схему;

– положение электростанции в энергосистеме, схемы и напряжения прилегающих сетей. Шины высшего напряжения электростанций могут быть узловыми точками энергосистемы, осуществляя объединение на параллельную работу нескольких электростанций. В этом случае через шины происходит переток мощности из одной части энергосистемы в другую – транзит мощности. При выборе схем таких электроустановок в первую очередь учитывается необходимость сохранения транзита мощности. Схемы распределительных устройств 6–10 кВ зависят от схем электроснабжения потребителей: питания по одиночным или параллельным линиям, наличия резервных вводов у потребителей и т.п.;

– категория потребителей по степени надежности электроснабжения.
Все электроприемники с точки зрения надежности электроснабжения разделяют на три категории;

– перспектива расширения и промежуточные этапы развития электростанции. Схема и компоновка распределительного устройства должны выбираться с учетом возможного увеличения количества присоединений при развитии энергосистемы. Поскольку строительство крупных электростанций ведется очередями, то при выборе схемы электроустановок учитывается количество агрегатов и линий, вводимых в первую, вторую, третью очереди и при окончательном ее развитии.

Для выбора схемы важно учесть количество линий высшего и среднего напряжения, степень их ответственности, поэтому на различных этапах развития энергосистемы схема может быть разной.

Поэтапное развитие схемы электростанции не должно сопровождаться коренными переделками. Это возможно лишь в том случае, когда при выборе схемы учитываются перспективы ее развития.

При выборе схем электроустановок учитывается допустимый уровень токов КЗ. При необходимости решаются вопросы секционирования сетей, деления электроустановки на независимо работающие части, установки специальных токоограничивающих устройств.

Из сложного комплекса предъявляемых условий, влияющих на выбор главной схемы электроустановки, можно выделить основные требования к схемам:

– надежность электроснабжения потребителей;

– приспособленность к проведению ремонтных работ;

– оперативная гибкость электрической схемы;

– экономическая целесообразность.

Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов), распределения генераторов и нагрузки между распределительными устройствами разного напряжения и связи между этими РУ.

Характеристика предлагаемых вариантов структурной схемы проектируемой электроустановки

 

На рис. 1 показаны варианты структурных схем ТЭЦ. Если ТЭЦ сооружается вблизи потребителей электроэнергии на напряжении 6–10 кВ, то необходимо иметь распределительное устройство генераторного напряжения (ГРУ). Количество генераторов, присоединяемых к ГРУ, зависит от нагрузки 6–10 кВ. На рис. 1, а два генератора присоединены к ГРУ, а один, как правило, более мощный, – к распределительному устройству высокого напряжения (РУ ВН). Линии высокого напряжения, присоединенные к этому РУ, осуществляют связь с энергосистемой. При наличии вблизи ТЭЦ энергоемких производств питание может осуществляться по воздушным линиям 35–110 кВ. В этом случае на ТЭЦ предусматривается распределительное устройство среднего напряжения
(рис. 1, б). Связь между распределительными устройствами разного напряжения осуществляется с помощью автотрансформаторов или трехобмоточных трансформаторов.

При незначительной нагрузке на напряжении 6–10 кВ целесообразно блочное соединение генераторов с повышающими трансформаторами без поперечной связи на генераторном напряжении. Это позволит уменьшить токи короткого замыкания и избежать сооружения дорогостоящего генераторного распределительного устройства. Потребители присоединяются к комплектному распределительному устройству. Более мощные генераторы присоединяются по блочной схеме к РУ ВН (рис. 1, в).

 

 

Рис. 1. Структурные схемы ТЭЦ

 

На рис. 2 показаны структурные схемы электростанций с пре-имущественным распределением электроэнергии на повышенном напряжении (КЭС, ГЭС, АЭС). Все генераторы соединяются в блоки
с повышающими трансформаторами (рис. 2, а). Параллельная работа блоков осуществляется на высоком напряжении, где предусматривается распределительное устройство. Блочная схема может быть выполнена единичным блоком без генераторного выключателя, единичным блоком с генераторным выключателем, объединенным блоком или укрупненным блоком. Единичные и объединенные блоки применяются на тепловых и атомных электростанциях, укрупненные – на гидроэлектростанциях.

Установка генераторного выключателя как дополнительного элемента, снижает надежность энергоблока, но в целом приводит к уменьшению числа коммутаций в РУ повышенного напряжения и РУ собственных нужд, что повышает надежность этих РУ.

При наличии двух распределительных устройств высокого напряжения связь осуществляется автотрансформаторами связи (рис. 2, б) или блочными автотрансформаторами (рис. 2. в).

Более подробное описание вариантов схем приведено в [2], с. 345–360.

(Пример разработки вариантов схем приведен в П.3).

 

 

 

Рис. 2. Структурные схемы КЭС, ГЭС, АЭС