Главные схемы электростанций и подстанций
Електроенергетика мережi, обладнання
- Деталі
- Категорія: Навчання
- генерація
- схеми
- КРП
- навчання
Зміст статті
- Главные схемы электростанций и подстанций
- Главные схемы ТЭЦ
- Главные схемы подстанции
Сторінка 1 із 3
1. Виды схем и их назначение
Главная схема электрических соединений электростанции (подстанции) — это совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.
Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части электростанции (подстанции), так как он определяет полный состав элементов и связей между ними. Выбранная главная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических соединений, схем собственных нужд, схем вторичных соединений, монтажных схем и т.
д.
На чертеже главные схемы изображаются в однолинейном исполнении при отключенном положении всех элементов установки. В некоторых случаях допускается изображать отдельные элементы схемы в рабочем положении.
Рис. 1. Виды схем (на примере подстанции 110/10 кВ)
Все элементы схемы и связи между ними изображаются в соответствии со стандартами единой системы конструкторской документации (ЕСКД).
При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии (мощности), на которой показываются основные функциональные части электроустановки (распределительные устройства, трансформаторы, генераторы) и связи между ними.
На чертежах этих схем функциональные части изображаются в виде треугольников или условных графических изображений (рис. 1, а). Никакой аппаратуры (выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и т.д.) на схеме не показывают.
На рис. 1,б показана главная схема этой же подстанции без некоторых аппаратов — трансформаторов тока, напряжения, разрядников. Такая схема является упрощенной принципиальной схемой электрических соединений. На полной принципиальной схеме (рис.1, в) указывают все аппараты первичной цепи, заземляющие ножи разъединителей и отделителей, указывают также типы применяемых аппаратов. В оперативной схеме (рис. 1, г) условно показаны разъединители и заземляющие ножи. Действительное положение этих аппаратов (включено, отключено) показывается на схеме дежурным персоналом каждой смены.
710-81, буквенно-цифровое обозначение в электрических схемах состоит из трех частей: 1-я указывает вид элемента, 2-я — его порядковый номер, 3-я — его функцию. Вид и номер являются обязательной частью условного буквенно-цифрового обозначения и должны присваиваться всем элементам и устройствам объекта. Указание функции элемента (3-я часть обозначения) необязательно.2. Основные требования к главным схемам электроустановок
При выборе схем электроустановок должны учитываться следующие факторы:
1) значение и роль электростанции или подстанции для энергосистемы.
Электростанции, работающие параллельно в энергосистеме, существенно различаются по своему назначению. Одни из них, базисные, несут основную нагрузку, другие, пиковые, работают неполные сутки во время максимальных нагрузок, третьи несут электрическую нагрузку, определяемую их тепловыми потребителями (ТЭЦ). Разное назначение электростанций определяет целесообразность применения разных схем электрических соединений даже в том случае, когда количество присоединений одно и то же.
2) положение электростанции или подстанции в энергосистеме, схемы и напряжения прилегающих сетей. Шины высшего напряжения электростанций и подстанций могут быть узловыми точками энергосистемы, осуществляя объединение на параллельную работу нескольких электростанций. В этом случае через шины происходит переток мощности из одной части энергосистемы в другую — транзит мощности.
Подстанции могут быть тупиковыми, проходными, отпаечными; схемы таких подстанций будут различными даже при одном и том же числе трансформаторов одинаковой мощности.
Схемы распредустройств 6—10 кВ зависят от схем электроснабжения потребителей: питание по одиночным или параллельным линиям, наличие резервных вводов у потребителей и т. п.;
3) категория потребителей по степени надежности электроснабжения. Все потребители с точки зрения надежности электроснабжения разделяю на три категории.
Электроприемники I категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.
Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования.
Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории предусматривается дополнительное питание от третьего независимого источника питания. Независимыми источниками питания могут быть местные электростанции, электростанции энергосистем, специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.
Электроприемники II категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.
Допускается питание электроприемников II категории по одной воздушной линии, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Допускается питание по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату. При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток допускается питание от одного трансформатора.
4) перспектива расширения и промежуточные этапы развития электростанции, подстанции и прилегающего участка сети.
Для выбора схемы подстанции важно учесть количество линий высшего и среднего напряжения, степень их ответственности, а поэтому на различных этапах развития энергосистемы схема подстанции может быть разной.
Поэтапное развитие схемы распределительного устройства электростанции или подстанции не должно сопровождаться коренными переделками. Это возможно лишь в том случае, когда при выборе схемы учитываются перспективы ее развития.
