Электростанции

Рост производительных сил в нашей стране возможен только при увеличении производства электрической энергии к 2021 г. до 1830—1850 млрд. квт-ч в год, т. е. в 1,7 раза по сравнению с 2011 г. Установленная мощность электрических станций должна возрасти к концу указанного периода на 64—66 млн. кет. Производство и распределение энергии осуществляется энергетическими системами, представляющими собой совокупность электрических станций и сетей. СССР располагает энергетическими ресурсами, дающими возможность обеспечить строительство как тепловых, так и гидравлических электростанций, однако за все годы народное хозяйство страны получало 80—85% электроэнергии от тепловых и только 15—20% от гидравлических электростанций. Преимущественное развитие тепловых электростанций объясняется тем, что их строительство проще, быстрее и дешевле, чем гидравлических электростанций, не требует привлечения большого количества рабочей силы. Кроме того, тепловые электростанции обеспечивают теплом (пар или горячая вода) технологические процессы промышленных предприятий, осуществляют наиболее экономичную теплофикацию городов. Однако эксплуатация гидроэлектростанций проще, стоимость электроэнергии ниже, технологические процессы допускают большую степень автоматизации, количество обслуживающего персонала невелико и условия его труда значительно лучше, чем на тепловых электростанциях. Экономические показатели многих гидроэлектростанций, особенно в районах Сибири, высоки. Естественное воздушное охлаждение применяется 1 в сухих трансформаторах мощностью 560 и 750 ква включительно, установленных в качестве трансформаторов собственных нужд. Обмотки таких трансформаторов закрыты кожухом, имеющим вентиляционные отверстия, поверхность охлаждения увеличена внутренними каналами между катушками и секциями. Процесс охлаждения происходит за счет отдачи тепла конвекцией окружающему воздуху, поэтому в камерах сухих трансформаторов следует обязательно предусмотреть устройство естественной вентиляции помещения. Эксплуатация сухих трансформаторов чрезвычайно проста. Отсутствие масла создает высокую пожаробезопасность таких трансформаторов.
Естественное масляное охлаждение применяется у трансформаторов мощностью до 7 500 ква. Естественная циркуляция масла внутри бака трансформатора обеспечивается разностью температур верхних и нижних слоев масла. В'зависимости от конструкции обмоток и наличия каналов движение масла может происходить различным образом (рис. 4-19). Тепло от обмоток передается путем конвекции циркулирующему маслу, отдача тепла от бака окружающему воздуху происходит за счет конвекции и излучения. С увеличением поверхности охлаждения бака теплоотдача возрастает. Интенсивность теплообмена между обмотками и маслом зависит от разности их температур, определяемой количеством выделившегося с поверхности обмотки тепла в единицу времени, размеров масляных каналов и вязкости масла.
Эксплуатация системы естественного масляного охлаждения также проста. Обслуживающий персонал должен тщательно следить за температурным режимом трансформатора по контрольно-измерительным приборам. Допускается превышение температуры верхних слоев масла над температурой окружающего воздуха не более 60° С, при этом средний перегрев масла составляет 45° С. Допустимое превышение температуры обмотки над температурой окружающего воздуха должно составлять не более 70° С, таким образом, превышение температуры обмотки над температурой верхних слоев масла составляет всего 25° С.
В случае повышения температуры охлаждающего воздуха выше допустимого значения местные инструкции должны предусматривать снижение предельно-допустимой нагрузки трансформатора.
В случае установки трансформаторов с естественной вентиляцией в закрытых камерах расположение вентиляционных отверстий у камер должно обеспечивать движение воздуха около горячих поверхностей трансформаторов снизу вверх.
Система с естественной циркуляцией масла и дутьем (Д). В трансформаторах мощностью 10000 ква и более применяется принудительное дутьевое охлаждение радиаторов воздухом, увеличивающее теплоотдачу радиаторов на 40%. Несмотря на дополнительные затраты «а устройство дутьевого охлаждения, стоимость таких трансформаторов оказывается меньше, чем трансформаторов с естественным охлаждением. Трансформаторы
с системой охлаждения Д применяются на электростанциях в качестве трансформаторов собственных нужд, повышающих трансформаторов, работающих в блоке с турбоагрегатами мощностью 25 и 50 Мет, и трансформаторов связи РУ 6—110 кв.
В системе дутьевого охлаждения каждый радиатор обдувается двумя вентиляторами («крыльчатками»), которые вращаются двигателями малой мощности водонепроницаемого исполнения. Валы двигателей расположены вертикально (см. рис. 4-18,6). Оба вентилятора монтируются на одной раме.
Максимальная теплоотдача радиатора получается в том случае, если вентиляторы установлены на расстоянии Уз от низа каждого радиатора между осями патрубков и забирают охлаждающий воздух снизу, направляя его на наиболее нагретую часть радиаторов.
Эксплуатация системы охлаждения с естественной циркуляцией масла и обдувом радиаторов воздухом обладает следующими особенностями. Трансформаторы с дутьевым воздушным охлаждением разрешают длительную работу при низких температурах наружного воздуха (—10° С и ниже) с отключенным дутьем, если температура верхних слоев масла не превышает +55° С. Включение и отключение вентиляторов дутья может производиться вручную или автоматически в зависимости от температуры масла или тока нагрузки. Допустимая продолжительность нагрузки при выключенном дутье дана в приложении 3.
Автоматическое включение дутья по температуре производится от контактов термометрического сигнализатора, установленного на баке трансформатора, при достижении температуры верхних слоев масла +55° С. Отключение дутьевых вентиляторов происходит после снижения температуры верхних слоев масла до +50° С. Автоматическое включение дутья по току нагрузки производится при достижении номинального тока трансформатора независимо от температуры верхних слоев масла, а отключение — после снижения тока ниже номинального (коэффициент возврата токового реле должен быть равен 1,25).
С эксплуатационной точки зрения наиболее эффективна схема автоматического включения и отключения дутья по температуре, дополненная автоматикой включения дутья независимо от температуры масла при достижении номинального тока трансформатора. В таком сочетании автоматика включения дутья надежно предохранит трансформатор от перегрева.
Если температура верхних слоев масла превышает + 55° С, а устройства дутьевого охлаждения в работу не могут быть введены, следует нагрузку трансформаторов снизить до 60% номинальной. В случае работы трансформатора с дутьевым охлаждением с перегрузкой дутье должно быть включено обязательно независимо
от температуры масла и окружающего воздуха, так как перегрев обмоток при отключенном дутье окажется выше 70° С, что приведет к ускоренному износу изоляции.