Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Оборудование >> Эксплуатация распределительных устройств

Главные схемы распределительных устройств электростанций - Эксплуатация распределительных устройств

Оглавление
Требования к распределительным устройствам
Главные схемы распределительных устройств
Главные схемы распределительных устройств электростанций
Анализ схем РУ
Открытые распределительные устройства
Анализ отказов систем сборных шин на подстанциях 500/200 кВ
КРУ 6-10 кВ
КРУН
Осмотры и обслуживание КРУ
КРУЭ
Опыт эксплуатации КРУЭ в мировой практике
Диагностика состояния КРУЭ

Главные схемы выбираются на основании схем развития энергосистем, к которым присоединяются эти электростанции (ЭС), с учетом общей мощности установки, единичной мощности ее агрегатов, напряжений и конфигурации сетей, примыкающих к ЭС. Учет указанного должен обеспечить оптимальное число и пропускную способность высоковольтных линий (ВЛ), которые нужны для выдачи всей мощности ЭС в нормальном и аварийном режимах сети.
Главная схема ЭС разрабатывается на основании следующих данных:

  1. Нагрузок РУ разных напряжений и распределения генераторов между последними с указанием возможных перетоков мощности между РУ; схемы сетей и числа ВЛ, отходящих от каждого РУ; характера и размера потоков обменной мощности между ЭС и соседними энергосистемами. Эти данные нужны для правильного выбора мощности автотрансформаторов, связывающих РУ различных напряжений.
  2. Значения токов КЗ в каждом РУ, параметров секционных и шунтовых реакторов, устройств РПН, требований противоаварийной автоматики, уставок релейной защиты. Эти данные необходимы для выбора типов и параметров выключателей и другого оборудования
  3. Значения мощности, которая может быть потеряна при отказе любого выключателя в РУ ЭС, допустимого по наличию резервной мощности в энергосистеме, ее устойчивости и по пропускной способности ВЛ внутри системы и по межсистемным связям. Учет этих величии может весьма существенно влиять на число секций сборных шин РУ и форму связи между шинами, с тем чтобы в одних случаях исключить недопустимую одновременную потерю двух секций РУ, а в других - не увеличивать число секций и более полно использовать располагаемые резервы мощности системы.

Кроме того, рассматриваются такие вопросы структурной схемы, как возможность и целесообразность присоединения одного или нескольких блоков ЭС непосредственно к РУ ближайших районных подстанций, чтобы уменьшить число ячеек в РУ ЭС и снизить стоимость установки, повысить ее надежность для облегчения условий работы коммутационной аппаратуры я уменьшения объема работ эксплуатационного персонала; возможность и целесообразность выполнения на ЭС не более двух РУ повышенного напряжения, что позволяет сократить число ВЛ, отходящих от РУ, и свести к минимуму число взаимных пересечений ВЛ на их выводах в разных направлениях, которые затрудняют проведение ремонтных работ на ВЛ, увеличивают их продолжительность и снижают надежность электроснабжения сетей; возможность и целесообразность выполнения на ЭС двух РУ одного повышенного напряжения, работающих в сети параллельно, что позволяет уменьшить токи КЗ, облегчает аппаратуру РУ и практически исключает возможность одновременной потери обоих РУ.
Для РУ ЭС первой очереди при числе присоединений не более четырех рекомендуются схемы треугольника, квадрата, мостика в зависимости от схемы сети.
Для РУ с большим числом присоединений применяются следующие схемы соединений:
1. При напряжении РУ 35 - 220 кВ:
а) с двумя основными и третьей обходной системами шин, с одним выключателем на цепь; для РУ 35 кВ обходная система шин не предусматривается, так как длительность ремонта выключателя 35 кВ (или его замена) относительно невелика (рис. 5),
б) с одной основной секционированной и одной обходной системами шин, с одним выключателем на цепь; для РУ 35 кВ обходная система шин не предусматривается (рис. 6),
в) блочная схема генератор-трансформатор-линия с установкой выключателя на генераторном напряжении (рис. 7).
Схемы соединений РУ 35-220 кВ с двумя несекционированнымн системами шин
Рис. 5. Схемы соединений РУ 35-220 кВ с двумя несекционированнымн системами шин и одним выключателем на цепь, а - для РУ 110-220; б - для РУ 35 кВ
Схемы соединений РУ 35-220 кВ с одной секционированной системой шин
Рис. 6 Схемы соединений РУ 35-220 кВ с одной секционированной системой шин для РУ 110-220, б - для РУ 35 кВ