При необходимости решаются вопросы секционирования сетей, деления электроустановки на независимо работающие части, установки специальных токоограничивающих устройств. Из сложного комплекса предъявляемых условий, влияющих на выбор главной схемы электроустановки, можно выделить основные требования к схемам:1) надежность электроснабжения потребителей;
2) приспособленность к проведению ремонтных работ;
3) оперативная гибкость электрической схемы;
4) экономическая целесообразность.
Надежность — свойство электроустановки, участка электрической сети или энергосистемы в целом обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергией нормированного качества. Повреждение электрооборудования в любой части схемы по возможности не должно нарушать электроснабжение, выдачу электроэнергии в энергосистему, транзит мощности через шины. Надежность схемы должна соответствовать характеру (категории) потребителей, получающих питание от данной электроустановки.
Надежность можно оценить частотой и продолжительностью нарушения электроснабжения потребителей и относительным аварийным резервом, который необходим для обеспечения заданного уровня безаварийной работы энергосистемы и ее отдельных узлов.
Приспособленность электроустановки к проведению ремонтов определяется возможностью проведения ремонтов без нарушения или ограничения электроснабжения потребителей. Есть схемы, в которых для ремонта выключателя надо отключать данное присоединение на все время ремонта, в других схемах требуется лишь временное отключение отдельных присоединений для создания специальной ремонтной схемы; в-третьих, ремонт выключателя производится без нарушения электроснабжения даже на короткий срок. Таким образом, приспособленность для проведения ремонтов рассматриваемой схемы можно оценить количественно частотой и средней продолжительностью отключений потребителей и источников питания для ремонтов оборудования.
Оперативная гибкость электрической схемы определяется ее приспособленностью для создания необходимых эксплуатационных режимов и проведения оперативных переключений.
Наибольшая оперативная гибкость схемы обеспечивается, если оперативные переключения в ней производятся выключателями или другими коммутационными аппаратами с дистанционным приводом. Если все операции осуществляются дистанционно, а еще лучше средствами автоматики, то ликвидация аварийного состояния значительно ускоряется.
Оперативная гибкость оценивается количеством, сложностью и продолжительностью оперативных переключений.
Экономическая целесообразность схемы оценивается приведенными затратами, включающими в себя затраты на сооружение установки ~ капиталовложения, ее эксплуатацию и возможный ущерб от нарушения электроснабжения. Подробно методика подсчета приведенных затрат изложена ниже.
3. Структурные схемы электростанций и подстанций
Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов), распределения генераторов и нагрузки между распределительными устройствами (РУ) разного напряжения и связи между этими РУ.
На рис. 2 показаны структурные схемы ТЭЦ. Если ТЭЦ сооружается вблизи потребителей электроэнергии U = 6 — 10 кВ, то необходимо иметь распределительное устройство генераторного напряжения (ГРУ). Количество генераторов, присоединяемых к ГРУ, зависит от нагрузки 6—10 кВ. На рис. (2, а) два генератора присоединены к ГРУ, а один, как правило, более мощный,—к распределительному устройству высокого напряжения (РУ ВН). Линии 110—220 кВ, присоединенные к этому РУ, осуществляют связь с энергосистемой.
Если вблизи ТЭЦ предусматривается сооружение энергоемких производств, то питание их может осуществляться по ВЛ 35—110 кВ. В этом случае на ТЭЦ предусматривается распределительное устройство среднего напряжения (РУ СН) (рис. 2, б). Связь между РУ разного напряжения осуществляется с помощью трехобмоточных трансформаторов или автотрансформаторов.
При незначительной нагрузке (6 —10 кВ) целесообразно блочное соединение генераторов с повышающими трансформаторами без поперечной связи на генераторном напряжении, что уменьшает токи КЗ и позволяет вместо дорогостоящего ГРУ применить комплектное РУ для присоединения потребителей 6—10 кВ (рис.
2, б). Мощные энергоблоки 100—250 МВт присоединяются к РУ ВН без отпайки для питания потребителей. Современные мощные ТЭЦ обычно имеют блочную схему.
На рис. 3 показаны структурные схемы электростанций с преимущественным распределением электроэнергии на повышенном напряжении (КЭС, ГЭС, АЭС). Отсутствие потребителей вблизи таких электростанций позволяет отказаться от ГРУ. Все генераторы соединяются в блоки с повышающими трансформаторами. Параллельная работа блоков осуществляется на высоком напряжении, где предусматривается распределительное устройство (рис. 3, а).
