Тезисы лекций.
Раздел «Электрические станции »
Тема 1. Основные способы получения электроэнергии
Вопросы лекции:
1. Введение. Типы электростанций и особенности технологического процесса производства электроэнергии на них.
2.Особенности функционирования топливно-энергетических комплексов.
3.Преимущества параллельной работы электростанций в энергосистеме.
Тезисы лекции:
Введение. Демографические аспекты электроэнергетики. Структура электроэнергетики − производство электроэнергии, передача, распределение, потребление. Законодательная база электроэнергетики. Закон Республики Казахстан «Об электроэнергетике Республики Казахстан».
Энергетические ресурсы земли Казахстана − уголь, нефть, газ, ядерное горючее, гидроресурсы, ветровая и солнечная энергия, характеристики первичных энергоресурсов, условное топливо. Карта энергетических ресурсов Казахстана.
В настоящее время для получения электрической энергии используют следующие типы электростанций:
1) тепловые электростанции (ТЭС), которые подразделяются на конденсационные (КЭС), теплофикационные (теплоэлектроцентрали-ТЭЦ) и газотурбинные (ГТУ). Крупные КЭС, обслуживающие потребителей значительного района страны, получили название государственных районных электростанций (ГРЭС);
2) гидроэлектростанции (ГЭС) и гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС);
3) атомные электростанции (АЭС);
4) гелиоэлектростанции или солнечные электростанции (СЭС)
5) геотермальные электростанции (ГТЭС)
6) дизельные электростанции (ДЭС)
7) приливные электростанции (ВЭС)
8) ветроэлектростанции (ВЭС).
Особенности технологической схемы ТЭЦ. Принципиальные технологические схемы КЭС, ГТУ, АЭС, ГЭС.
Большую часть электроэнергии в мировой энергетике вырабатывают ТЭС, АЭС, ГЭС. Особенности функционирования топливно-энергетических комплексов. Добыча нефти, газа, угля, само функционирование и развитие топливно-энергетического комплекса оказывает большое дестабилизирующее влияние на воспроизводство природных ресурсов, состояние окружающей среды.
На первой стадии развития электроэнергетика представляла собой совокупность отдельных электростанций, не связанных между собой. Каждая из электростанций через собственную сеть передавала электроэнергию потребителям. В дальнейшем стали создаваться электрические системы, в которых электростанции соединялись сетями и включались на параллельную работу. Отдельные территориальные энергосистемы в свою очередь также объединялись, образуя более крупные энергосистемы. Технические и экономические преимущества создания энергосистем. Оперативное руководство работой энергосистем осуществляется Центральным Диспетчерским Управлением. Основные задачи ЦДУ.
Суточный график нагрузки энергосистемы и графики электростанций, участвующих в выработке электроэнергии. Базовая и пиковая части графика нагрузки энергосистемы.
Схемы электрических соединений станций и подстанций. Классификация схем. Структурные схемы и методика их выбора для электростанций различного типа.
Вопросы самоподготовки:
1. Состав электростанций различного типа по установленной мощности.
2. Технико-экономические показатели электростанций.
3. Особенности электростанций, учитываемые при их строительстве и эксплуатации.
4. Циклы основных тепловых электрических станций.
5. Определение и принципиальная схема энергосистемы.
Тема 2. Оборудование электростанций и подстанций
Вопросы лекции:
1. Особенности конструкции основного оборудования электростанций и подстанций.
2. Основные задачи эксплуатации основного оборудования.
3. Коммутационное и вспомогательное оборудование электростанций и подстанций.
Тезисы лекции:
Для выработки электроэнергии на электростанциях применяют синхронные генераторы трехфазного переменного тока. Различают турбогенераторы (первичный двигатель - паровая или газовая турбина) и гидрогенераторы (первичный двигатель - гидротурбина).
Быстроходность турбогенератора (частота вращения у агрегатов ТЭС составляет 3000 об/мин, у агрегатов АЭС-1500 и 3000 об/мин) определяет особенности его конструкции – с неявнополюсным ротором и с горизонтальным валом.
Гидрогенераторы (частота вращения 60-750 об/мин) выполняют с явнополюсными роторами и преимущественно с вертикальным расположением вала.
Силовые трансформаторы предназначены для преобразования электроэнергии переменного тока с одного напряжения на другое. По количеству обмоток различного напряжения на каждую фазу трансформаторы разделяются на двухобмоточные и трехобмоточные. Кроме того, обмотки одного и того же напряжения, обычно низшего, могут состоять из двух и более параллельных ветвей, изолированных друг от друга и от заземленных частей. Такие трансформаторы называют трансформаторами с расщепленными обмотками.
Синхронные и статические компенсаторы как источники реактивной мощности устанавливаются вблизи потребителей для получения реактивной мощности. Синхронный компенсатор-это синхронная машина, работающая в двигательном режиме без нагрузки на валу при изменяющемся токе возбуждения. Статические компенсаторы - это батареи конденсаторов и другие источники реактивной мощности, не имеющие вращающихся частей.
При эксплуатации генераторов и синхронных компенсаторов должны быть обеспечены их бесперебойная работа в допустимых режимах, а также надежное действие систем возбуждения, охлаждения, маслоснабжения, устройств контроля, защиты и автоматики.
При эксплуатации трансформаторов (автотрансформаторов) должна быть обеспечена их длительная и надежная работа путем:
- соблюдения нагрузок, напряжений и температур в пределах установленных норм;
- поддержания характеристик масла и изоляции в нормированных пределах;
- содержания в исправном состоянии устройств охлаждения, регулирования напряжения, защиты масла и др.;
Коммутационные аппараты до 1 кВ:
- неавтоматические выключатели (переключатели, рубильники);
- предохранители;
- автоматические выключатели;
- контакторы и пускатели;
- бесконтактные коммутационные устройства.
Коммутационные аппараты свыше 1 кВ:
- разъединители для внутренней и для наружной установки;
- короткозамыкатели и отделители;
- выключатели нагрузки;
- плавкие предохранители.
Выключатели высокого напряжения.
Вспомогательные устройства:
- системы дистанционного управления выключателями;
- сигнализации и блокировки;
- установки постоянного тока;
- установки оперативного переменного и выпрямленного тока;
- заземляющие устройства.
Источники оперативного переменного тока.
Общие сведения о распределительных устройствах. Принципы построения и классификация распределительных устройств.
Вопросы самоподготовки.
1. Номинальные параметры и условия работы генераторов.
2. Системы охлаждения генераторов.
3. Режимы работы генераторов.
4. Типы трансформаторов и их параметры, элементы конструкции и системы охлаждения.
5. Потребители электроэнергии переменного и выпрямленного оперативного тока.