Презентация Электрическая часть систем электроснабжения электростанций и подстанций, часть 1, лекции 1-9 онлайн

Содержание слайда: Электрическая часть систем электроснабжения электростанций и подстанций

Содержание слайда: Введение В январе экзамен (тест из 36 вопросов) Весной курсовой проект + зачет с оценкой Оценивание теста: 0…24 - удовлетворительно 25…31 - хорошо 32…36 - отлично

Содержание слайда: Литература   Черновец А.К., Лапидус А.А. Электрическая часть систем электроснабжения станций и подстанций: Учеб. пособие. СПб. : Изд-во СПбГПУ, 2006. – 256 с. Черновец А.К., Лапидус А.А. Режимы работы электрооборудования станций и подстанций: Учеб. пособие. СПб. : Изд-во СПбГПУ, 2006. – 256 с.

Содержание слайда: 1. Состав механизмов собственных нужд на электростанциях различного типа Вспомним структуру установленных мощностей электростанций различного типа в России:

Содержание слайда: Структура установленных мощностей электростанций России

Содержание слайда: 1.1. ТЭС Основные узлы потребления электроэнергии СН на ТЭС: 1. Разгрузка и хранение топлива 2. Топливоподача 3. Котельная установка 4. Турбинная установка 5. Теплофикационная установка

Содержание слайда: 1. Разгрузка и хранение топлива

Содержание слайда: 2. Топливоподача

Содержание слайда: Мазутное хозяйство 1 – ж/д цистерна; 2 – приемные емкости; 3 – мазутохранилище; 4 – паровой коллектор; 5 и 8 – фильтры тонкой очистки; 6 – мазутные насосы; 7 – фильтры грубой очистки; 9 – подогреватели; 10 – котлы

Содержание слайда: 3. Котельная установка

Содержание слайда: Тепловая схема ПТУ

Содержание слайда: Производство электроэнергии на ТЭС с ПТУ

Содержание слайда:

Содержание слайда: Поперечный разрез ТЭС с ПТУ

Содержание слайда: 4. Турбинная установка

Содержание слайда: 5. Теплофикационная установка

Содержание слайда: 1.2. АЭС Механизмы КЭС с ПТУ плюс ГЦН минус механизмы топливного хозяйства минус тягодутьевые механизмы

Содержание слайда: АЭС (реактор ВВЭР)

Содержание слайда: АЭС (реактор ВВЭР)

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: АЭС (реактор РБМК)

Содержание слайда: АЭС (реактор РБМК)

Содержание слайда: АЭС (реактор БН)

Содержание слайда: АЭС (реактор БН)

Содержание слайда: 1.3. ГЭС Основные узлы потребления электроэнергии СН на ГЭС: 1. Гидротехнические сооружения 2. Напорный бассейн 3. Здание ГЭС

Содержание слайда: 1. Гидротехнические сооружения

Содержание слайда: 2. Напорный бассейн

Содержание слайда: 3. Здание ГЭС

Содержание слайда: 1.4. Подстанции

Содержание слайда: 1.4. Подстанции (продолжение)

Содержание слайда: 2. Виды привода механизмов СН электростанций. Их области применения

Содержание слайда: На блоках мощностью 300-1200 МВт для вращения питательных и бустерных насосов используется турбопривод, Ртп.max = 42 МВт, nmax = 5270 об/мин (исключение – АЭС с реакторами РБМК) На лопатки турбопривода пар поступает от промежуточного отбора основной турбины блока. При этом требуется специальный конденсатор, конденсатный насос и т. д. Регулирование производительности турбопривода осуществляется изменением расхода пара.

Содержание слайда: Применение турбоприводов ПН значительно снижает нагрузку СН Питательные насосы имеют наибольшее удельное потребление мощности среди остальных механизмов СН. Так, например, на блоке ТЭС мощностью 200 МВт суммарная мощность механизмов СН равна 27 МВт, в том числе мощность двух питательных электронасосов 2 ∙ 4 = 8 МВт, что составляет около 30 % от нагрузки СН блока.

