В-1. Системы автономного электроснабжения с аварийно-резервными ДЭС

В-2. Системы автономного электроснабжения с постоянно действующими ДЭС.

В-1. Системы автономного электроснабжения с аварийно-резервными ДЭС.

Л-8. Принципы построения и функционирования систем автономного электроснабжения с аварийно-резервными и постоянно действующими ДЭС.

Для систем автономного электроснабжения с аварийно-резервными ДЭС характерно применение электростанций с генераторным напряжением, как правило, 0,4 кВ, с числом агрегатов от 2до 5÷6 мощностью - до 1500 кВт каждый, с автоматизацией агрегатов по III степени. На аварийно-резервных электростанциях применяется в основном одиночная система шин, которая секционируется так, чтобы к каждой секции подключалось не более двух генераторов. При четном числе генераторов (2или 4) образуются, как правило, две симметричные секции.

Трансформаторы, питающие каждый из вводов, работают раздельно с устройством автоматического включения резерва (АВР) на секционном автомате (АС). Каждый из вводов рассчитывается на половинную нагрузку при допустимой потере напряжения и проверяется на 100%-ные нагрузки при потере напряжения, допустимой для послеаварийного режима. Вводные автоматы (АТ)выбираются по полному току нагрузки.

Агрегаты, подключенные к разным секциям, могут работать как параллельно, так и раздельно с устройством АВР на автомате АС. Последний режим является более предпочтительным и при работе от резервных источников, поскольку при этом повышается надежность электроснабжения ответственных потребителей и снижаются токи коротких замыканий. Параллельную работу агрегатов разных секций целесообразно предусматривать для равномерного распределения нагрузки при резко несимметричной загрузке секций, а также в период запуска асинхронных двигателей соизмеримой мощности. Параллельная работа генераторов резервных станций с энергосистемой допускается лишь кратковременно в целях перевода питания с резервных агрегатов на систему (и обратно) без перерыва в электроснабжении.

На аварийно-резервных электростанциях подключение трансформаторных и генераторных вводов к сборным шинам осуществляется автоматами. В качестве вводных АТ, генераторных АГ и секционных АС автоматов на автоматизированных электростанциях применяются автоматы селективного действия с моторным (дистанционным) приводом, поскольку необходимо обеспечить селективность работы защиты в следующем порядке: защита отходящих линий, защита сборных шин (АС), защита питающих линий (АТ или АГ). Все эти автоматы отделяются от сборных шин ремонтными рубильниками (секционный - двумя). Рубильники не предусматриваются при использовании автоматов блочного исполнения со втычными контактами.

Наиболее часто используемый порядок взаимодействия вводных, генераторных и секционных автоматов следующий. При исчезновении напряжения на одном из вводов автомат АТ отключается защитой минимального напряжения и подает сигнал на включение АС. При восстановлении напряжения на вводе (при наличии напряжения по обе стороны АТ) секционный автомат отключается, а вводной - включается.

При исчезновении напряжения на обоих вводах их автоматы отключаются, а включение АС блокируется. Одновременно подается сигнал на запуск резервных агрегатов. После выхода агрегата на номинальную частоту вращения включается его генераторный автомат АГ, восстанавливая питание на соответствующей секции. При двух и более генераторах, включаемых параллельно, на сборные шины включается генераторный автомат агрегата, вышедшего первым на режим готовности к приему нагрузки. Остальные генераторы подключаются к секции сборных шин после синхронизации с включенным генератором. При повреждении агрегата (агрегатов) его автомат отключается и по сигналу исчезновения напряжения на секции сборных шин включается секционный автомат АС.

При восстановлении напряжения со стороны вводов их автоматы включаются, а резервные агрегаты отключаются и останавливаются. Обратный переход может происходить автоматически или выполняться вручную, без перерыва питания (синхронизацией агрегатов с сетью) или с кратковременным перерывом. Потребители равномерно распределяются по двум секциям. Электроприемники I и II кате­гории питаются по двум линиям с разных секций шин, причем электроприемники I категории подключаются к этим двум линиям с помощью автоматического переключающего устройства. Электроприемники, взаимно резервирующие друг друга по технологическим устройствам (основной и резервный насос, вентилятор и т.п.), питаются отдельными кабелями с разных секций шин.

Электроприемники к сборным шинам могут присоединяться различными коммутационными аппаратами. Однако, на электростанциях СААЭ предпочтение отдается линейным присоединениям, осуществляемым автоматами, обладающими более совершенными коммутационными и защитными свойствами, чем аппараты других типов. Для линейных присоединений особенно широко применяются компактные и надежные автоматы различных серий (например, Masterpact и др.). Автоматы с дистанционным и автоматическим управлением и автоматы, питающие местные распределительные щиты, на ответственных объектах отделяются от сборных шин ремонтными рубильниками. Наиболее предпочтительными с этой точки зрения являются присоединения посредством компактных, высокоремонтопригодных автоматов блочного типа с втычными контактами. Такой прогрессивный и перспективный тип присоединений в по­следние годы получил большое распространение.

На отходящих линиях, непосредственно питающих индивидуальных электроприемников, требующих автоматического управления и частых коммутаций (более пяти в сутки), применяются предохранители или автоматы в сочетании с контакторами (магнитными пускателями). В последнем случае автомат используется как защитный и ремонтный аппарат, а контактором осуществляется коммутация.

