Этапы и цели проектирования электрических станций и подстанций
Электрическая станция — это совокупность энергоустановок, аппаратуры, сооружений и оборудования, которые используются для преобразования природной энергии в электрическую.
Электрическая подстанция — это электрическая установка, которая предназначена для распределения и преобразования электрической энергии.
Процесс проектирования электрических станций и подстанций заключается в составлении описаний объектов, которые будут использоваться для передачи, производства и распределения электрической энергии. Такие описания могут быть выполнены в текстовой и графической формах, а их совокупность является содержанием проекта. Проектирование электрических станций и подстанций состоит из следующих этапов:
- Рассмотрение перспектив развития на ближайшие 20 лет.
- Перспективное проектирование на ближайшие 10 лет.
- Уточнение проекта на ближайшие 5 лет.
На первом этапе подготавливаются технико-экономические доклады, связанные с развитием энергетики страны в целом и регионов по отдельности. Определяются суммарная мощность потребителей электроэнергии, места размещение станций и подстанций, а также состав энергетических блоков.
На втором этапе проектирования разрабатываются схемы энергетических объединений, определяются пропускные способности линий внутри системы и между системами и состав станции в каждой энергосистеме.
На третьем этапе проектирования корректируются и уточняются схемы развития энергетического хозяйства районов и страны, осуществляется проектирование объектов, которые были утверждены на втором и третьем этапах. На данном этапе также проверяется техническая и финансовая выполнимость принятых ранее решений. Электрические станции и подстанции должны проектироваться как элементы единой энергетической системы, районной электроэнергетической системы и объединенной энергетической системы. К основным целям проектирования электрических станций и подстанций относятся:
- Уменьшение уровня ежегодных издержек при эксплуатации установок, входящих в состав энергетической системы.
- Передача, производство и распределение такого количества электрической энергии, которое соответствует плановым графикам потребления.
- Сокращения капиталовложений на сооружение установок.
- Получение электрической энергии заданного качества.
- Высокий уровень надежности работы установок и энергетической системы в целом.
Проектирование электрической части станций и подстанций. Выбор комплектных токопроводов
Проектирование электрической части станций и подстанций состоит из таких этапов, как разработка главной схемы электроснабжения собственных нужд станции или подстанции, разработка главной схемы электрических соединений, выбор основного электрического оборудования, составление структурной схемы, расчет токов короткого замыкания для электрических аппаратов и токоведущих частей станции или подстанции, выбор электрических аппаратов главной схемы, выбор токоведущих частей, подбор кабелей, подбор многопроволочных токопроводов, выбор распределительных устройств.
На электрических станциях и подстанциях используются комплектные и гибкие многопроволочные токопроводы в качестве токоведущих частей. На тепловых электростанциях для соединения генераторов, мощность которых не превышает 100 мегаватт, используются гибкие токопроводы. Изготавливаются такие токопроводы в виде пучков проводов. Два провода каждого такого пучка сделаны из сплава алюминия и стали, они несут на себе механическую нагрузку. Остальные алюминиевые провода являются токоведущими. Сечение несущих проводов рассчитывается по следующей формуле:
$qнес = 0,15qэк$
Количество и сечение токоведущих проводов можно рассчитать следующим образом:
$nq + qнес2 = qэк$
где, n – число токоведущих проводов.
Сечение несущих проводов рекомендуется брать на одну ступень выше, чем токонесущих. Выбранное сечение проверяют по таким параметрам, как допустимый ток, динамическое и термическое воздействие короткого замыкания. Генераторы, чья мощность не превышает отметку в 60 мегаватт соединяются с понижающим трансформатором пофазно-экранированными токопроводами, которые подбираются по току и напряжению и проверяются на электродинамическую термическую стойкость.
