Схемы распределительных устройств с коммутацией присоединения, двумя или более выключателями

Кольцевая схема (многоугольник)

Область применения: нет ограничений по напряжению. Данная схема применяется при количестве присоединений не более шести.

Достоинства:

1. Высокая надежность и живучесть схемы

2. Простота и низкая стоимость

3. Возможность вывода в ремонт выключателя присоединения без отключения потребителя

4. Разъединители используются по своему основному назначению

Недостатки:

1. Небольшое количество присоединений

2. Сложность настройки релейной защиты

Схема связанных колец

Область применения:

Подключается тогда, когда нужно повысить количество подключаемых присоединений по схеме кольца

Достоинства:

1. Все те же самые, что и в предыдущем

Недостатки:

1. Высокий износ выключателей

2. Сложность настройки релейной защиты

Схему РУ с числом выключателей на присоединение 2

Схема собственных нужд ТЭЦ

Рассмотрим схему электроснабжения собственных нужд смешанного типа ТЭЦ с четырьмя генераторами (2 на ГРУ, 2 других в составе энергоБЛОКА). Секция 1BA и 2BA, к которым подключены потребители не блочной части ТЭЦ, их общестанционная нагрузка питается от рабочих трансформаторов собственных нужд T1, T2, подключенных к ГРУ. Потребители собственных нужд энергоблоков получают питание от рабочих трансформаторов T3 иT4. Резервный трансформатор собственных нужд, с помощью отпайки подключен к трансформатору связи, с низкой стороны.

Схема собственных нужд ГЭС

Рассмотрим схему электроснабжения собственных нужд ГЭС большой мощности с раздельным питанием агрегатных и общестанционных нужд.

Производство электрической энергии на ГЭС значительно проще, чем на ТЭЦ и АЭС, поэтому число механизмов собственных нужд значительно меньше. Всех потребителей делят на общестанционные и агрегатные. К Агрегатным относятся: маслонасосы и маслонапорные установки, насосы откачки воды с крышки турбины, охлаждения трансформаторов и другие. К общестанционным относят: подъемные механизмы, насосы технического водоснабжения, дренажные и пожарные насосы, освещение, вентиляцию, отопление и др. Электроснабжение агрегатов собственных нужд осуществляется напряжением 4 кВ. Сборки на 4 кВ получают питание от индивидуальных трансформаторов с помощью отпайки, подключенных к генератору блока. Резервное питание этих сборок осуществляется от двух резервных трансформаторов, подключенных к распределительному устройству 6-10 кВ. Каждая секция работает в нормальном режиме раздельно. Резервные секции получают питание от дополнительных понижающих трансформаторов, подключенных каждый к отдельному автотрансформатору связи. От распределительного устройства 6-10 кВ осуществляется питание общестанционной и местной нагрузки. Для питания агрегатных и общестанционных нужд используют как правило сухие трансформаторы мощностью не более 1000 кВА, что позволяет их устанавливать в непосредственной близости от сборок 0,4 кВ.

На малогабаритных маломощных ГЭС, а также ГЭС средней мощности выполняют объединенное централизованное питание агрегатных и общестанционных нужд на одном и двух уровнях напряжения.

Шины 0,4 кВ собственных нужд каждого агрегата с помощью автоматического выключателя разделяются на две части. Причем обе секции подключаются к одному рабочему трансформатору собственных нужд. Трансформатор собственных нужд получает питание либо от распределительного устройства укрупненного блока, либо от централизованного распределительного устройства 6-10 кВ электростанции. Для собственных нужд ГЭС нет необходимости предусматривать особые автономные источники питания. Каждое из распределительных устройств собственных нужд должно подключаться к главной электрической схеме ГЭС двумя независимыми друг от друга присоединениями.

Схема электроснабжения собственных нужд АЭС

Отличительные особенности.

У асинхронизированной машины две или три обмотки возбуждения, что позволяет перемещать магнитное поле относительно ротора.

Достоинства асинхронизированных машин:

1. Возможность ремонтировать систему возбуждения асинхроинизированного генератора без отключения основного генератора.

2. Сколь угодно долгая работа в асинхронном режиме.

3. Позволяет работать с выдачей и потреблением реактивной мощности.

4. Широкий диапазон регулирования напряжения.

5. Высокий уровень статической устойчивости.

6. Обычное быстродействие регулирование напряжения.

7. Обеспечение равновесных пределов динамической устойчивости различных режимов выработки и потребления реактивной мощности.

8. Поддержание высокого качества электрической энергии при небольших возмущениях в энергосистеме и в энергоблоке.

9. Высокий уровень живучести системы возбуждения

Недостатки:

1. Высокая стоимость

2. Большие габариты

Синхронная работа генераторов. Условия параллельного режима работы.

1. Метод точной синхронизации

2. Метод грубой синхронизации (ручная синхронизация; самосинхронизация)

3. Автоматизированная синхронизация

Условия точной синхронизации:

1. порядок следования фаз у выключаемого генератора должен совпасть с порядком следования фаз работающего генератора (или сети, которую включается генератор);

2. напряжения включаемого и работающего генератора должны раны по значению и совпадать по фазе; равенства напряжений добиваются изменением силы тока в обмотке возбуждения

3. частота тока включаемого генератора должна быть равна частоте как работающего; этого достигают, изменяя частоту вращения включаемого генератора.

