Структурные схемы станций и графики нагрузок

Структурная схема станции представляет собой схему, на которой показывается в их связи основное электрооборудование: генераторы и силовые трансформаторы, и условно представленные распределительные устройства (РУ). Коммутационные и измерительные аппараты в РУ на этой схеме не изображаются. Эти схемы показывают пути выдачи энергии производимой станцией потребителю.

Структурные схемы КЭС

Как отмечалось выше, генераторы и трансформаторы на КЭС объединяются в блоки. Ниже на рис. приведены возможные схемы электрических блоков КЭС.

Варианты структурных схем КЭС приведены на следующем рис, где количество блоков и (автотрансформаторов) показано условно. Если мощность электростанции выдается на одном повышенном напряжении, то все блоки присоединяются к РУ этого напряжения (а). Для двух РУ повышенного напряжения и эффективно заземленных сетей берется схема на рис.(б). Пожалуй, это наиболее распространенный вариант структурной схемы. Схема

Рис.3.1 Схемы блоков генератор – трансформатор:

а – единичный без генераторного выключателя; б – единичный с генераторным выключателем; в – объединенный; г – укрупненный; д,е – сдвоенные.

 

Рис.3.2 Варианты структурных схем КЭС:

на рис. (в) применяется гораздо реже. Это связано с эффективностью использования номинальной мощности автотрансформаторов. Схема на рис. (г) может применяться, если мощность, выдаваемая на среднем напряжении, будет меньше 15—20 % мощности генератора.

 

Структурные схемы ТЭЦ

Структурные схемы ТЭЦ приведены на следующем рис3.3. Если мощность местной нагрузки 6—10 кВ не менее 50% установленной мощности, а мощность агрегатов 30—60 МВт, то целесообразны схемы а, б. При наличии местной нагрузки на двух напряжениях применяются схемы в и г. Если мощность местной нагрузки менее 30 % установленной мощности генераторов ТЭЦ, то применяются схемы д и е. Номинальное напряжение современных генераторов теплофикационных блоков мощностью более 100 МВт—13,8—18 кВ, и, следовательно, местная нагрузка 6—10 кВ может быть присоединена к этим блокам только через понижающий трансформатор, включенный между генераторным выключателем и блочным трансформатором.

Рис.3.3 Структурные схемы ТЭЦ

 

Структурные схемы АЭС подобны структурным схемам КЭС.

 

3.4 Структурные схемы ГЭС. ГЭС также как и КЭС и АЭС строятся по блочным схемам. Блок на ГЭС состоит из гидроагрегата (гидротурбина и гидрогенератор) и повышающего трансформатора. Блоки имеют связь только в распределительных устройствах, к которым подключаются повышающие трансформаторы блоков. Для ГЭС бывает характерным применение укрупненных блоков, когда два гидроагрегата работают на общий повышающий трансформатор. Структурные схемы ГЭС близки структурным схемам КЭС.

 

Графики нагрузок

График нагрузки представляет собой графическое изображение режима работы электроустановки. Все элементы энергосистемы (генераторы, трансформаторы, электродвигатели, синхронные компенсаторы и т. п.), а также электростанции, электрические сети и энергосистемы в целом имеют свои графики нагрузок.

Различают графики суточные (рис.3.4,а и б) и годовые по продолжительности (рис.3.4,в); непрерывные (рис.3.4,а и в) и ступенчатые (рис.3.4, б); зимние и летние; графики активной (рис.3.4,а, б, в) и реактивной нагрузки и т.д.

На графиках различают минимальное, максимальное и среднее значения графически представленного параметра. У графиков различают также базовую, полупиковую и пиковую части. Применительно к рис.3.4,а базовой является та часть, где P<P_min, пиковой — где Р>Р_{дн min} а по- лупиковый — где P_min,<P< Р_{дн min}

Для графиков нагрузки потребителей характерны следующие величины:

средняя активная мощность за сутки или год

 

Рис.3.4

(3.1)

(3.2)

время использования максимальной (наибольшей) нагрузки

 

(3.3)

и

(3.4)

коэффициент заполнения графика

(3.5)

где Т – полное время по оси абсцисс графика.

Очевидно, что T_max=k_зпT.

Для графиков нагрузки (работы) электростанций характерными являются время использования средней годовой установленной мощности, равное отношению выработанной за год электроэнергии к среднегодовой установленной мощности:

(3.6)

коэффициент использования среднегодовой установленной мощности

(3.7)

и коэффициент резерва по установленной мощности

(3.7)

Имеют место следующие соотношения:

Каждая электроустановка имеет характерный для нее график нагрузки. Графики строят во время проектирования и при эксплуатации.

Графики нагрузок предназначены для:

а) определения времени пуска и останова агрегатов, включения и отключения трансформаторов;

б) определения количества выработанной (потребленной) электроэнергии, расхода топлива и воды;

в) ведения экономичного режима электроустановки;

г) планирования сроков ремонтов оборудования;

д) проектирования новых и расширения действующих электроустановок;

е) проектирования новых и развития существующих энергосистем, их узлов нагрузки и отдельных потребителей электроэнергии.

Чем равномернее нагрузка генераторов, тем лучше условия их работы, поэтому возникает так называемая проблема регулирования графиков нагрузки, проблема их выравнивания. При этом целесообразно по возможности более полно использовать установленную мощность электро-. станций.