При нечетном числе агрегатов на электростанции (3 или 5) для одного из агрегатов выделяется отдельная секция, к которой потребители, как правило, не подключаются. При таком подключении нечетного генератора («звездой») один из секционных автоматов АС замкнут, а другой находится в режиме АВР. Агрегат, подключенный к средней секции,может соединяться с любой из крайних секций путем соответствующего переключения автоматов в зависимости от режима работы электростанции (в частности, ремонта одного из генераторов).

На резервных электростанциях с одним генератором мощностью до 200—300 кВт сборные шины секционируются ремонтным рубильником РС. Один ввод при нескольких генераторах может быть несимметричным и симметричным. Несимметричный ввод прост и экономичен. Главные его недостатки: отключение при коротком замыкании на левой сек­ции шин и невозможность использования для всех потребителей при ремонте или профилактике этой секции. Однако, несимметричный ввод широко используется на резервных электростанциях, поскольку подавляющую часть времени при питании потребителей от энергосистемы секции сборных шин работают совместно (АС замкнут), короткие замыкания на сборных шинах маловероятны по сравнению с замыканиями на линиях, а профилактические работы сравнительно редки и кратковременны.

На ответственных электростанциях с несколькими генераторами делают симметричный одиночный ввод, который может быть выполнен по схеме звезды.Главное достоинство симметричного ввода — сохранение питания от ввода на одной из секций при замыканиях и ремонтных работах на другой. Недостаток — сложность и дороговизна.

Рассмотренные принципы построения схем резервных электростанций отвечают условиям распределения всей мощности на генераторном напряжении (до 1 кВ). При этом трансформаторы, осуществляющие связь электростанции с системой, работают как обычные понижающие трансформаторы.

Однако, в ряде случаев резервные электростанции низкого напряжения имеют распределение электроэнергии на двух уровнях напряжения. В нормальном режиме питание от энергосистемы поступает через два ввода на централь­ный распределительный пункт (ЦРП), откуда распределяется по отходящим линиям 10 кВ и через трансформаторы, работающие в режиме понижающих, подается на сборные шины главного распределительного щита (ГРЩ) резервной электростанции. При исчезновении напряжения на вводах потребители питаются от генераторов резервной станции. При этом часть энергии распределяется на напряжении генераторов с шин ГРЩ, а часть передается на шины ЦРП через трансформаторы, работающие в режиме повышающих трансформаторов. При таком «обратимом» режиме использования транс­форматоров могут происходить существенные изменения на­пряжения на сборных шинах при переходе из одного режи­ма в другой. Поэтому необ­ходимо применять трансфор­маторы с РПН. Возникают значительные трудности и с обеспечением селективности действия защит.

Резервные электростанции СААЭ могут рассчитываться не на полную мощность потребителей. В связи с этим, возникает задача отключения части потребителей (электроприемников) III категории при автоматическом переходе с энергосистемы на резервные источники. Второстепенные потребители отключаются с помощью защиты (расцепителей) минимального напряжения. В целях уменьшения количества устройств такой защиты отключаемые потребители часто выделяются на отдельную секцию или сборку, на вводном автомате или контакторе которой и устраивается защита минимального напряжения. На станциях большой мощности таких секций может быть две, по одной для каждой из основных секций. В ряде случаев потребителей III категории группируют на местные щиты, которые питаются от ГРЩ через автомат с защитой минимального напряжения.

Подключение потребителей III категории при работе резервных источников может осуществляться вручную при наличии свободной мощности.

Комплектность поставки электроагрегатов должна учитываться для станций с агрегатами любой мощности. Нужно знать, поставляется ли с агрегатом генераторный (силовой) щит, каковы его характеристики (данные генераторного автомата или контактора, наличие сетевого и фидерных выключателей и т. д.), какие щиты и блоки автоматизации, вспомогательных устройств и обеспечения собственных нужд поставляются с агрегатом, а также каковы возможные варианты поставки. Все эти данные приводятся в справочной литературе, каталогах и заводской документации. В тех случаях, когда генераторные щиты в состав поставки не входят, указанная документация обычно рекомендует целесообразные типы комплектных генераторных устройств общего применения, а также сочетающиеся с ними распределительные панели.

Классической схемой включения аварийно-резервной ДЭС является схема, представленная на рисунке 1. На рисунке представлен локальный участок схемы СЭС, например, больницы, в которой есть потребители I, II и III категории. По требованиям ПУЭ два ввода должны быть для потребителей I и II категории. ГРЩ имеет две системы шин.

В случае, если имеется отдельная секция шин для потребителей категории I и II, то на верхней секции (рисунок 1) должен быть предусмотрен специальный аппарат с ручным управлением (разъединитель R), который всегда включен. На линиях, соединяющих секции шин ГРЩ, устанавливаются коммутационные аппараты в начале и в конце линии (5 и 7, 6 и 8). На секции сборных шин (СШ) потребителей I-ой категории и I-ой категории особой группы (I_ог) должен быть автоматический выключатель с АВР. На секции СШ потребителей I и I_ог категории могут включаться резервные ДЭУ или ДГ (показаны пунктиром). Цифрами 11 и 12 обозначены генераторные автоматы, 9 и 10 – вводные выключатели.

Рисунок 1 – Схема электроснабжения с аварийно-резервными ДЭС.

Потребители I категории особой группы (I_ог) должны включаться через устройство преобразования сети (УПС), которое представляет собой блок «выпрямитель-инвертор» с резервной аккумуляторной батареей. В случае необходимости питание потребителей I_ог может быть организовано напрямую от шин, минуя выпрямитель и инвертор.

Дата добавления: 2014-01-20