Грубая синхронизация:

1. Генератор разгоняют до частоты вращения, близкой к синхронной

2. В цепь обмотки возбуждения возбудителя включено сопротивление R _{Г,П ,} гашения поля.

3. Включают коммутационный аппарат.

4. После этого восстанавливают нормальное возбуждение, генератор втягивается в синхронизм.

Силовой трансформатор

Классификация трансформаторов

1. Однофазные и трехфазные

Как правило устанавливают трехфазные трансформаторы. В случаях если невозможно поставить или установить трехфазный трансформатор ставится группа однофазных трансформаторов (как правило четыре). У трехфазного трансформатора ниже потери на 12-15% и ниже стоимость до 25%.

2. Двух обмоточные, трех обмоточные и двух обмоточные с расщеплением обмотки на несколько частей.

Расщепление обмотки используется для уменьшения тока короткого замыкания и влияния потребителя одной секции на потребителя другой секции.

3. Сухие, масляные или газовые (по изоляции).

Сухие трансформаторы

Сухие трансформаторы применяются там, где повышены требования пожаробезопасности. Сухие трансформаторы получили широкое применение до 2,5 МВА, напряжением 6-10 кВ.

Достоинства:

· не требуют постоянного обслуживания

· низкая стоимость

· меньшие габариты и вес

· более врыво-пожаробезопаснее

Недостатки:

· низкая перегрузочная способность

· высокие потери холостого хода (у старых образцов)

Масляный трансформатор

Используются на всех классах напряжений.

Достоинства:

· высокая перегрузочная способность

· оптимальные характеристики

Недостатки:

· более высокая стоимость по отношению к сухому трансформатору

· взрыво-пожароопасность

· необходимость технического обслуживания

Элегазовый трансформатор

Достоинства:

· нет необходимости постоянного технического обслуживания

· взрыво-пожаробезопасность

· сокращаются габариты за счет отсутствия перехода между средами (элегаз-масло)

Недостатки:

· высокая стоимость (очень высокая)

4. По типу магнитопровода: из электротехнической стали, из аморфной стали.

5. По режиму работы трансформатора (понижает или повышает)

6. По схеме соединения обмоток: звезда, треугольник, зигзаг (Z).

7. С расширительным баком, герметичные, герметичные с азотной подушкой (активная, либо пассивная подушка).

Номинальные параметры трансформатора

1. Номинальная мощность трансформатора (в первую очередь является нагревом).

2. Номинальное напряжение – это напряжение на первичной и вторичной обмотке, при холостом ходе трансформатора.

3. Номинальный ток – указывается в заводском паспорте.

4. Напряжение короткого замыкания – это напряжение, при подведении которого к одной из обмоток трансформатора при замкнутой накоротко другой обмотке в последней проходит ток равный номинальному. Напряжение КЗ характеризует полное сопротивление обмоток трансформатора в относительных единицах равно ему.

5. Ток холостого хода трансформатора характеризует активные и реактивные потери в стали и зависит от магнитных свойств стали, конструкции и качества сборки магнитопровода и от магнитной индукции. Ток холостого хода выражается в процентах от номинального тока трансформатора.

6. Потери холостого хода состоят из потерь в стали на перемагничивание и вихревые токи. Для уменьшения их применяется электротехническая сталь с малым содержанием углерода и специальными присадками, холоднокатаная сталь с жаростойким изоляционным покрытием, а также шихтовка стали сердечника.

7. Потери короткого замыкания состоят из потерь в обмотках, при протекании по ним токов нагрузки и добавочных потерь в обмотках и элементах конструкции трансформатора.

8. Добавочные потери вызваны магнитными полями рассеяния.

Схема соединения обмоток трансформатора.

Звезда Y/Yн

Изоляция обмоток рассчитана на фазное напряжение

Достоинство: Есть возможность заземления нейтралей

Недостаток: Сечение жил больше, чем при использовании схемы треугольник или звезда; не способность компенсировать токи нулевой составляющей и гармоники кратной трем.

Область применения: используются на всех классах напряжения, при отсутствии рекомендации использования других схем

Схема соединения треугольник Y/Δ

Достоинства: Возможность компенсировать токи нулевой последовательности или гармоники равной трем; Сечение жил меньше, чем при использовании схемы соединения обмоток звезда

Недостатки: напряжение на обмотка линейное

Схема соединения Зигзаг Y/Z

Достоинства: На одной обмотке приложено линейной напряжение – изоляция больше;

Недостатки: Стоимость больше; Более сложная конструкция; меньше сечение проводов; есть возможность подключения нейтралей; Сопротивления трансформатора меньше, чем на схемах треугольник и звезда.

Область применения: 6-10 кВ при мощности трансформатора 250 кВА и меньше.

Также существуют схемы:Схема соединения А. Схема соединения «Скользящий треугольник».

Трансформаторы с магнитопроводом и аморфной сталью.

Сердечник из аморфной стали обладает более высокой магнитной проницаемостью, что позволяет уменьшить потери холостого хода до 70-80%. Фактически это позволяет уменьшать потери.

Область применения: освоен выпуск трансформаторов до 1600 кВА. Это трансформаторы с азотной подушкой.

С данным типом азотной подушки выполняют трансформаторы до 1600 кВА напряжением 6-10кВ на высокой стороне.