Электрические станции и подстанции

1.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ
И ПОДСТАНЦИИ
Шалухо Андрей Владимирович, к.т.н., доц.каф. ЭССЭ
[email protected]
Тел.: 432-91-85

2.

ВВЕДЕНИЕ
Стандартные номинальные напряжения генераторов, трансформаторов, сетей

3.

ГРАФИКИ НАГРУЗКИ
По способу построения
Ступенчатый график нагрузки
Плавный график нагрузки

4.

ГРАФИКИ НАГРУЗКИ
Характерные зоны графиков нагрузки
Ступенчатый суточный график нагрузки потребителей
Плавный суточный график нагрузки энергосистемы

5.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
По виду используемого источника энергии:
тепловые
электростанции (ТЭС)
гидроэнергетические
установки (ГЭУ)
атомные
электростанции
(АЭС)
нетрадиционные
источники
энергии

6.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
По виду вырабатываемой энергии
вырабатывающие только электроэнергию —
конденсационные электростанции (КЭС)
вырабатывающие электрическую и тепловую энергию —
теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)
По виду теплового двигателя
с паровыми турбинами —
паротурбинные ТЭС и
АЭС
с парогазовыми установками —
парогазовые ТЭС
с газовыми турбинами —
газотурбинные ТЭС
с двигателями внутреннего
сгорания — ДЭС

7.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
Динамика изменения установленной мощности
электростанций ЕЭС России, ГВт
Структура установленной мощности электростанций
объединенных энергосистем и ЕЭС России на 01.01.2016

8.

ПАРОТУРБИННЫЕ КОНДЕНСАЦИОННЫЕ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Структурная технологическая схема КЭС

9.

ПАРОТУРБИННЫЕ ТЕПЛОФИКАЦИОННЫЕ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Структурная технологическая схема ТЭЦ

10.

ГАЗОТУРБИННЫЕ СТАНЦИИ
Технологическая схема энергоблока

11.

АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

12.

АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Технологическая схема энергоблока двухконтурной АЭС

13.

ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
По вырабатываемой мощности:
мощные — от 25 МВТ до 250 МВт и выше
средние — до 25 МВт
малые гидроэлектростанции — до 5 МВт
В зависимости от максимального использования напора воды:
высоконапорные — более 60 м;
средненапорные — от 25 м
низконапорные — от 3 до 25 м

14.

ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
В зависимости от принципа использования природных ресурсов:
русловые и приплотинные ГЭС
плотинные ГЭС
деривационные гидроэлектростанции
гидроаккумулирующие электростанции

15.

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
Распределение валовых ресурсов ВИЭ по Федеральным округам
Федеральный
округ
Северо-западный
Центральный
Южный
Приволжский
Уральский
Сибирский
Дальневосточный
Солнечная
энергия, млн.
т.у. т
178200
84900
100700
140800
215600
672000
813200
Ветровая
энергия,
млн. т.у. т
58800
9800
24000
32100
219900
205800
335800
Малая
гидроэнергетика,
млн. т.у. т
54
3
21
12
46
148
154
Биомасса,
млн. т.у. т
Итого,
млрд. т.у. т
2911
780
27
446
2542
3663
523
239,965
95,483
124,748
173,358
438,088
881,611
1149,677
Распределение возобновляемых
энергоресурсов
(валовый
потенциал)
по
территории
России

16.

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
горизонтально-осевые ВЭУ
вертикально-осевые ВЭУ

17.

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
солнечные коллекторы-водонагреватели
фотоэлектрические преобразователи
солнечная архитектура

18.

БИОЭНЕРГЕТИКА

19.

УЧАСТИЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В ФОРМИРОВАНИИ
СУТОЧНОГО ГРАФИКА ПРОИЗВОДСТВА
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

20.

СИНХРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
Турбогенераторы

21.

СИНХРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
Гидрогенераторы

22.

СИНХРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
Гидрогенераторы
Подвесного типа
Зонтичного типа

23.

СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Двухобмоточный трансформатор
С расщепленной обмоткой
низкого напряжения
Трехобмоточный трансформатор
Автотрансформатор

24.

СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Маркировка

25.

СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Схемы соединения обмоток

26.

ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

27.

СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Естественное масляное (М)
Масляное с принудительным
воздушным дутьем (Д)
Масловодяное (Ц)
Масловоздушное (ДЦ)

28.

НАГРУЗОЧНАЯ СПОСОБНОСТЬ ТРАНСФОРМАТОРОВ

29.

УСТРОЙСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
УСТРОЙСТВО ПБВ
(переключение без возбуждений)
УСТРОЙСТВО РПН
(регулирование под нагрузкой)

30.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПОДСТАНЦИИ
Классификация ПС по типу конфигурации
Тупиковая ПС
Проходная ПС
Отпаечная ПС
Распределительная ПС

31.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПОДСТАНЦИИ
Общий вид ПС

32.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СХЕМ РУ

33.

ВИДЫ ГЛАВНЫХ СХЕМ РУ
Блочные схемы

34.

ВИДЫ ГЛАВНЫХ СХЕМ РУ
Мостиковые схемы

35.

