Лекция 12-Связь между ЭС, ТП и потребителями

1.

ЛЕКЦИЯ № 12
По профессиональному модулю
МДК 01. 02 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
для специальности среднего профессионального образования
13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического
оборудования (по отраслям)
Раздел 6. Эл.станции и эл.подстанции
Тема 6.3. Связь между эл.станциями и энергосистемой
Тема 6.4. Эл.оборудование эл.станций и подстанций
Литература: Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. учреждений
сред. проф. Образования / Е.А. Конюхова – 9-е изд., исправ. - М.: Издательство
«Мастерство», 2013.-320 с: ил.

2. Учебные вопросы:

1.Связь между электростанциями, энергосистемой
и потребителями.
2. Основное оборудование эл.станций и подстанций.
3.
Вспомогательное
подстанций.
оборудование
эл.станций
и

3.

1. Связь между электростанциями, энергосистемой
и потребителями
На рисунке 6.12 для примера приведена однолинейная схема
соединения энергосистемы, в которой объединены:
ТЭЦ;
мощная ГЭС;
две тепловые государственные районные эл.станции
ГРЭС-1 и ГРЭС-2.
ГЭС, ГРЭС-1 и ГРЭС-2 удалены от потребителей, поэтому вся
вырабатываемая ими эл.энергия трансформируется и
поступает в районную электросеть.
ГЭС связана с основной сетью 110кВ системы двумя
параллельных линий передачи Л-1 220кВ и мощной районной
подстанцией А, где установлены двухобмоточные транс-ры
220/110 кВ для связи сетей двух напряжений системы.
Линии передачи Л-2, Л-3 и Л-4 образуют кольцо высокого
напряжения – отключение любой из этих линий не нарушает
связи между элементами системы. ГРЭС-1 включена непосредственно в кольцо линий 110 кВ, а ГРЭС-2 в основную сеть
системы линиями Л-5 и Л-6 через шины подстанций Б и В.

4.

6.12

5.

ТЭЦ
сооружена
вблизи
потребителей,
поэтому
электроэнергия от нее в основном распределяется на
генераторном напряжении 10 кВ. При помощи повышающего
трансформатора 110/10 кВ и линии Л-7 ТЭЦ связана с сетью
110 кВ энергосистемы через сборные шины подстанции А.
Подстанции А и Б являются узловыми подстанциями системы.
На
подстанции
Б
установлены
трехобмоточные
трансформаторы. На напряжение 35 кВ питаются достаточно
обширные районы, в которых могут быть расположены
промышленные, коммунальные или сельскохозяйственные
потребители. На напряжение 6-10 кВ питаются потребители,
расположенные в непосредственной близости от подстанции:
отдельные промышленные предприятия, районы крупного
города, небольшие города, сельхозпотребители.
Подстанция В является проходной, а подстанция Г –
тупиковой (конечной), и они оборудованы двухобмоточными
трансформаторами и могут иметь любое из указанных на
схеме трех вторичных напряжений.
Питание потребителей происходит от шин 6-10 кВ
понижающих ТП, неуказанных на схеме рисунка 6.12.

6.

Создание энергосистемы позволяет:
– увеличить надежность электроснабжения потребителей при
аварии за счет перераспределения нагрузки между
другими станциями системы;
– более экономично использовать оборудование отдельных
ЭС и энергетических ресурсов района (топливо, водная
энергия);
– уменьшить потери электроэнергии в сетях;
– снизить расход топлива;
– снизить себестоимость электроэнергии.
Пример режимов работы ЭС
приведен на рисунке 6.13,
на котором дано примерное
распределение нагрузки
между входящими в систему
эл.станциями.

7.

2. Основное оборудование эл.станций и подстанций
1. Синхронные генераторы на эл.станциях – служат для
выработки электроэнергии.
Генераторы,
предназначенные
для
непосредственного
соединения
с
паровыми
турбинами,
называются
турбогенераторами (рисунок 6.14), а предназначенные для
соединения
с
гидравлическими
турбинами
–
гидрогенераторами (рисунок 6.15).
Для увеличения срока службы генераторов и надежности
электроснабжения применяется:
– воздушное и водородное охлаждение генераторов,
– параллельная работа генераторов.
2. Для выработки реактивной энергии и регулирования
напряжения в диапазоне 10% в электросетях используют:
синхронные компенсаторы (в сетях 100кВ) – синхронные
электродвигатели, работающие в холостую в режимах
перевозбуждения или недовозбуждения обмоток, благодаря
чему можно изменять величину генерируемой или
потребляемой ими реактивной мощности, а значит и
реактивных потерь.

8.

6.14

9.

6.15

10.

6.16

11.

6.17

12.

статические конденсаторы (сеть 10(6)кВ) – емкости,
разгружающие сеть от реактивных потерь.
3. Для привода различных вспомогательных механизмов и
машин используются:
– асинхронные эл.двигатели с к.замкнутым ротором;
– синхронные электродвигатели.
4. Силовые трансформаторы – служат для преобразования
(трансформации) переменного тока одного напряжения в
переменный ток другого напряжения. Применяют трансф-ры:
масляные и сухие;
повышающие и понижающие;
двухобмоточные и трехобмоточные;
трехфазные и однофазные;
с естественным масляным охлаждением, водомасляным
охлаждением, с форсированным воздушным охлаждением
(обдувается вентилятором).
с нормальными и аварийными перегрузками;
с регулированием напряжения под нагрузкой и без нагрузки;
с параллельной работой двух или более трансформаторов.