Содержание слайда: Насосы, использующие турбопривод

Содержание слайда: Преимущества турбопривода Турбопривод позволяет создавать скорости вращения выше 3000 об/мин (до 5270 об/мин). Мощность турбопривода практически не ограничена, в то время как максимальная мощность АЭД 8 МВт. При использовании турбопривода снижается электрическая мощность потребителей СН, а, следовательно, увеличивается выдача мощности генератора блока в сеть. В системе СН снижаются токи КЗ. При использовании турбопривода появляется возможность частотного регулирования производительности механизмов СН. С помощью турбопривода достигается плавное регулирование частоты в необходимом диапазоне. Улучшается устойчивость работы блока при нестабильных режимах в энергосистеме по напряжению и частоте. За счет отбора пара на турбопривод улучшаются условия работы ЦНД турбины блока.

Содержание слайда: Недостатки турбопривода Усложнение тепловой схемы блока за счет паропроводов, трубопроводов питательной воды, конденсатора, дополнительных конденсатных насосов. Необходимость сооружения пусковой котельной или резервного питательного электронасоса на период пуска блока.

Содержание слайда: Электропривод механизмов СН

Содержание слайда: 3. Особенности собственных нужд пылеугольных ТЭС с ПТУ Максимальная нагрузка потребителей собственных нужд пылеугольных ТЭС с ПТУ (в процентах от установленной мощности станции)

Содержание слайда: На самом деле график выработки электроэнергии станцией может быть переменным Если станция в данный момент вырабатывает мощность Р<Руст, то текущая мощность потребителей СН несколько меньше:

Содержание слайда: Например, пылеугольная ТЭЦ имеет установленную мощность 200 МВт, но в данный момент загружена наполовину (100 МВт). Например, пылеугольная ТЭЦ имеет установленную мощность 200 МВт, но в данный момент загружена наполовину (100 МВт). Допустим, максимальная нагрузка СН составляет 10% от установленной мощности, т.е. 20 МВт. Тогда текущая нагрузка СН равна:

Содержание слайда: Например, пылеугольная ТЭЦ имеет установленную мощность 200 МВт, но в данный момент загружена наполовину (100 МВт). Например, пылеугольная ТЭЦ имеет установленную мощность 200 МВт, но в данный момент загружена наполовину (100 МВт). Допустим, максимальная нагрузка СН составляет 10% от установленной мощности, т.е. 20 МВт. Тогда текущая нагрузка СН равна:

Содержание слайда: Схема питания СН КЭС по 1 ТСН – от генераторного токопровода

Содержание слайда: Сколько РТСН? На станциях с поперечными связями по пару, принимается по 1РТСН на каждые 6 ТСН. Число РТСН на станциях без поперечных связей по пару принимается: при отсутствии генераторных выключателей: 1 РСТН - при числе блоков 1 или 2; 2 РТСН - при числе блоков от 3 до 6; 2 РТСН, присоединенные к источнику питания, и 1 РТСН генераторного напряжения, не присоединенный к источнику питания, но установленный на фундаменте и готовый к перекатке - при числе блоков 7 и более; при наличии генераторных выключателей: 1 РТСН, присоединенный к источнику питания - при числе блоков 1 или 2; 1 РТСН, присоединенный к источнику питания и 1 РТСН генераторного напряжения, не присоединенный к источнику питания, но установленный на фундаменте и готовый к перекатке - при числе блоков 3 и более.

Содержание слайда: Пример. Энергоблок 800 МВт пылеугольной КЭС

Содержание слайда: Особенности СН п/у ТЭС Повышенный расход на СН (до 14%). Наличие синхронного электропривода (мельница, мельничный вентилятор). Наличие багерных, шламовых, сливных, смывных насосов.

Содержание слайда: 4. Особенности собственных нужд газомазутных ТЭС с ПТУ

Содержание слайда: Пример. Энергоблок 300 МВт газомазутной КЭС

Содержание слайда: Особенности СН г/м ТЭС Пониженный расход на СН. Более частое применение нерасщепленных ТСН. Наличие мазутных насосов. Наличие дожимного компрессора (редко).

Содержание слайда: 5. Особенности СН ТЭЦ с ПГУ ПГУ = ПТУ + ГТУ ПТУ: много мощных механизмов СН с электроприводом из-за необходимости перекачивания воды ГТУ: относительно мало механизмов СН, наиболее мощный из них (компрессор) имеет турбопривод

Содержание слайда: Простейшая тепловая схема ГТУ

Содержание слайда: Компрессор Нагнетает воздух из атмосферы в камеру сгорания. Приводится во вращение газовой турбиной. На это уходит около половины мощности турбины. Степень сжатия воздуха:

Содержание слайда: Компрессор При сжатии в компрессоре воздух нагревается. Степень нагрева воздуха: Например, πк = 16, Та = 27 + 273 = 300 К Тогда Тb = 600 K

Содержание слайда: Камера сгорания Расход топлива ≈ 1 % от расхода воздуха. Продукты сгорания имеют температуру около 2000°С. К ним подмешивается вторичный воздух. На выходе из камеры сгорания (и на входе в газовую турбину) температура снижается до 1400°С.