Рис. 2. Структурные схемы ТЭЦ
Рис. 3. Структурные схемы КЭС, ГЭС, АЭС
Рис. 4. Структурные схемы подстанций
Если электроэнергия выдается на высшем и среднем напряжении, то связь между РУ осуществляется автотрансформатором связи (рис.
3,6)
- Наступна
- Попередня
- Наступна
Близьки публікації
- Подстанции систем электроснабжения
- Схемы электроснабжения городов
- Схемы электроснабжения промышленных предприятий
- Основное оборудование электрических станций и подстанций
- Главные схемы электрических соединений подстанций
Copyright © 2007 — 2023 Електроенергетика При цитуванні — посилання є обов`язковим (в інтернеті — активне гіперпосилання).
Наверх
4 Выбор главной схемы соединений пс
Главная схема электрических соединений определяет основные качества электрической части подстанций: надежность, экономичность, ремонтопригодность, безопасность обслуживания, удобство эксплуатации, удобство размещения электрооборудования, а также возможность дальнейшего расширения.
В
большинстве случаев выбор схемы
базируется на технико-экономических
расчетах.
А для подстанций с двумя
напряжениями схема определяется
однозначно, и ее проектирование сводится
к выбору уже существующих типовых схем
– это упрощенные, с сокращенным числом
выключателей или без них (блочные схемы),
схемы мостиков, схемы с короткозамыкателями
и отделителями.
В соответствии с нормами технологического проектирования главная схема электрических соединений подстанции выбирается с использованием схем РУ 35…750 кВ, утвержденных Минэнерго и согласованных с Госстроем.
Для дальнейшего проектирования выбрана блочная схема с двумя перемычками на разъединителях, на подстанции установлены 2 силовых трансформатора типа ТД-16000/35.
Со стороны высшего напряжения для обеспечения надежности и безопасности установлены высоковольтные выключатели и разъединители. Также предусмотрена установка трансформаторов тока с амперметрами.
Со
стороны низшего напряжения также
установлены высоковольтные выключатели,
разъединители.
Помимо них установлены
предохранители. Схема предполагает
выбор трансформаторов тока и напряжения
с измерительными приборами и счетчиками
энергии. На станции устанавливаются 2
трансформатора собственных нужд.
На каждом фидере предусмотрен высоковольтный выключатель, трансформатор тока с амперметром и счетчиками энергии.
Схема изображена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 – Главная схема соединений ПС 35/10 кВ
5 Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов КЗ производится для выбора (проверки) электрических аппаратов, шин, кабелей и изоляторов в аварийном режиме, выбора средств ограничения токов КЗ (ректоров), а также проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики. Расчетное время КЗ t расч, согласно ПУЭ, оценивают в зависимости от цели расчета. При проверке электрооборудования на термическую стойкость t расч принимается равным сумме времени действия основной защиты ближайшего выключателя и полного времени отключения этого выключателя:
(5.
1)
где
С учетом действительных характеристик современных выключателей, получим расчетное время КЗ 0,1 с. Для заданной схемы сетевого района составляется однолинейная схема замещения, в которую вводятся все источники питания, участвующие в питании места КЗ, и все элементы электроснабжения (трансформаторы, воздушные и кабельные линии, реакторы), расположенные между ними и местом КЗ. При этом элементы связей заменяют соответствующими сопротивлениями в относительных единицах с указанием порядковых номеров индуктивных сопротивлений и их величин, приведенных к базисной мощности.
5.1 Расчёт короткого замыкания на шинах высшего напряжения
Составим схему замещения для расчёта трёхфазного КЗ на шинах ВН ПС (рисунок 5.1 ).
Sб=100 МВА, Uб1=115 кВ, Uб2=37 кВ.
С1:(5.1)
(5.2)
(5.3)
(5.
4)
(5.5)
(5.6)
(5.7)
(5.8)
(5.9)
(5.10)
(5.11)
(5.12)
(5.13)
(5.14)
(5.15)
(5.16)
(5.17)
(5.18)
Рисунок 5.1 – схема замещения
Эквивалентируем схему замещения (рисунок 5.1), тогда для рисунка 5.2 получим:
(5.19)
(5.20)
(5.21)
(5.
