Раздел 3 распределение электрической энергии

3.1 Схемы выдачи мощности электростанций

Конечной целью электростанций является выработка электрической энергии и передача ее через электрические сети потребителям. В каждый момент времени электростанция выдает какую-либо мощность. Величину выдаваемой мощности электростанциям задают в виде суточного графика, который зависит от многих обстоятельств, в том числе, от типа электростанции, рыночных соображений, состояния электрической сети и т.д. В любом случае выдача мощности осуществляется через схему первичных соединений электростанции, которую называют главной схемой.

Существует большое разнообразие главных схем. Систематизируя их можно выделить два главных направления. Первое направление связано с образованием сборных шин генераторного напряжения, к которым подключаются и генераторы и повышающие напряжение трансформаторы, связывающие электростанцию с электрической сетью. Второе направление образует блочный вариант схем. Например, такой блок: паровой котел, паровая турбина, электрический генератор, повышающий трансформатор. Однако и блочные схемы допускают большое разнообразие вариантов.

Пример типовой главной схемы электростанции со сборными шинами генераторного напряжения показан на рис. 3.1.

Шины напряжением 6 кВ (шины генераторного напряжения имеют классы напряжений в диапазоне 6 – 27 кВ) разделены на две секции, соединенные между собой межсекционным выключателем (МСВ) через токоограничивающий реактор (Р). К каждой секции шин подключено по два генератора и по одному повышающему трансформатору. Секционный выключатель, как правило, в нормальном режиме включен. Этим обеспечивается надежность функционирования такой схемы.

Вариант блочной схемы показан на рис. 3.2. Здесь изображены два бока генератор-трансформатор, которые связаны с двумя системами шин. Системы шин отличаются от секций шин тем, что каждое присоединение может быть подключено к любой системе шин с помощью разъединителей. Однако еще на стадии проектирования предполагается, к какой системе шин будет подключен каждый фидер (присоединение). Такой вариант называется фиксированным распределением присоединений. Это важно для выполнения селективной дифференциальной защиты шин. Режим с нарушением фиксации возможен в ремонтных режимах, когда присоединение, нормально подключенное к одной системе шин, переводится на другую. Системы шин соединяются междушинным выключателем (МШВ), который, как правило, нормально включен. От шин может отходить несколько линий электропередачи, в приведенном примере их три.

Собственные нужды электростанции. Собственные нужды электростанций являются основой технологического процесса производства электроэнергии и тепловой энергии на электростанциях. Действительно, отбирая часть выработанной электроэнергии, собственные нужды направляют ее на осуществление подачи топлива в энергетические котлы, на подачу и регулирование потока воды на ГЭС. В результате получается система с положительной обратной связью, которая и обеспечивает незатухающий процесс производства электрической и тепловой энергии. Кроме того, часть энергии собственных нужд расходуется на поддержание множества других технологий, необходимых для функционирования электростанций.

В этом смысле значение собственных нужд чрезвычайно велико. Поэтому собственным нуждам электростанций, их надежности уделяется большое внимание еще на стадии проектирования. При эксплуатации персонал обязан обеспечивать надежность собственных нужд, при ликвидации аварийных ситуаций персонал обязан в первую очередь обеспечить (запитать) собственные нужды. Особенно велико значение собственных нужд на АЭС.

Питание собственных нужд, как правило, осуществляется на напряжении 6 кВ и 0.4 кВ. Питание потребителей СН 6 кВ осуществляется непосредственно от шин, если генераторное напряжение равно 6 кВ (рис. 3.1), или через промежуточные трансформаторы, если генераторное напряжение отличается от 6 кВ. При блочной схеме питание собственных нужд осуществляется отпайкой от выводов генератора (рис. 3.2). От шин 6 кВ осуществляется трансформирование на напряжение 0.4 кВ для питания потребителей собственных нужд на этом напряжении.

На АЭС кроме обеспечения собственных нужд от собственных источников предусматривается дополнительное питание от независимого источника, в качестве которого используется дизельная электростанция. Может использоваться близлежащая ГЭС с реализацией специальной схемы подачи от нее напряжения на шины собственных нужд.

Следует также заметить, восстановление работоспособности электростанции начинается с восстановления собственных нужд.