Основные требования, источники электроснабжения

Глава 7. СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Если на электростанции предусматривается ГРУ 6—10 кВ, то распределительное устройство собственных нужд (РУСН) получает питание непосредственно с шин ГРУ реактированными линиями или через понижающий трансформатор ТСН (рис. 7.1, а).

Рис. 7.1. Структурные схемы рабочего питания собственных нужд.

а — от шин ГРУ; б — отпайкой от блока; в — от вспомогательного турбоагрегата: 1 — главный турбоагрегат; 2 — вспомогательный турбоагрегат; г - от вспомогательного генератора.

Основными напряжениями, применяемыми в настоящее время в системе с. н., являются 6 кВ (для электродвигателей мощностью более 200 кВт) и 0,38/0,23 кВ для остальных электродвигателей и освещения. Применение напряжения 3 кВ не оправдало себя, так как стоимость электродвигателей 3 и 6 кВ мало отличается, а рас­ход цветных металлов и потери электроэнергии в сетях 3 кВ зна­чительно больше, чем в сетях 6 кВ.

Для мощных блочных ТЭС возможно применение напряжения 0,66 кВ для электродвигателей 16—630 кВт и напряжения 10 кВ для крупных электродвигателей.

Если генераторы электростанции соединены в блоки, то пита­ние с. н. осуществляется отпайкой от блока (рис. 7.1, б).

С увеличением мощности блоков растет потребление на собст­венные нужды, следовательно увеличивается и мощность тран­сформатора с. н. Чем больше мощность ТСН, тем больше токи к. з. в системе с. н., тем тяжелее установленное оборудование. Для ограничения токов к. з. можно применять трансформаторы с повы­шенным напряжением к. з. или трансформаторы с расщепленными обмотками 6 кВ; последние применяются при мощности ТСН 25 MB·А и более.

Значительного уменьшения токов к. з. в системе с. н. можно добиться, применяя вспомогательный турбоагрегат, пар для кото­рого поступает от отбора главной турбины (рис. 7.1, в), а генера­тор не имеет электрической связи с основными генераторами стан­ции. Однако установка, турбины малой мощности неэкономична и такая система может себя оправдать только в сочетании со схемой питания отпайкой от блока. В этом случае часть потребителей с. н. присоединяют к ТСН, а часть к вспомогательному турбоагре­гату. При уменьшении нагрузки блока уменьшают частоту вспо­могательного генератора, чем осуществляется плавное регулирова­ние производительности подключенных механизмов (питательных, циркуляционных, конденсатных насосов, дымососов, вентиляторов). Такое частотное групповое регулирование позволяет снизить рас­ход энергии на с. н., что может оправдать увеличение затрат на установку вспомогательного турбоагрегата.

Установка вспомогательного генератора на одном валу с глав­ным генератором требует меньших капитальных затрат (рис. 7.1, г). Такая схема питания с. н. применяется на АЭС.

Все рассмотренные схемы не могут обеспечить надежного пита­ния с. н., так как при повреждениях в генераторах, на шинах ГРУ или в тепломеханической части нарушается питание РУСН. Поэтому кроме рабочих источников с. н. должны предусматриваться резерв­ные источники питания. Такими источниками могут быть трансфор­маторы, присоединенные к шинам повышенного напряжения, имею­щим связь с энергосистемой. Даже при отключении всех генераторов электростанции питание с. н. будет осуществляться от энергоси­стемы. На тот редкий случай, когда авария на электростанции сов­падает с аварией в энергосистеме, и напряжение на с. н. не может быть подано от резервного трансформатора, для наиболее ответст­венных потребителей, которые обеспечивают сохранность оборудо­вания вработоспособном состоянии (масляные насосы смазки, уплотнений вала, валоповоротные устройства и др.), предусматри­ваются аккумуляторные батареи и дизель-генераторы. На ряде зарубежных электростанций в качестве аварийных источников пита­ния с. н. установлены газовые турбины, которые подхватывают пи­тание с. н. блока при снижении частоты в энергосистеме.

Выбор мощности рабочих трансформаторов с. н. производится с учетом числа и мощности потребителей с. н. Точный перечень всех потребителей определяется при реальном проектировании после разработки тепломеханической части электростанции и всех ее вспомогательных устройств.

В учебном проектировании с достаточной точностью можно опре­делить нагрузку с. н. Р_с.н.тах и расход электроэнергии W_с.н ори­ентировочно по табл. 7.1.

Используя данные табл. 7.1, можно определить необходимую мощность с. н., MB∙A:

(1)

Таблица 7.1