Содержание слайда: Газовая турбина На вход газовой турбины подаются выхлопные газы из камеры сгорания с температурой около 1400°С. Степень охлаждения газа в турбине: Например, πк = 16, Тс = 1400 + 273 = 1673 К Тогда Тd = 836 K или Тd = 836 – 273 = 563°С

Содержание слайда: Газовая турбина Таким образом, температура выходящих из ГТУ газов достаточно высока. Это тепло необратимо выбрасывается в дымовую трубу. Значит, в отличие от ПТУ, ГТУ имеет низкий КПД: 35…36 %. Чем выше температура газа на входе в турбину, тем выше КПД.

Содержание слайда: 888

Содержание слайда:

Содержание слайда: Сравнение ГТУ и ПТУ

Содержание слайда: Сравнение ГТУ и ПТУ

Содержание слайда: Сравнение ГТУ и ПТУ

Содержание слайда: Сравнение ГТУ и ПТУ

Содержание слайда: Парогазовая установка КПД = 50…52 %

Содержание слайда: Схема блока СЗТЭЦ

Содержание слайда: Особенности СН ТЭС с ПГУ СН ГТУ гораздо меньше по составу и мощности, чем СН ПТУ. Поэтому обычно: - рабочие ТСН цикла ГТУ нерасщепленные и маломощные, - рабочие ТСН цикла ПТУ расщепленные и более мощные.

Содержание слайда: 6. Особенности собственных нужд АЭС с реакторами ВВЭР 6.1. Особенности СН АЭС с реакторами ВВЭР-1000 Калининская АЭС (ОЭС Центра); Балаковская АЭС (ОЭС Средней Волги); Ростовская АЭС (ОЭС Юга); Нововоронежская АЭС (частично) (ОЭС Центра).

Содержание слайда:

Содержание слайда: Особенности подключения ТСН и РТСН на АЭС с реакторами ВВЭР-1000 К каждому генератору подключаются по 2 рабочих ТСН мощностью по 63 МВА. Некоторые генераторы мощностью 1000 МВт имеют 6-фазную обмотку статора со сдвигом по фазе на 30 электрических градусов. Значит, используются различные схемы соединений обмоток ТСН (см. схему). На каждый рабочий ТСН приходится по 1 РТСН. Т.к. РТСН много, то они подключаются к РУ-ВН парами.

Содержание слайда: Особенности питания ГЦН на АЭС с реакторами ВВЭР-1000 Число секций СН на 1 генератор выбирается по числу ГЦН. Для реактора ВВЭР-1000 используется 4 ГЦН мощностью по 8 МВт каждый с электроприводом (АЭД с КЗР). Каждый ГЦН подключается на свою секцию нормальной эксплуатации.

Содержание слайда: АЭС (реактор ВВЭР)

Содержание слайда: АЭС (реактор ВВЭР)

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Особенности привода ПН, БН на АЭС с реакторами ВВЭР-1000 На каждый блок – по 2 питательных насоса мощностью по 8800 кВт и частотой вращения 3500 об/мин с турбоприводом. На одном валу с каждым питательным турбонасосом через редуктор включен бустерный насос мощностью 1000 кВт.

Содержание слайда: 6.2. Особенности СН АЭС с реакторами ВВЭР-440 6.2. Особенности СН АЭС с реакторами ВВЭР-440 Кольская АЭС (ОЭС Северо-Запада); Нововоронежская АЭС (частично) (ОЭС Центра).

Содержание слайда: Особенности подключения ТСН и РТСН на АЭС с реакторами ВВЭР-440 К каждому генератору подключается 1 рабочий ТСН мощностью 25 МВА. Итого на реактор приходится 4 секции СН. На каждые 2 рабочих ТСН приходится по 1 РТСН мощностью 32 МВА.

Содержание слайда: Особенности питания ГЦН на АЭС с реакторами ВВЭР-440 Для реактора ВВЭР-440 используется 6 ГЦН мощностью по 1,6 МВт каждый с электроприводом (АЭД с КЗР). То есть на 1 генератор приходится по 3 ГЦН. ГЦН подключены к 4-м секциям СН по схеме 2-1-2-1.

