Общие сведения
Под собственными нуждами (СН) электрических станций понимается комплекс, в который входят механизмы для обслуживания или автоматизации работ основных агрегатов и вспомогательных устройств станции, приводные двигатели этих механизмов, источники питания, внутристанционная электросеть и распределительные устройства, приемники электроэнергии всех видов, понижающие трансформаторы, соответствующая система управления, а также отопление, освещение и бытовые нужды [1].
Состав собственных нужд зависит от типа, мощности, расположения электростанции, вида используемого топлива и т.д.
Процесс производства электроэнергии на современных электрических станциях возможен только при участии множества вспомогательных механизмов
Производственный процесс на гидростанциях значительно проще; число вспомогательных механизмов меньше. Однако и здесь необходимы насосы для технического водоснабжения, масляные насосы системы регулирования и смазки гидроагрегатов, компрессоры маслонапорных установок и др
Электрические станции не только вырабатывают, но также потребляют электрическую и тепловую энергию, необходимую для обеспечения нормальной работы основного оборудования.
Мощность и энергия, потребляемая системой СН, зависят от типа электростанции, вида топлива, типа и мощности котлов и турбин и других условий
| Тип электростанции | Рсн / Руст | Wсн / Wвыр | |
| КЭС | на пылеугольном топливе | 6-8 | 4-7 |
| на газомазутном топливе | 3-5 | 3-6 | |
| ТЭЦ | на пылеугольном топливе | 8-14 | 8-13 |
| на газомазутном топливе | 5-7 | 6-10 | |
| ГЭС | большой мощности | 1-0,5 | 0,5-0.2 |
| малой и средней мощности | 3-2,5 | 2-1,5 |
|
|
Доля общего расхода электроэнергии, приходящейся на отдельные группы потребителей собственных нужд для различных видов ТЭС
| Группа потребителей | Доля общего расхода электроэнергии на СН, %. | |||
| ТЭЦ на газе и мазуте с турбинами ПТ-25 и ПТ- 60 | ТЭЦ на тощем угле с турбинами Т-50-90 | КЭС низкого давления на буром угле | КЭС высокого давления на мазуте | |
| Тяга и дутье | 18,5 | 17,4 | ||
| Питательные насосы | 48,5 | 36,4 | 15,5 | |
| Циркуляционные насосы | 13,6 | 7,7 | 22,6 | |
| Теплофикационные насосы | 13,3 | 22,2 | - | - |
| Пылеприготовление | - | 8,6 | - | |
| Гидрозолоудаление | - | 1,8 | 4,8 | - |
| Прочие | 6,1 | 5,9 | 10,1 |
Номинальные напряжения сетей СН станций: высшее 6 кВ и 10кВ и низшее - 0,4 или 0,66 кВ. На КЭС, ТЭЦ и АЭС, применяется высшее напряжение 6 кВ.
На ГЭС основные механизмы питаются от сети 0,4 кВ, а отдельные крупные механизмы питаются – от сети 6 или 10 кВ. На подстанциях напряжения СН – 0,4 кВ.
Нормальная работа электростанции и безопасность ее обслуживания возможны только при условии надежной работы системы СН. Поэтому надежность является основным требованием, которому должна удовлетворять система СН
Согласно ПУЭ потребители системы СН электростанций отнесены к 1-й категории, и их электроснабжение должно быть обеспечено от двух-трех независимых источников питания. Перерыв электроснабжения допускается лишь на время действия устройств автоматического ввода резерва (АВР).
Система СН должна быть также экономичной, т.е. требуемая надежность должна обеспечиваться при минимально возможных капиталовложениях и расходе электроэнергии
|
|
Расход электроэнергии в системе СН входит в состав основных технико-экономических показателей электростанции.
Надежность электроснабжения обеспечивается при выполнении следующих мероприятий:
1) применением быстродействующей релейной защиты, позволяющей уменьшить опасность снижения напряжения в системе СН при КЗ во внешней сети и вызванного этим торможения электродвигателей, следовательно, уменьшения производительности рабочих машин;
2) автоматическим регулированием возбуждения и форсировкой генераторов, обеспечивающего быстрое восстановление нормального напряжения генераторов после отключения КЗ;
3) применением самозапуска электродвигателей ответственных механизмов собственных нужд при восстановлении напряжения после отключения коротких замыканий в энергосистеме и в сети СН;
4) рациональным построением схемы электроснабжения системы СН, в основу которой положено глубокое секционирование РУ с присоединением электроприемников, относящихся к источникам питания (блоку, котлу), с отдельным ТСН и применение реакторов. Благодаря этому КЗ в сети СН
вызывают понижение напряжения только у соответствующей группы электроприемников.
