Схемы сети 6,3 кВ на блочных электростанциях (КЭС)

На электростанциях с блочной схемой в тепловой и электрической частях на каждом блоке выполняются две секции СН 6,3 кВ, что позволяет при соответствующем распределении нагрузок между ними сохранить блок в работе при повреждении одной секции. В качестве рабочих питающих элементов сети СН 6,3 кВ применяются специальные трансформаторы собственных нужд (ТСН). В зависимости от вида топлива, на котором работают ТЭС, наличия или отсутствия генераторных выключателей (выключателей нагрузки), а также в зависимости от мощности энергоблока мощность рабочих ТСН изменяется от 10 до 63 МВА. Рабочие ТСН присоединяются ответвлением к блоку между блочным трансформатором и генератором или между блочным трансформатором и генераторным выключателем. Выключатель на ответвлении к ТСН не устанавливается. Для повышения надежности все рабочие ТСН присоединяются к блоку с помощью закрытых комплектных пофазных токопроводов, что значительно снижает вероятность возникновения многофазных КЗ.

Каждый рабочий ТСН T_раб питает две секции СН 6,3 кВ ВА1 и ВВ1, причем у ТСН мощностью 10 и 16 МВА к обмотке низшего напряжения (НН) 6,3 кВ через отдельные выключатели , называемые выключателями вводов рабочего питания, присоединяются обе секции (рис. 5.53), а у ТСН мощностью 25¾63 МВА, которые выполняются с расщеплённой обмоткой НН, вводы рабочего питания секций СН 6,3 кВ электрически не связаны (рис. 4.3). Использование ТСН с расщепленными обмотками НН значительно повышает надежность работы СН энергоблока, так как при КЗ на секции, питающейся от одной обмотки 6,3 кВ, напряжение на другой секции, питающейся от второй расщепленной обмотки, снижается не более чем на 3¾7 %, что практически предотвращает «опрокидывание» электродвигателей СН, питающихся от этой секции. Это объясняется тем, что параметры схемы замещения трансформатора, обмотка низшего напряжения которого расщеплена на n цепей, равны

,

где — коэффициент расщепления; — сопротивление между выводами обмоток ВН и НН1 (НН2); − сопротивление между выводами НН1 и НН2 расщепленной обмотки.

Расщеплённые трансформаторы, выпускаемые в РФ, имеют n = 2 и (ГОСТ 11677-85). Тогда при трехфазном металлическом замыкании на шинах ВВ1 (рис. 5.54) напряжение на шинах ВА1 равно

Рис. 5.53. Схема питания секций 6,3 кВ с.н. энергоблоков мощностью 60¾200 МВт

Это соотношение относится в равной мере к фазным и линейным напряжениям. Из сказанного следует также независимость напряжения на одной обмотке НН при изменении в широких пределах нагрузки, питающейся от другой обмотки НН (например, при пусках и отключениях двигателей СН).

Выключатели вводов резервного питания на каждую секцию СН 6,3 кВ Qрез включены по схеме так называемого «явного резерва», т.е. нормально они отключены и включаются вручную или автоматически при отключении источника рабочего питания. Каждый выключатель подключен к секции СН и к одной из магистралей резервного питания 6,3 кВ L01 и М01, которые питаются от резервного трансформатора собственных нужд (РТСН).

Рис. 5.54. Схема питания секций 6,3 кВ с.н. энергоблоков мощностью 200¾1200 МВт

В отличие от рабочих ТСН, имеющих схему соединения обмоток D/D ¾ 0 при мощности 10¾16 МВА и схему ¾ 0 при мощности 25¾63 МВА, РТСН на электростанциях с блоками 120 ¾ 1200 МВт всегда устанавливаются с расщепленными обмотками НН и, как правило, со схемой соединения Y/D/D ¾ 11. Обмотка высшего напряжения (ВН) РТСН подключается, как правило, к сети, работающей с заземленной нейтралью (ОРУ 110¾330 кВ электростанции или ВЛ 110¾220 кВ). Для предотвращения повреждения электродвигателей от перенапряжений, возникающих при удаленных однофазных КЗ в сети 110¾330 кВ, нейтраль обмотки ВН РТСН также заземляется. Иногда встречаются схемы подключения РТСН к третичной обмотке автотрансформатора связи АТ, в этом случае РТСН, как и рабочие ТСН, выполняется со схемой соединения обмоток D/D/D ¾ 0 (рис. 5.55).