Содержание слайда: Особенности привода ПН на АЭС с реакторами ВВЭР-440 На каждый блок – по 2 питательных насоса мощностью по 2500 кВт с электроприводом (АЭД с КЗР).

Содержание слайда: 7. Особенности собственных нужд АЭС с реакторами РБМК Ленинградская АЭС (ОЭС Северо-Запада); Курская АЭС (ОЭС Центра); Смоленская АЭС (ОЭС Центра).

Содержание слайда: АЭС (реактор РБМК)

Содержание слайда: АЭС (реактор РБМК)

Содержание слайда: Особенности подключения ТСН и РТСН на АЭС с реакторами РБМК-1000 К каждому генератору подключаются 1 рабочий ТСН мощностью 63 МВА. Итого на реактор приходится 4 секции СН. На каждые 2 рабочих ТСН приходится 1 РТСН мощностью 63 МВА.

Содержание слайда: Особенности питания ГЦН на АЭС с реакторами РБМК-1000 Для реактора РБМК-1000 используются 8 ГЦН (6 рабочих и 2 резервных) мощностью по 5,5 МВт каждый с электроприводом (АЭД с КЗР). ГЦН подключаются на секции нормальной эксплуатации по 2: секция А: 1раб + 1рез секция В: 2раб секция С: 2 раб секция D: 1 раб + 1рез

Содержание слайда: Особенности питания ГЦН на АЭС с реакторами РБМК-1000 Для ВВЭР и РБМК по-разному решается вопрос выбора числа ГЦН и их резервирования. Для ВВЭР каждый ГЦН обслуживает свою петлю. Большой диаметр ГЦН каждой петли делает ненужным установку резервного ГЦН. Для РБМК, наоборот, ГЦН каждой половины реактора работают с общим коллектором. Это вынуждает предусматривать резервные ГЦН.

Содержание слайда: Пояснение ВВЭР-1000

Содержание слайда:

Содержание слайда: Особенности привода ПН на АЭС с реакторами РБМК-1000 На каждый блок – по 2 питательных насоса мощностью по 5 МВт с электроприводом (АЭД с КЗР). Применение турбопривода затруднено в связи с радиоактивностью пара.

Содержание слайда: 8. Особенности собственных нужд АЭС с реакторами БН Белоярская АЭС (ОЭС Урала). БН-600 (3 генератора по 200 МВт) БН-800 (1 генератор мощностью 880 МВт)

Содержание слайда: Машзал БелАЭС

Содержание слайда: Особенности подключения ТСН и РТСН на АЭС с реактором БН-600 К каждому генератору подключаются по 1 рабочему ТСН мощностью по 25 МВА. На 3 рабочих ТСН приходится 1 РТСН мощностью 32 МВА.

Содержание слайда: Особенности питания ГЦН на АЭС с реактором БН-600 Для реактора БН-600 используется: 3 ГЦН-1 мощностью по 5 МВт каждый с электроприводом (АЭД с ФР); 3 ГЦН-2 мощностью по 2,5 МВт каждый с электроприводом (АЭД с ФР). Все ГЦН – регулируемые. Необходимость регулирования – поддержание неизменного подогрева натрия при колебаниях мощности реактора.

Содержание слайда: Особенности питания ГЦН на АЭС с реактором БН-600 ГЦН-1 и ГЦН-2 являются регулируемыми и поэтому запитываются от тех секций, к которым подключены дизель-генераторы. При этом возможен пуск дизель-генераторов с ГЦН на пониженной частоте вращения для расхолаживания реактора. В отличие от других реакторов АЭС, где ГЦН относились к третьей группе (нормальной эксплуатации), в случае реактора БН-600 оба ГЦН являются потребителями второй группы (надёжного питания).

Содержание слайда: Особенности привода ПН на АЭС с реактором БН-600 На реактор: - 9 (6 рабочих и 3 резервных) питательных насосов с электроприводом по 3200 кВт; - 3 аварийных питательных насоса с электроприводом по 400 кВт, подключены к секциям надежного питания.