5) широким применением в системе СН асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, пуском их от полного напряжения сети без всяких регулирующих устройств и отказом от защиты минимального напряжения на ответственных и особо ответственных механизмах;
Большинство механизмов СН приводится в действие асинхронными и синхронными электродвигателями. Лишь для привода некоторых ответственных механизмов небольшой мощности применяют электродвигатели постоянного тока. Для питания этих двигателей предусматривают преобразователи переменного тока или аккумуляторные батареи
|
|
Источники питания собственных нужд
Система электроснабжения СН электростанций представляет собой сложное хозяйство, предназначенное для бесперебойного электроснабжения электроприемников, значительной мощности.
Основными источниками электроэнергии для собственных нужд станций являются понижающие трансформаторы или реактивные линии, подключенные к генераторам или к распределительным устройствам генераторного и повышенного напряжения.
Пускорезервные источники питания СН обычно присоединяются к распределительным устройствам станции, ближайшим подстанциям, третичным обмоткам трансформаторов связи.
для особо ответственных потребителей СН на электростанциях всех типов предусматриваются независимые от энергосистемы источники энергии, обеспечивающие остановку и расхолаживание станции без повреждений оборудования и вредного влияния на окружающую среду при потере основных и резервных источников СН.
основной схемой питание системы СН станций всех типов в настоящее время является схема, приведенная на
В целях повышения надежности работы электростанций и обеспечения восстановления технологического режима энергетического оборудования при кратковременных перерывах питания и самозапуске электроприводов СН предлагается:
1. Выбрать для анализа условий самозапуска реально возможные в эксплуатации схемы и режимы работы оборудования и определить перерывы электроснабжения в этих режимах.
2. Уточнить реальный состав участвующих в самозапуске электроприводов и нагрузку рабочих и резервных источников питания СН в каждом из режимов.
3. Выполнить расчеты самозапуска по известным методикам и провести предварительную оценку успешности самозапуска электроприводов по результатам расчетов.
4. Проанализировать действия устройств защиты и автоматики электротехнического и тепломеханического оборудования и по результатам предварительных испытаний отдельных технологических систем (системы смазки турбины и ПЭН, системы регулирования турбины, системы масляных уплотнений вала генератора и т.д.) проверить правильность выбора уставок технических устройств, которые могут отключить оборудование при перерывах электроснабжения СН.
5. На основании анализа и расчетов разработать и внедрить мероприятия, обеспечивающие быстрое восстановление технологического режима после перерыва электроснабжения СН (с участием представителей всех основных технологических цехов электростанций).
6. Экспериментально проверить достаточность разработанных мероприятий по восстановлению технологического режима после кратковременных перерывов электроснабжения СН путем испытаний при остановленном основном оборудовании и при работе этого оборудования с нагрузкой.
7. Согласовать с соответствующими службами энергосистем режимы и схемы, при которых быстрое восстановление рабочего режима агрегатов электростанции после кратковременных перерывов электроснабжения СН этих агрегатов не обеспечивается.
8. Комплекс работ, направленных на восстановление режимов основного оборудования после кратковременных перерывов электроснабжения СН, проводить в соответствии с рекомендациями, изложенными в приложении 5.1.
9. На головных образцах энергоблоков проводить испытания самозапуска электроприводов СН с участием специализированных организаций в соответствии с "Методическими указаниями по испытаниям электродвигателей собственных нужд электростанций и расчетам режимов их работы при перерывах питания" (М.: СПО Союзтехэнерго, 1982).
Специализированная организация после проведения испытаний обязана выпустить информационные материалы, которые будут являться базовыми документами для выполнения в сокращенном объеме испытаний на серийных образцах оборудования.
10. Экспериментальную проверку надежности работы тепловых электростанций при перерывах питания СН на серийных образцах энергооборудования выполнять всем электростанциям и энергосистемам в целях контроля правильности действия и согласования электрических и технологических защит и блокировок.
11. Проектным организациям при проектировании тепловых электростанций выполнять расчеты самозапуска для реально возможных аварийных режимов в цепях подтверждения возможности успешного восстановления технологического режима основного оборудования при кратковременных перерывах электроснабжения СН.