Раздел 4. Собственные нужды электростанций и их схемы

Механизмы собственных нужд и их роль в технологическом процессе. Классификация механизмов собственных нужд. Приводы механизмов собственных нужд. Расход электроэнергии на собственные нужды различных электростанций.

Источники рабочего и резервного питания потребителей собственных нужд. Схемы питания собственных нужд ТЭЦ. Схемы питания собственных нужд КЭС. Особенность резервирования и построения схем собственных нужд АЭС. Автоматическое включение резервного питания.

Методические указания

По назначению все механизмы собственных нужд (СН) делятся на агрегатные (обеспечивающие работу котла, турбины, генератора) и общестанционные. По степени ответственности они делятся на ответственные и неответственные. К ответственным механизмам, относятся питательный, циркуляционный и конденсатный насосы, дымососы, вентиляторы котлов и др. К неответственным относятся механизмы, выход из строя которых не приводит к немедленному снижению производительности основного оборудования.

Расход электроэнергии на СН колеблется в широком пределе и достигает на ТЭЦ и АЭС 10%. Для приводов механизмов СН применяют электродвигатели (асинхронные, синхронные и двигатели постоянного тока). В зависимости от типа механизма и режима его работы применяют соответствующий тип электродвигателя. Для электроснабжения потребителей СН в большинстве случаев используется напряжение 6 и 0,4 кВ. Напряжение 6 кВ применяют для питания двигателей мощностью выше 200 кВт и подключения трансформаторов 6/0,4 кВ.

Основным источником питания СН являются генераторы электростанции. Поскольку тепловая и электрическая схемы КЭС построены по блочному принципу, то и схема СН строится также: для каждого блока предусмотрен отдельный рабочий трансформатор, присоединенный к токопроводу генератора.

Тепловая и электрическая схемы ТЭЦ с агрегатами до 100 МВт (включительно) строятся с поперечными технологическими и электрическими связями, соответственно строится и электрическая схема СН Число секций 6 кВ принимается равным числу котлов (или турбогенераторов). Трансформаторы (или электрические реакторы) СН первой ступени подключаются к ГРУ.

Одним из наиболее важных является вопрос резервирования питания СН. Так, на ТЭЦ резервные трансформаторы необходимы только для замены рабочих. В системах СН КЭС резервное питание в большинстве случаев должно обеспечить также процесс пуска и останова блоков. Резервные трансформаторы подключаются так, чтобы исключить возможность одновременной потери рабочего и резервного питания. Для потребителей, требующих повышенной надежности (например, на АЭС), предусматриваются независимые источники питания ограниченной мощности, обеспечивающие электроснабжение при полном исчезновении напряжения на станции: атомные дизель- или газогенераторы; вспомогательные генераторы, расположенные на валу главных агрегатов; аккумуляторные батареи.

В литературе [1, 3, 4] приведены упрощенные схемы питания с.н. основных типов станций. Студентам рекомендуется изучить основные принципы построения этих схем и ознакомиться с упрощенной методикой выбора числа и мощности рабочих и резервных трансформаторов.

Контрольные вопросы

1. Назовите основных потребителей СН станций типа ТЭЦ и КЭС.

2. Какие механизмы СН относятся к числу ответственных?

3. Какие типы электродвигателей (и для каких механизмов) применяются в установках СН?

4. Начертите принципиальную электрическую схему СН для станции типа КЭС, содержащих два-три блока.

5. Укажите места возможного подключения резервных трансформаторов СН для станций типа ТЭЦ с поперечными связями.

6. Какие меры принимаются для повышения надежности питания СН станций типа АЭС?

Раздел 5. Системы управления на электростанциях

Организация управления. Оперативное управление. Основные функции службы оперативного управления.

Технические средства оперативного управления. Щиты управления. Управление коммутационными аппаратами. Регулирование. Контрольно-измерительная система. Система сигнализации.

Автоматический контроль и телемеханика.

Общие вопросы автоматизации процесса производства электроэнергии на станциях.

Методические указания

Важнейшим видом управления является эксплуатационное обслуживание, которое подразделяется на ремонтно-техническое обслуживание (подержание оборудования в работоспособном состоянии путем проведения ремонтов) и оперативное управление (постоянное обслуживание электроустановок с целью надежного и бесперебойного обеспечения электро- и теплоэнергией). Основными функциями службы оперативного управления является: регулирование режимов работы основного оборудования; контроль за исправностью оборудования; оперативные переключения, обусловленные режимными потребностями или связанные с ликвидацией аварии.

К техническим средствам оперативного управления относятся устройства: управления коммутационными аппаратами, регулирования, сигнализации, измерения. Приборы и аппараты системы управления сосредотачиваются на щитах управления. В зависимости от имеющейся формы организационной структуры управления (цеховая, блочная, централизованная) на электростанциях сооружаются соответствующие щиты управления. Так, на блочных станциях (КЭС, АЭС) сооружаются блочные щиты (БЩУ), центральный щит (ЦЩУ). На ТЭЦ с поперечными связями – главный щит управления (ГЩУ) и групповые агрегатные щиты (ГрЩУ).

Студентам рекомендуется ознакомиться с отдельными устройствами управления. Так, знакомясь с материалом по управлению коммутационными аппаратами, следует обратить внимание на устройство существующих ключей управления и упрощенные схемы дистанционного управления.

Общие вопросы, касающиеся контрольно-измерительной системы и сигнализации, изложен в литературе [2]. Здесь следует обратить внимание на основные группы приборов (показывающие, регистрирующие, учитывающие), усвоить их типы и назначение. Объем же самих измерений определяется ПУЭ. Основными видами сигнализации являются: сигнализация положения, аварийная, предупреждающая, командная и сигнализация вызова персонала.

Современные станции относятся к классу высокоавтоматизированных систем, оснащенных средствами технологической автоматики. Каждый агрегат имеет несколько устройств автоматики (например, у генератора: релейная защита, синхронизация, регулирование возбуждения и пр.). В настоящее время широкое распространение получили автоматизированные системы управления (АСУ), выполненные на базе средств вычислительной техники. Одной из подсистем АСУ является АСУ ТП (АСУ технологическим процессом), предназначенная для обеспечения качественного протекания технологических процессов, в том числе сбор и обмен необходимой информации, оптимизация режимов работы, регулирование мощности и пр.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные функции оперативного управления.

2. Что относится к техническим средствам оперативного управления?

3. Какие щиты устанавливаются на станциях типа КЭС, ТЭЦ?

4. Назовите основные группы измерительных приборов, устанавливаемых на станциях.

5. Для чего предназначена предупреждающая сигнализация?