22)
(5.23)
(5.24)
Рисунок 5.2 – схема замещения
Замещения (рисунок 5.2), тогда для рисунка 5.3 получим:
(5.25)
(5.26)
(5.27)
(5.28)
(+0,07=0,81 т.к. демпферные обмотки) (5.29)
Для С-1: (5.30)
Для Gэкв: (по расчётным кривым из [10]);.
Рисунок 5.3 – схема замещения
Переведём в номинальные единицы:
(5.31)
(5.32)
Ударный ток
(5.
33)
Куд=1,8; Та=0,042 с. Данные из [2].
Апериодическая составляющая тока КЗ.
(5.34)
Результаты расчёта сведены в таблицу 5.1
5.2 Расчёт короткого замыкания на шинах низшего напряжения
Рисунок 5.4 – схема замещения
В силу особенности схемы РУ НН, схема замещения, учитывая предыдущее эквивалентирование, примет вид как на рисунке 5.4. Эквивалентируем схему замещения (рисунок 5.4), тогда для рисунка 5.5 получим:
Рисунок 5.5 – Схема замещения
(5.34)
(5.35)
Для С-1: ;
Для
Gэкв: (по расчётным
кривым из [10] );.
Ударный ток
Апериодическая составляющая тока КЗ.
Результаты расчёта сведены в таблицу 5.1
Таблица 5.1 — Результаты расчёта токов короткого замыкания
Расположение точки КЗ | Iп, кА | iа,Т=0,1с,кА | i(3)у,кА | |||
t=0 с. | t=0,1
с. | |||||
На шинах ВН | 1,885 | 1,783 | 0,63 | 4,8 | ||
На шинах НН | 3,02 | 2,87 | 1,01 | 7,69 | ||
Значения
токов короткого замыкания, полученные
в результате расчёта, являются относительно
небольшими, по сравнению с токами на
которые рассчитаны вакуумные и элегазовые
выключатели, поэтому при подборе
соответствующего оборудования не
возникнет препятствий. Применение
секционирования шин РУ НН, а также
силовых трансформаторов с расщеплённой
обмоткой достаточно.
6 Выбор шин, аппаратов и изоляторов
Как работает домашняя электрическая система
Дон Вандерворт, HomeTips © 1997 to 2023
24 апреля 2023 г.
Обзор работы домашней электрической системы с иллюстрациями различных компонентов
стала неотъемлемой частью современной жизни, электропитание, электроприборы, отопление, кондиционирование воздуха, телевизоры, телефоны, компьютеры и многие другие современные удобства. Некоторые компоненты домашней электросистемы © Дон Вандерворт, HomeTips
Электричество поступает в ваш дом от местной коммунальной компании по линии электропередачи или под землей по трубопроводу. В большинстве домов есть трехпроводная сеть — два провода «горячего» и один нейтральный.
Электрокоммуникации подают электричество через мачту на крыше. Провода продолжаются через счетчик к главной панели. © Дон Вандерворт, HomeTips По всему дому один горячий провод и один нейтральный провод питают обычные 120-вольтовые лампы и приборы.
И горячие провода, и нейтральный провод образуют 240-вольтовую цепь для крупных приборов, таких как кондиционеры и электрические печи.
Электросчетчик, контролируемый вашей электроэнергетической компанией, устанавливается там, где электричество входит в ваш дом.
Основная панель обычно находится рядом со счетчиком или под ним. Это центральная точка распределения электрических цепей, которые идут к источникам света, розеткам и приборам по всему дому. Панель с автоматическими выключателями © Don Vandervort, HomeTips
Цепь, по определению, представляет собой круговое путешествие, которое начинается и заканчивается в одно и то же место, и именно так работает электричество. Ток начинается в источнике питания, питает прибор или устройство по цепи, а затем возвращается к источнику питания. Любое прерывание на этом пути приведет к отключению цепи. Базовая электрическая цепь © Дон Вандерворт, HomeTips
Цепь состоит из горячего (обычно черного) провода, идущего от главной панели к ряду ламп, розеток или приборов, и нейтрального (обычно белого) провода, возвращающегося к главной панели.
В дополнение к нулевому проводу к главному щиту также возвращается заземляющий провод, а оттуда – к земле. Целью заземления является отвод электричества от любых короткозамыкающих горячих проводов в землю, предотвращая поражение электрическим током.
Подпанели в других местах дома подключаются к главной панели. Они обеспечивают электроэнергией области, которые имеют несколько различных ответвлений или крупных бытовых приборов, таких как кухня и прачечная. Они также оснащены вторичным комплектом автоматических выключателей.