Схемы присоединений блоков генератор-трансформатор
Рис. 7. Схемы присоединений блоков генератор-трансформатор: а - блок генератор-трансформатор с генераторным выключателем, б - объединенный; в, г - укрупненный (для газотурбинных агрегатов) - до четырех генераторов на один трансформатор

В РУ с двумя основными и третьей обходной системами шин при числе присоединений одиннадцать и менее системы шин не секционируются (рис. 5, а); при числе присоединений от 12 до 16 включительно секционируется выключателем одна система шин; при большем числе присоединений каждая из двух основных систем шин секционируется выключателем на две части.
В РУ 110-220 кВ со сборными шинами и обходной системой шин, с одним выключателем на присоединении, при любом числе присоединений обходная система шин используется для поочередного вывода в ремонт всех выключателей данного РУ.
2. При напряжении 330 - 750 кВ:
а) блочные: генератор-трансформатор-линия-РУ сетевой подстанции, которые являются главными схемами электрических соединений ГЭС (рис. 8).
Единичная мощность гидрогенератора (ГГ) и мощность всей ГЭС (или ГАЭС) выбираются в соответствии с местными условиями: напором водохранилища, сезонным и суточным расходами воды и др. Номинальное напряжение РУ повышенного напряжения определяется электрическими сетями, в которых будет работать ГЭС. Указанные условия часто определяют установку на ГЭС большого числа ГГ Относительно небольшой мощности при работе ГЭС на сеть 500 кВ.

присоединения генераторов ГЭС к РУ
Рис 4.8. Варианты присоединения генераторов ГЭС к РУ повышенных напряжений

Для сокращения количества дорогих ячеек в РУ повышенного напряжения повышающие трансформаторы выполняют с несколькими обмотками генераторного напряжения, с установкой на каждом ГГ отдельного выключателя (рис. 8, а) и, кроме того, спаривают под одно присоединение к РУ два таких трансформатора (рис. 8, б) С этой же целью к одной ячейке РУ присоединяют по два-три ГГ с отдельными выключателями и повышающими трансформаторами для каждого (рис, 4.8, г). Очень часто тип и мощность повышающего трансформатора (группа из однофазных трансформаторов, трехфазный трансформатор для каждого ГГ или два трехфазных трансформатора половинной мощности для каждого ГГ, группа из однофазных трансформаторов для нескольких ГГ) определяются условиями размещения трансформаторов на самой ГЭС вблизи ГГ. При необходимости дробления единичной мощности трансформаторов для сокращения числа ячеек в РУ применяют спаривание двух трехфазных трансформаторов двух мощных ГГ (рис. 8, д). На других ГЭС для ГГ относительно небольшой мощности устанавливают один повышающий трансформатор на четыре ГГ, причем последние предварительно спаривают без установки отдельных выключателей для каждого ГГ, что приводит к необходимости одновременного пуска и останова спаренных ГГ (рис. 8, е).
К одновременному пуску и останову двух ГГ значительной мощности иногда прибегали для того, чтобы избежать установки выключателей на каждом из них, как показано на рис. 8, в. Предполагалось, что такие пуски и остановы будут не слишком частыми, так как выключатели на 500 кВ будут сильно изнашиваться, что приведет к снижению надежности РУ. При установке ГГ небольшой мощности (в районах Севера и горных областях) и наличии вблизи ГЭС потребителей, которые могут питаться на генераторном напряжении, ГГ присоединяются непосредственно к РУ генераторного напряжения;
б) с двумя системами шин, с четырьмя выключателями на каждые три цепи (рис, 4.9).
Достоинства схемы 4/3: очень простой вывод в ремонт любого выключателя цепочки из четырех выключателей при полностью собранной схеме, для чего необходимо отключить этот выключатель и два разъединителя, установленные по обе его стороны; число выключателей несколько меньше по сравнению со схемой 3/2.
Недостатки схемы 4/3: число выключателей РУ на 33 % больше числа, присоединений; отказ любого из выключателей первого и четвертого рядов отключается выключателями всех цепочек,
присоединенных к первой и второй системам шин, и выключателем, ближайшим к отказавшему (при отключении столь значительного числа выключателей велика вероятность развития аварии в случае неисправности хотя бы одного из четырех выключателей); ограничения и большая связанность с эксплуатационным режимом; все присоединения отключаются двумя выключателями, что приводит к их повышенному износу и более частым выводам в ремонт;
в) с двумя системами шин, с тремя выключателями на каждые две цепи (рис. 4,10),