ВИДЫ ГЛАВНЫХ СХЕМ РУ
Одна рабочая система шин, секционированная выключателем

36.

ВИДЫ ГЛАВНЫХ СХЕМ РУ
Одна рабочая система шин с обходной

37.

ВИДЫ ГЛАВНЫХ СХЕМ РУ
Две рабочие системы шин

38.

ВИДЫ ГЛАВНЫХ СХЕМ РУ
Две рабочие системы шин с обходной

39.

ВИДЫ ГЛАВНЫХ СХЕМ РУ
Схема 3/2 и 4/3

40.

ВЫСОКОКОЛЬТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
По способу гашения дуги
Масляные
выключатели
Воздушные
выключатели
Вакуумные
выключатели
Элегазовые
выключатели
Электромагнитные
выключатели
Параметры
В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются
следующими параметрами:
- номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает
выключатель);
- номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он
может работать длительное время);
- номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания
(действующее значение), который выключатель способен отключить при
напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных
условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;
- допустимое относительное содержание апериодического тока в токе
отключения;
- если выключатели предназначены для автоматического повторного включения
(АПВ), то должны быть обеспечены циклы:
Цикл 1: О — tбп — ВО — 180 — ВО;
Цикл 2: О — 180 — ВО — 180 — ВО,
где О — операция отключения, ВО — операция включения и немедленного
отключения, 180 — промежуток времени в секундах, tбп — гарантируемая для
выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания
дуги до появления тока при последующем включении). Для выключателей с
АПВ должно быть в пределах 0,3…1,2 с, для выключателей с БАПВ
(быстродействующей) — 0,3 с.
- устойчивость при сквозных токах КЗ, которая характеризуется токами
термической стойкости Iт и предельным сквозным током
- номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с
соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и
других повреждений при Uном и заданном цикле.
- собственное время отключения — промежуток времени от момента подачи
команды на отключение до момента начала расхождения дуго-гасительных
контактов.
- параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе
отключения — скорость восстанавливающегося напряжения, нормированная
кривая, коэффициент превышения амплитуды и восстанавливающегося
напряжения.

41.

МАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Масляные
баковые выключатели

42.

МАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Маломасляные
выключатели

43.

ВОЗДУШНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Конструкция дугогасительной
камеры
Выключатель 330 кВ

44.

ЭЛЕГАЗОВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Конструкция контактов
выключателя с
автопневматическим дутьем
Элегазовый выключатель
110 кВ

45.

ВАКУУМНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Конструкция вакуумного
выключателя
Вакуумный выключатель 10 кВ

46.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Принцип действия
электромагнитного выключателя

47.

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ НАГРУЗКИ
Принцип действия выключателя
нагрузки

48.

РАЗЪЕДИНИТЕЛИ
Основной
разъединитель
Заземляющий
разъединитель
Параметры разъединителей

49.

РАЗЪЕДИНИТЕЛИ
Конструкция разъединителя РД-110

50.

РАЗЪЕДИНИТЕЛИ
Однополюсные
Трехполюсные

51.

РАЗЪЕДИНИТЕЛИ
Горизонтально-поворотные
Вертикально-поворотные
Подвесные
Пантографические

52.

ОТДЕЛИТЕЛИ И КОРОТКОЗАМЫКАТЕЛИ

53.

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
Искровые разрядники
Виды перенапряжений
Вентильные разрядники

54.

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
ОПН

55.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА

56.

ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА
ПОДКЛЮЧЕНИЕ
ПАРАМЕТРЫ

57.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

58.

ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
ПОДКЛЮЧЕНИЕ
ПАРАМЕТРЫ

59.

ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
ТРАНСФОРМАТОРЫ
ДОСТОИНСТВА
Широкий динамический диапазон измерений.
Высочайшая термическая и электродинамическая
стойкость.
Отсутствие явлений насыщения, гистерезиса,
остаточного необратимого изменения параметров
после перегрузки вследствие, например, короткого
замыкания.
Отсутствие явления резонанса.
Широкий частотный диапазон, позволяющий
анализировать гармоники напряжения и тока
непосредственно в высоковольтной цепи.
Высокая
устойчивость
информационных
каналов
электромагнитным помехам.
оптоволоконных
к
внешним
Меньшие массогабаритные показатели.
Высокая безопасность, пожароустойчивость и
экологичность – преобразователи не содержат в
себе ни масла, ни бумаги, ни элегаза.

60.

ОПЕРАТИВНЫЙ ТОК
Постоянный
Переменный
Выпрямленный
Смешанный
Шкаф управления
оперативным током

61.

СИСТЕМА СОБСТВЕННЫХ НУЖД
Пример схемы питания собственных нужд

62.

ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ
УСТРОЙСТВ

63.

ЗАЩИТА ОТ УДАРОВ МОЛНИЙ

64.

ЗАЩИТА ОТ УДАРОВ МОЛНИЙ
Отдельно стоящий молниеотвод
Молниеотвод на портале
Молниеотвод на крыше ЗРУ

65.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

66.

Выбор сечения проводов воздушных ЛЭП