Виды ТЭЦ
Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) – это разновидность тепловой электрической станции, являющаяся источником тепловой энергии в системах теплоснабжения (горячая вода, пар) и электрической энергии.
Теплоэлектроцентрали делятся по:
- Типу соединения турбин и котлов.
- Типу паропроизводящих установок.
- Типу выдачи тепловой энергии.
По типу соединения котлов и турбин ТЭЦ могут быть с поперечными связями (неблочные) или блочные. На блочных ТЭЦ турбины и котлы соединяются попарно. Данные блоки имеют мощность от 100 до 30 мегаватт. Неблочная схема позволяет перебрасывать пар от любого котла на любую турбину, что способствует повышению гибкости управления всей централью. Чтобы реализовать неблочную схему устанавливают крупные пароводы вдоль главного корпуса станции, при этом все турбины и котлы должны иметь одинаковые параметры пара - температуру и давление. По типу паропроизводящих установок ТЭЦ могут быть с ядерными реакторами или с парогазовыми установками, а также с газотурбинными установками. По типу выдачи тепловой энергии различают турбины с регулируемым производственным отбором пара, с регулируемым теплофикационным отбором пара, а также с противодавлением. Как правило, на ТЭЦ имеются турбины 1-2 видов, а количество турбин с нерегулируемым отбором может быть любое, но обычно не превышает 9. В производственных отборах давление находится в диапазоне от 1 до 2 МПа, а в теплофикационных от 0,05 до 0,3 МПа.
В настоящее время также производятся турбины со смешанным типом отбора: регулируемые производственным и теплофикационным отборами, регулируемые с противодавлением и другие. на ТЭЦ могу функционировать турбины разных типов, в зависимости от необходимого сочетания тепловых нагрузок.
Проектирования системы электроснабжения ТЭЦ
Система электроснабжения – это совокупность систем преобразования, распределения, передачи, а также источников электрической энергии.
Процесс проектирования системы электроснабжения ТЭЦ состоит из следующих этапов:
- Выбор и обоснование главной схемы электрических соединений.
- Выбор схемы распределительного устройства.
- Выбор и обоснование схемы собственных нужд ТЭЦ
- Расчет токов короткого замыкания.
- Выбор и обоснование основного электрического оборудования.
- Выбор и обоснование измерительных трансформаторов.
- Выбор и обоснование источников оперативного тока.
- Обоснование релейной защиты.
Процесс выбора главной схемы электрических соединений состоит из подбора вариантов структурной схемы, выбора мощности и количества трансформаторов, технико-экономическое сравнение вариантов структурной схемы. Структурная схема ТЭЦ подбирается в зависимости от распределения генераторов, состава оборудования, а также электрической нагрузки. Выбор номинальной мощности трансформаторов связи производится с учетом нагрузочной способности, условие выбора трансформатора выглядит следующим образом:
Sрасч = Sном • к
где, Sном - номинальная мощность трансформатора; к - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора.
Коэффициент допустимой перегрузки трансформатора определяется в зависимости от условий окружающей среды и предшествующего режима работы трансформатора.
При технико-экономическом сравнении по каждому варианту структурной схемы оценивается стоимость годовых потерь энергии, ущерб от ненадежности, капитальных вложений, годовых издержек на ремонт и обслуживание.
Выбор схемы распределительного устройства сводится к определению количества линий электропередач:
N = Y / K,
где, Y - суммарный электрический ток; К - электрический ток одной линии.
Как правило, напряжение электрической сети, предназначенной для собственных нужд ТЭЦ принимается равным 6/0,4 КВт. Распределительное устройство собственных нужд выполняется с одной секционированной системой шин, а у блоков имеется под одной секции на котел. Номинальная мощность трансформаторов собственных нужд выбирается в соответствии с расчетной нагрузки.
Перегрузка трансформаторов для собственных нужд ТЭЦ недопустима.
Цель расчета токов короткого замыкания заключается в обосновании последующего выбора необходимого оборудования, шин, кабелей, а также определения необходимости в ограничении токов короткого замыкания. Подбор необходимого оборудования состоит из выбора разъединителей и выключателей (для выключателей - по длительному току, напряжению установки, на симметричный ток отключения, на отключающую способность и т.п., для разъединителей - по длительному току, напряжению установки, на термическую стойкость, на электродинамическую стойкость), линейных реакторов, шин и связей между ними, токоведущих элементов.
Подбор измерительных трансформаторов осуществляется по вторичной нагрузке, току, классу точности, конструкции, напряжению установки. Как правило, на ТЭЦ источником оперативного тока является аккумуляторная батарея, которые подбираются по уровню напряжения в аварийном напряжении, схеме присоединения к шинам, необходимой емкости.
Задача построения релейной защиты заключается обеспечении ее эффективного функционирования при условии любых повреждений, предотвращения повреждений, разрушении защищаемого электрического оборудования, предотвращении неустойчивости в энергетической системе объекта.