Схема соединений 4/3
Рис. 9. Схема соединений 4/3

Схема 3/2 при числе линий, равном числу трансформаторов и автотрансформаторов, обеспечивает выдачу мощности всех генераторов в период отказа одной или даже двух систем шин. Однако такое соотношение количества линий и трансформаторов бывает редко, поскольку единичные мощности генераторов и пропускная способность линий 330-750 кВ не совпадают. При числе линий меньшем, чем число генераторов, применяют спаривание повышающих трехфазных трансформаторов двух блоков или группу из однофазных трансформаторов с двумя обмотками генераторного напряжения, к которым присоединяются два генератора.
Недостатком схемы является ее связанность; в период ремонта крайних выключателей в цепочках питание двух присоединений этих цепочек происходит через один выключатель и отказ на одном из присоединений в этот период может вызвать потерю второго присоединения.
Схема соединений 3/2 для РУ 500 кВ с присоединением спаренных блоков
Рис. 10. Схема соединений 3/2 для РУ 500 кВ с присоединением спаренных блоков

Связанность схемы следует учитывать при выборе номинальных токов коммутационной и измерительной аппаратуры, так как через крайний выключатель цепочки в период ремонта другого крайнего выключателя этой же цепочки может протекать суммарный ток двух присоединений;
г) блочная схема генератор-трансформатор-линия с уравнительно-обходным многоугольником (рис. 11).
Основные особенности схемы ГТЛ с УОМ состоят а следующем:
для присоединения линий, которые часто отключаются при проведении плановых ремонтов (до 10 в год), предусматриваются индивидуальные выключатели.

Схема электрических соединений ГТЛ с УОМ
Рис. 11. Схема электрических соединений ГТЛ с УОМ: а -для РУ с присоединением трех одиночных блоков двух автотрансформаторов и трех линий; б - для РУ с аналогичным присоединением, но с шестью линиями, две неблочные линии присоединяются к секциям с автотрансформаторами

Для отключения генераторов из-за частых неполадок устанавливаются индивидуальные выключатели или выключатели нагрузки в цепях генераторов на генераторном напряжении;
все блоки со своими блочными линиями присоединяются к уравнительному многоугольнику, что позволяет сохранить в работе блок при отключении его блочной линии с использованием в этот период для выдачи мощности остальных линий, присоединенных к РУ; выполняется так, чтобы замыкающая многоугольник перемычка (система шин) могла быть использована в качестве обходной на период ремонта выключателей блочных линий и выключателей многоугольника;
при отказе выключателя блочной линии сработают два выключателя УОМ, установленных по обе стороны присоединения блока, выключатель линии на приемном конце, выключатель генераторного напряжения. После отключения разъединителе отказавшего выключателя блок может быть восстановлен в работе. Недостатком схемы является наличие операций обходным разъединителем при выводе выключателя блочной линии в ремонт, что отсутствует в схемах с присоединением всех цепей через два выключателя;
д) схема с одним или двумя многоугольниками, объединенными двумя перемычками с выключателями, с числом присоединений к каждому многоугольнику до шести включительно (рис. 12).
Схема двух шестиугольников с двумя перемычками
Рис. 12, Схема двух шестиугольников с двумя перемычками

Достоинства схемы многоугольника; выключатель на ремонт выводится (после его отключения) только двумя разъединителями, установленными по обе стороны выключателя, что позволяет выполнить блокировку между этими аппаратами простейшей; сравнительно небольшое число выключателей, равное числу присоединений при одном многоугольнике и числу
присоединений плюс два при двух многоугольниках с двумя перемычками.
Недостатки схемы: линии на ремонт (несколько раз в год) отключаются двумя выключателями, что приводит к росту числа операций выключателями в четыре раза и соответственно к увеличению вероятности отказов выключателей; при выводе в ремонт любого выключателя в многоугольнике последний размыкается и превращается в одиночную многократно секционированную систему шин; возможно одновременное отключение двух блоков.
Главные схемы электрических соединений КЭС и АЭС включают в себя все рассмотренные схемы для РУ 330-750 кВ, причем схема (рис. 8. а) является экономичной и надежной при незначительной длине линии (до 40 км).
Кроме перечисленных используется также схема с двумя основными и третьей обходной системами шин (рис. 5).
Главные схемы электрических соединений ГЭС в России приведены на рис. 8; за рубежом, кроме того, используются схемы многократных многоугольников, ГТЛ с УОМ и их модификации.



 
« Тушение пожаров в электроустановках   Элегазовые выключатели распредустройств высокого напряжения »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.