Если в цепи генераторов энергоблоков установлен генераторный выключатель или выключатель нагрузки (рис. 5.54),то пуск энергоблока и разворот электродвигателей механизмов СН, а также останов блока производится от рабочего ТСН. В этом случае резервный ТСН предназначен только для замены рабочего ТСН одного блока в случае его неисправности и мощность РТСН выбирается равной мощности самого мощного рабочего ТСН. Если в цепи генераторов этих энергоблоков выключатель не устанавливается, то пуск и останов энергоблока производится от

Рис. 5.55. Схема подключения резервного ТСН к автотрансформатору связи ТЭС

резервного ТСН, который в этом случае называется пускорезервным трансформатором собственных нужд (ПРТСН). Для ПРТСН наиболее тяжёлым режимом является режим пуска одного блока, в то время когда другой блок переведён на резервное питание от этого ПРТСН. Исходя из этого режима мощность ПРТСН выбирается следующей по шкале ГОСТ 11677-85 по сравнению с мощностью рабочего ТСН.

На электростанциях с блочными агрегатами при одном или двух блоках устанавливается один РТСН (ПРТСН), а при числе блоков три и более ¾ два РТСН (ПРТСН), подсоединенных со стороны ВН к разным источникам питания. В этом случае магистрали резервного питания 6,3 кВ L01 и М01 секционируются выключателями через два-три блока. При наличии генераторных выключателей каждая магистраль резервного питания 6,3 кВ секционируется на две части.

Секции СН 6,3 кВ блочных электростанций монтируются из серийно выпускаемых электропромышленностью ячеек (шкафов) комплектных распределительных устройств (КРУ) 6,3 кВ. Каждая ячейка КРУ состоит из так называемого «высоковольтного» («первичного», силового) отсека с оборудованием ВН (выключателями, разъединителями, кабелями, шинами, ТН и др.) и «релейного» отсека с оборудованием вторичных цепей (реле, переключателями, шинками управления и сигнализации и др.). Такое выполнение секций СН 6,3 кВ значительно упрощает и удешевляет монтаж и наладку устройств СН 6,3 кВ. В то же время установка в разных отсеках одной ячейки КРУ оборудования высокого напряжения и устройств релейной защиты низкого напряжения и управления не исключает выгорания вторичной коммутации при дуговых коротких замыканиях в отсеке высокого напряжения КРУ. Это должно учитываться при построении схем релейной защиты в сети 6,3 кВ СН, особенно при обеспечении дальнего резервирования.

В ряде случаев для питания общестанционных СН (топливо-подача, химводоочистка и др.) на блочных электростанциях выполняются дополнительные секции 6,3 кВ удаленных нагрузок СА1 (рис. 5.56). Рабочее питание этих секций осуществляется от блочных секций СН 6,3 кВ ВА1 при помощи кабельных линий, с двумя выключателями. Резервное питание секций удаленных нагрузок осуществляется либо от магистрали резервного питания 6,3 кВ электростанции через один выключатель, либо от другой блочной секции 6,3 кВ также с помощью кабельной линии с двумя выключателями.

Сеть СН 6,3 кВ на блочных электростанциях может работать с изолированной или с заземлённой через резистор высокого напряжения нейтралью, причем заземление нейтрали сети 6,3 кВ СН блока всегда производится только в одной точке сети.

Если генератор энергоблока G работает на напряжении 6,3 кВ, то рабочее питание секций СН 6,3 кВ осуществляется от реактированной линии, подключенной ответвлением к блоку (рис. 5.57). При этом не допускается применение сдвоенных реакторов, которые являются динамически нестойкими к воздействию тока двойного замыкания на землю на разных секциях. Резервное питание в этом случае выполняется от двухобмоточного РТСН.

Рис. 5.56. Схема питания секций 6,3 кВ удаленных нагрузок СН:

а – с резервированием от магистрали резервного питания 6,3 кВ;

б − с резервированием от другой блочной секции с.н. 6,3 кВ.

Рис. 5.57. Схема питания секций с.н. 6,3 кВ блоков с генераторным напряжением 6,3 кВ