13.

3. Вспомогательное оборудование эл.станций и
подстанций
1. Отключающее: аппараты для включения или отключения агрегатов и отдельных цепей ЭС и подстанций в
нормальном режиме и при авариях:
рубильники и переключатели – простейшие воздушные
выключатели для неавтоматического (ручного) включения,
отключения
и
переключения
цепей
постоянного
и
переменного тока до 1000 А напряжением до 500В.
автоматические выключатели – для защиты электроустановок от перегрузок и токов короткого замыкания,
коммутационных операций под нагрузкой.
Выпускаются автоматы с расцепителями:
– тепловыми; – электромагнитными;
– комбинированными (тепловой и электромагнитный);
– максимальными; – минимальными;
– независимыми.
Каждый автомат (одно- или трехполюсный) имеет несколько
токов уставки (срабатывания) и время срабатывания не более
5 секунд.

14.

6.18
Рисунок 6.19-Внешний
вид автоматического
выключателя ВА 88-35

15.

плавкие предохранители – для защиты эл.установок от
перегрузок и токов короткого замыкания, устанавливаются
последовательно с выключателями или рубильниками.
Наибольшее распространение получили предохранители:
– низковольтные – пробочные и трубчатые (для защиты
электроустановок до 1кВ) типа ПР и НПН (рисунок 6.19);
– высоковольтные – кварцевые (для защиты эл.установок до
35 кВ) типа ПКТ.
Рисунок 6.19- Низковольтный
предохранитель типа ПР
Рисунок 6.20 - Высоковольтный
предохранитель типа ПК-10

16.

контакторы – для дистанционного и автоматического
управления
электрическими
цепями
постоянного
и
переменного тока напряжением до 1кВ (рисунок 6.21).
В отличие от автоматов они не защищают цепи от
ненормальных режимов, а используются для частых включений и отключений цепей и управляются рубильниками,
выключателями или кнопками.
Рисунок 6.21 Контакторы для пуска
электромашин

17.

магнитные пускатели – для дистанционного управления
короткозамкнутыми асинхр. двигателями до 0,38кВ и
представляют собой 3фазный контактор с тепловым реле и
системой блокировочных контактов в общем ящике (рисунок
6.22). Пускатели в одном щите для управления несколькими
двигателями, называемом магнитной станцией.
разъединители – для создания
видимого разрыва цепи 10кВ с
целью обеспечения безопасности ремонтных работ
на части электроустановки,
находящейся под напряжением, но при отсутствии
в ней тока (рисунок 6.23).
Предварительное отключение
тока необходимо в связи с
отсутствием у разъединителей
6.22
дугогасящих устройств.

18.

Выпускаются разъединители:
для внутренней и наружной установки;
однополюсного и трехполюсного исполнения;
на напряжения 6кВ, на токи 2кА.
Для повышения безопасности разъединители ставят на
отдельной опоре и включаются через ручные рычажные
приводы, устанавливаемые на расстоянии от разъединителя.
выключатели нагрузки –
для отключения только токов
нагрузки до 10кВ, без отключения
токов к. з. Конструктивное
исполнение выключателя
нагрузки аналогично
конструкции разъединителя
с добавлением дугогасительной камеры, содержащей
твердый газогенери6.23
рующий материал (оргстекло).

19.

- масляные выключатели – высоковольтные выключатели,
служат для включения и отключения электрических цепей под
нагрузкой и при к. з.
К ним предъявляются высокие требования:
– достаточная отключающая способность (малое время
действия); – высокая надежность работы;
– взрыво- и пожаробезопасность;
– простота конструкции и удобство
эксплуатации;
– как можно меньшие размеры и вес.
Выпускаются масл. выключатели:
1) многообъемные (с большим
2) объемом масла) – трансформаторное масло используется
для гашения дуги и для изоляции
токоведущих частей друг от друга
и от заземленного бака (рис.6.24);
2) малообъемные (с малым
6.24
объемом масла) – масло
только для гашения дуги.

20.

только для гашения дуги.
- короткозамыкатели (короткозамыкающие разъединители): устанавливаются на тупиковых и отпаечных
подстанциях со стороны высшего напряжения вместо
масляных выключателей, т.к. дешевле и проще.
Выпускаются:
– двухполюсные на 35 кВ;
– однополюсные на 110-220 кВ.
- отделители (отделяющие разъединители):
– там, где питающие линии имеют механизм автоматического
повторного включения (АПВ) для предотвращения подачи
напряжения на поврежденный элемент;
– или на подстанции, питаемой на одной линии с АПВ, где
устновлены два трансф-ра, для отключения поврежденного
трансф-ра при сохранении нормального питания исправного
трансформатора.
Выполняются отделители 1полюсными, соединяются на месте
монтажа в трехполюсный аппарат.
Отключаются отделители автоматически, включаются вручную
через эл.привод.