Схемы на генераторном напряжении

Учитывая сказанное выше, схемы КЭС строятся по блочному принципу котел – турбина- генератор – трансформатор, без сборных шин на генераторном напряжении. В отдельных случаях блочных принцип схемы может охватывать также и линию электропередачи.

В зависимости от мощности генераторов блоки могут быть простыми или укрупненными (Рис. 5.10). Укрупненный блок при прочих равных условиях имеет лучшие технико-экономические показатели, чем сумма простых блоков той же мощности, однако с увеличением мощности блока возрастают его роль в энергосистеме и требования надежности его работы.. Применение трансформаторов с расщепленными обмотками позволяет снизить уровень токов КЗ в сети генераторного напряжения, что видно из схем замещения групп однофазных трансформаторов с расщепленными обмотками низшего напряжения, приведенных на Рис. 5.10 е и 6.10 з, где Хт – результирующее сопротивление трансформатора в сквозном режиме.

 
  Схемы на генераторном напряжении - №1 - открытая онлайн библиотека

С целью исключения возможности междуфазовых КЗ в сети генераторного напряжения соединение между генераторами и силовыми трансформаторами выполняется с помощью закрытых токопроводов. Последние используются также для подключения трансформаторов собственных нужд.

                               
    Схемы на генераторном напряжении - №2 - открытая онлайн библиотека   Схемы на генераторном напряжении - №3 - открытая онлайн библиотека
  Схемы на генераторном напряжении - №4 - открытая онлайн библиотека   Схемы на генераторном напряжении - №5 - открытая онлайн библиотека       Схемы на генераторном напряжении - №6 - открытая онлайн библиотека   Схемы на генераторном напряжении - №7 - открытая онлайн библиотека   Схемы на генераторном напряжении - №8 - открытая онлайн библиотека
 
 
   
к)


Рис. 5.10. Варианты блочных схем

5.1.8Схемы КЭС на повышенных напряжениях.

К распределительным устройствам КЭС предъявляются повышенные требования в отношении надежности работы. При выборе схемы необходимо учитывать роль станции в энергосистеме, схемы прилегающих к станции сетей повышенных напряжений, расположение узлов нагрузки, удельную повреждаемость линий, трансформаторов, генераторов и выключателей.. Схема должна позволять локализировать КЗ с отключением наименьшего числа блоков. Количество одновременно работающих выключателей при КЗ в любой точке должно быть по возможности минимальным. Выведение в ремонт какого-либо выключателя или разъединителя не должно значительно понижать надежность работы установки. Существенным при выборе схемы является то, что стоимость ячеек выключателей открытых распределительных устройств (ОРУ) прогрессивно растет с увеличением номинального напряжения.

На повышенном напряжении КЭС применяются следующие схемы:

· Схема с двумя выключателями на цепь (Рис. 5.11)

Распределительное устройство, выполненное по такой схеме, является одним из самых дорогих, но принципиально одним из наиболее надежных. Его надежность понижается при увеличении числа присоединений к сборным шинам, так как КЗ на системе сборных шин приводят к отключению всех выключателей, присоединенных к этой системе шин (правда, электроснабжение потребителей при этом не нарушается).

 
  Схемы на генераторном напряжении - №9 - открытая онлайн библиотека

Рис. 5.11. Схема с двумя выключателями на цепь Рис. 5.12. Полуторная схема

· Полуторная схема (Рис. 5.12)

Каждое присоединение, как и в предыдущей схеме, защищается двумя выключателями, однако в целом на каждое присоединение приходится только 1,5 выключателя. Это упрощает конструкцию распределительного устройства, хотя надежность схемы может быть более высокой при чередующемся присоединении элементов. При КЗ на системе шин отключаются все выключатели, присоединенные к данной системе шин. В случае большого числа присоединений каждую систему шин секционируют с помощью секционных выключателей. Полуторная схема широко применяется в энергосистемах.

· Схема генератор- трансформатор – линия (Рис. 5.13)

Схема генератор – трансформатор – линия (ГТЛ) в различных модификациях может применяться, если число блоков генератор –трансформатор соответствует числу линий и есть возможность связать блоки на параллельную работу непосредственно на шинах узлов нагрузки.

 
  Схемы на генераторном напряжении - №10 - открытая онлайн библиотека

           
 
а)
 
в)
   
б)
 


Рис. 5.13. Схема с двумя выключателями на цепь Рис. 5.14. Полуторная схема

При этом существенно ограничиваются уровни токов КЗ в сетях, в целом улучшается устойчивость параллельной работы частей системы, упрощаются схемы сетей, релейной защиты, автоматики и управления. Недостатком схемы является то, что повреждение в любом элементе протяженного блока, особенно в линии (что наиболее вероятно), приводит к отключению всего блока. В связанной схеме имеется возможность оставлять в работе неповрежденные элементы – линии или генераторы и трансформаторы.

· Схема генератор -трансформатор-линия с уравнительной системой шин
(Рис. 5.14)

Недостаток схемы ГТЛ может быть устранен, если все блоки связать на параллельную работу с помощью уравнительной системы шин. При этом может быть получен более экономичный режим загрузки линии и блоков. При КЗ на линии, в трансформаторе или в генераторе отключается соответствующий блок, а все остальные блоки остаются в работе; при КЗ на уравнительной системе шин отключаются все выключатели, подключенные к этой системе, и электростанция распадается на отдельные блоки, т.е. схема превращается в схему ГТЛ. При большом числе блоков уравнительную систему шин делят на секции, связанные секционными выключателями.

·

 
  Схемы на генераторном напряжении - №11 - открытая онлайн библиотека

Схема с двумя несекционированными системами шин и с обходной системой шин (Рис. 5.15)

Рис. 5.15. Схема с двумя несекционированными системами шин
и с обходной системой шин

Как было уже отмечено выше, на обходную систему шин, как правило, заводятся только цепи отходящих линий. Цепи блоков заводятся на обходную систему шин только в том случае, когда потеря блока при ремонте его выключателя для системы нежелательна. Нормально в работе находятся обе системы шин (схема с фиксированным присоединением элементов) и шиносоединительный выключатель включен. При ремонте одной системы шин или ее разъединителей все присоединения переводятся на другую систему шин. Назначение обходной системы шин было описано выше. Схема достаточно гибкая, но сложная; соответствующее распределительное устройство применительно к мощным электростанциям недостаточно надежно.

До последнего времени эта схема считалась основной типовой схемой на высшем напряжении КЭС. Однако в настоящее время проектные организации от нее отказываются в пользу полуторной и других более надежных схем. Распространение получают, например, различные модификации кольцевых схем: квадрат, пятиугольник, шестиугольник и связанные многоугольники, где каждое присоединение защищается двумя выключателями.