Ответвительные цепи типичного дома Дон Вандерворт, HomeTips © с 1997 по 2023 | HomeTips Низковольтные электрические системы также распространены в домах для питания дверных звонков, переговорных устройств, таймеров разбрызгивателей, наружного освещения и некоторых типов низковольтного внутреннего освещения. С их помощью трансформатор снижает напряжение в доме со 120 вольт до 12 вольт. По сравнению с обычной проводкой под напряжением, эти системы намного безопаснее для домовладельцев.
Избранный ресурс: Найдите предварительно проверенного местного подрядчика по электромонтажу
Маркированные цепиэлектрическая цепь
Электрическая цепь – Типы электрических цепей
Основными типами электрических цепей являются Замкнутая цепь, Разомкнутая цепь, Короткое замыкание, Последовательная цепь и Параллельная цепь. Электрическая цепь обеспечивает токопроводящий путь для протекания электрического заряда или электрического тока.
В этой статье мы обсудим определение электрических цепей и типы электрических цепей.
Что такое электрическая цепь?Когда источник питания подключается к нагрузке токопроводящим проводом, он образует электрическую цепь. Проводник из меди или алюминия используется для установления электрического соединения между источником питания и нагрузкой.
Мы также используем выключатель ВКЛ/ВЫКЛ и предохранитель между источником и нагрузкой для включения/выключения нагрузки и для защиты оборудования, подключенного к источнику.
Мы обсудим различные типы электрических цепей.
Замкнутая цепьВ замкнутой цепи-
- Нагрузка подключена к источнику.
- Источник подает ток на нагрузку.
- Ток, протекающий в цепи, зависит от величины напряжения источника.
Цепь становится разомкнутой в следующих случаях.
- При отключении цепи
- При перегорании предохранителя из-за неисправности в цепи
В этом состоянии ток, протекающий через замкнутую цепь, прерывается, а источник питания и нагрузка отключаются.
Короткое замыканиеВ случае короткого замыкания;
- Соединительные провода между источником и нагрузкой получают короткое замыкание.
- Максимальный ток через цепь
- Перегорели предохранители
- Наконец цепь становится разомкнутой.
Основной причиной короткого замыкания является нарушение изоляции соединительных проводов или нарушение изоляции в электрооборудовании.
Последовательная цепьКогда 2 или более электрооборудования соединены последовательно, образуется последовательная цепь. В последовательной цепи величина тока, протекающего в оборудовании, одинакова. Последовательная цепь имеет единственный путь для протекания тока.
Мы называем последовательное соединение сквозным соединением или каскадным соединением. Недостатком последовательной цепи является то, что вся цепь становится разомкнутой, если выходит из строя одна часть оборудования.
Свойства последовательной цепи:- Одинаковая величина тока проходит через каждую нагрузку.
- Напряжение источника равно сумме падений напряжения на каждой нагрузке.
V = V 1 + V 2 + V 3 + …..+ V n
- Эквивалентный рез сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных нагрузок.
R экв = R 1 +R 2 +R 3 +R 4 +……….+ R n - Эквивалентное сопротивление (R eq ) имеет самое высокое значение сопротивления среди всех отдельных сопротивлений.
В параллельной цепи
- Две или более нагрузки, подключенные к источнику питания.
- Ток, протекающий через каждую нагрузку, зависит от сопротивления нагрузки. Более низкое сопротивление потребляет больше тока, а более высокое сопротивление потребляет меньше тока в соответствии с законом Ома.
- Напряжение на всех нагрузках одинаковое.
- Если одна из нагрузок отключается, другие нагрузки продолжают работать.
- Разность потенциалов одинакова для всех параллельных нагрузок.
- Распределение тока по нагрузкам соответствует индивидуальному сопротивлению нагрузки.
- Суммарный ток, потребляемый всеми нагрузками, равен сумме индивидуальных токов нагрузки.
I = I 1 + I 2 + I 3 + ……+ I n
- Обратная величина эквивалентного сопротивления параллельной цепи эквивалентна сумме обратной величины индивидуальные сопротивления.
1/R = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 + ……… 1/R n - Эквивалентное сопротивление меньше самый маленький из всех сопротивление.
R < R 1 , R < R 2 , ….., R < R n
- Эквивалентная проводимость представляет собой математическое сложение отдельных проводимостей.
G = G 1 + G 2 +G 3 + ……+ G n
Эквивалентное сопротивление меньше наименьшее из всех сопротивлений, соединенных параллельно.