Содержание слайда: АЭС (реактор БН)

Содержание слайда:

Содержание слайда: Блок АЭС с реактором БН-600: Блок АЭС с реактором БН-600: 1- Реактор; 2 – ГЦН-1; 3-Теплообменник Na/Na; 5-Парогенератор; 6 - Буферная и сборная ёмкости; 7 – ГЦН-2;  11 - Конденсаторы; 12 - ЦН; 13 - КН; 16 - ПН

Содержание слайда: Парогенератор АЭС с реактором БН-600: 1 – испаритель 2 – перегреватель 3 – промежуточный перегреватель

Содержание слайда: Парогенератор АЭС с реактором БН-600: 1 – испаритель 2 – перегреватель 3 – промежуточный перегреватель

Содержание слайда: Парогенератор АЭС с реактором БН-600: 1 – испаритель 2 – перегреватель 3 – промежуточный перегреватель

Содержание слайда: Парогенератор АЭС с реактором БН-600: 1 – испаритель 2 – перегреватель 3 – промежуточный перегреватель

Содержание слайда: ГЦН 2 контура

Содержание слайда: АЭС (реактор БН)

Содержание слайда: Особенности СН АЭС с реактором БН-600 Имеется значительная доля мощности СН, расходуемая на электрообогрев натрия. На Белоярской АЭС на нагрев натрия уходит около 26 МВт, т.е. около 4% электроэнергии всех генераторов: Робогрев/Рблока = 26/600 = 4%

Содержание слайда: 9. Особенности собственных нужд ГЭС и ГАЭС Ввиду простоты технологического процесса производства электроэнергии на ГЭС, расход на собственные нужды значительно меньше, чем на ТЭС и АЭС, и составляет 0,5-3% от установленной мощности. Меньшие значения относятся к агрегатам большей мощности ГЭС. Для ГЭС характерна большая доля общестанционной нагрузки по сравнению с агрегатной. Доля агрегатных СН составляет не более 30% от суммарного потребления на собственные нужды.

Содержание слайда: Агрегатные СН Потребители агрегатных СН располагаются в непосредственной близости от агрегата и питаются на напряжении 0,4 кВ и реже 6,3 кВ. Потребителями агрегатных СН являются: насосы технического водоснабжения агрегатов – смазка турбинных подшипников, маслоохладители подпятника и подшипников гидрогенератора, воздухоохладители гидрогенератора; маслонасосы и компрессоры зарядки маслонапорной установки (МНУ) и системы регулирования гидротурбины; насосы откачки воды с крышки турбины из-за протечек в проточной части гидроагрегата; вентиляторы и насосы системы охлаждения трансформаторов; вспомогательные устройства системы возбуждения.

Содержание слайда: Общестанционные СН Потребители общестанционных СН относятся ко всем станции в целом и питаются на напряжении 0,4 кВ. К потребителям общестанционных собственных нужд относятся: насосы системы пожаротушения; противодымная вентиляция; механизмы закрытия дроссельных затворов напорных трубопроводов и щитов на выходе отсасывающих водоводов; механизм затворов холостых водосборов; насосы откачки воды из тоннелей плотины; насосы хозяйственного водоснабжения; электроотопление; потребители ОРУ; электроосвещение; потребители ремонтных мастерских.

Содержание слайда: Электрическая схема СН ГЭС (ГАЭС) Электрическая схема собственных нужд ГЭС (ГАЭС) может выполняться либо с одним напряжением 0,4 кВ, либо с двумя напряжениями – 6(10) и 0,4 кВ. Несмотря на отсутствие в системе СН мощных электродвигателей 6 кВ, наличие напряжения 6 кВ определяется: общей мощностью потребителей, значительной удаленностью общестанционных потребителей от источников питания. Для питания СН ГЭС (ГАЭС) необходимо предусматривать не менее двух независимых источников питания.

Содержание слайда: Электрическая схема СН ГЭС (ГАЭС) 2 принципа питания агрегатных и общестанционных рабочих ТСН: раздельное питание (например, СШГЭС) объединенное питание (например, ЛГАЭС)

Содержание слайда: Схема СН СШГЭС (раздельное питание ТСН)

Содержание слайда: Схема СН ЛГАЭС (объединенное питание ТСН)

Содержание слайда: Генераторные выключатели для ГАЭС НЕСPS 3/5 фирмы «АВВ» а) вертикальная компоновка

Содержание слайда: б) горизонтальная компоновка

Содержание слайда: Источники гарантированного питания на ГЭС На ГЭС предусматривается установка аккумуляторных батарей в качестве источника оперативного постоянного тока для питания устройств управления, связи, сигнализации, РЗА и аварийного освещения. Для обеспечения автономного электроснабжения на ГЭС допускается установка дизель-генераторов.