Структурные схемы электростанций

Проектирование электростанции начинается с разработки ее структурной схемы в однолинейном исполнении, которая должна отвечать основным требованиям, предъявляемым к электростанции. На основании этих требовании определяются следующие характеристики электростанции: состав (число и мощность генераторов, ГРЩ); основные параметры СЭС; режимы работы генераторов — раздельная работа или параллельная (длительная или кратковременная на период перевода нагрузки); система распределения электроэнергии; питание с берега; возможность проведения технического обслуживания и ремонта при отсутствии напряжения на отдельных частях электростанции.
На рис. 5 представлены схемы с секционированием шин для двух (рис. 5, а) и трех (рис. 5, б) генераторов, которые могут работать раздельно и параллельно. На шины электростанции выходы генераторов коммутируются автоматическими выключателями С?/7. Секционирование шин разъединителями С5 позволяет производить техническое обслуживание и ремонт генераторных и распределительных секций без нарушения режимов работы судна. Например, чтобы провести обслуживание (без напряжения) секции ГРЩ генератора
02 (рис. 5, а), разъединитель ф53 выключается, а <25/ и <252 включаются. Приемники правой секции ГРЩ получают таким образом питание от 01 через 052 и <151.
В схеме, показанной на рис. 5, б, при разомкнутом <25/, замкнутых <352, <253, 054, <355 и включенных С}Р1, 0Р2, ОРЗ генераторы 01, 02, 03 работают параллельно. С любой генераторной секции может быть снято напряжение. Например, при остановленном генераторе
03 для обслуживания секции автомата ОРЗ размыкаются секционирующие разъединители, и 055. Для снабжения энергией потребителей правой части ГРЩ включается .
Секционирующие разъединители и дополнительные шинные перемычки значительно увеличивают и усложняют ГРЩ. Применение выдвижных автоматических выключателей позволяет (при возможности, их обслуживания без напряжения) избежать во многих случаях установки почти всех секционирующих разъединителей.
Получение электроэнергии от береговой сети осуществляется через щит питания с берега (ЩПБ).
В схеме электростанции самоходного землесосного снаряда проекта Р161 секционирование шин не предусмотрено, но техническое обслуживание без (напряжения генераторных секций с автоматическими выключателями С}Р1, (2Р2, (%РЗ может быть осуществлено при отключении контакторов К1, К2, КЗ.
В ходовом режиме синхронные генераторы 01 и 02 работают раздельно соответственно на гребные электродвигатели постоянного тока М1 и М2 через тиристорные преобразователи VII и 1)2.2. При этом контакты К1 и К2 разомкнуты, и к шинам электростанции подключен генератор 03 (КЗ и (РЗ замкнуты). Приемники напряжением 220 В получают питание через трансформатор напряжения ТУ.
В схеме единой электростанции переменного тока самоходного многочерпакового земснаряда проекта Р36 (рис. 7) в режимах ходовом и дноуглубления параллельно работают генераторы 03 н 04, в режиме установки на прорези — генераторы 01 и 02. В стояночном режиме работает один генератор — 01 или 02. В режиме дноуглубления черпаковые двигатели постоянного тока правого и левого борта М1 и М5 получают питание через тиристорные преобразователи 1)2.1 и 1123, двигатели постоянного тока м3 и М4 носовых па-пильонажных лебедок — через 1/22, а кормовых папильонажных лебедок М7 и М8 — через 1124. В ходовом режиме через 1/21 и 1/23 получают питание гребные электродвигатели М2 правого и Мб левого борта. Шины секционированы разъединителем 051. В зависимости от положения переключателя 052 шины 220 В получают питание через трансформатор напряжения ТУ от левой или правой секции шины 380 В.
На рис. 8 представлена схема электростанции самоходного землесосного снаряда проекта 2121 для добычи нерудных материалов (производительность 3000 м3/ч). В зависимости от «нагрузки к шинам ГРЩ— 660 В подключаются синхронные генераторы 01, 02, 03, 04 мощностью 2240 кВ/А каждый. Непосредственно от шин — 660 В получают питание следующие приемники: носовое подруливающее устройство с электродвигателем М2 (441 кВт), насосы гидрорыхлителей с электродвигателями М3 (500 кВт), М8 (350 кВт) и через тиристорные преобразователи 1/21—1/24 грунтовые насосы с электродвигателями М4, М7 (по 1250 кВт) и гребные электродвигатели М5 и Мб (по 1100 кВт). Остальные приемники получают питание от шин ГРЩ— 380 В, соединенных с шинами — 660 В ГРЩ через трансформаторы ТУ1 и ТУ2 660/380 В.
Электромашинные преобразователи (двигатель — генератор) М1—05, М9—Ов служат для энергоснабжения шин -220 В ГРЩ 380/220 В от ГРЩ-660 В. Трансформатор ТУЗ обеспечивает резервное питание шин -220 В ГРЩ.
На земснаряде предусмотрена аварийная электростанция — аварийный дизель-генератор (АГД) с генератором 07 мощностью 250кВ-А (380 В), аккумуляторная батарея ОВ (220 В) со статическим зарядным устройством 1/25 и аварийный распределительный щит (АРЩ).
На работу СЭС существенное влияние оказывают тиристорные преобразователи, которые, являясь нелинейными элементами, потребляют несинусоидальный ток. При этом кривая тока содержит основную гармонику с частотой, равной частоте судовой сети, и определенный спектр гармоник высшего порядка. Это приводит к искажению формы напряжения сети. Первый всплеск высокочастотных колебаний соответствует началу коммутации тиристорного преобразователя, второй — моменту прекращения протекания тока через запирающийся преобразователь. Высокочастотные колебания проходят как в цепь выпрямленного напряжения, так и в питающую сеть переменного тока, где их влияние особенно заметно, так как они создают помехи в работе устройств автоматики, связи, радионавигационной аппаратуры, приводят к дополнительным потерям (нагреву) в генераторах, кабельных линиях и приемниках.
Негативное влияние высших гармоник особенно проявляется при соизмеримой мощности электростанции и тиристорных преобразователей. Для снижения влияния высших гармоник принимают специальные меры — повышают фазность выпрямления, применяют сетевые фильтры, представляющие собой соединения дросселей и конденсаторов, реакторы, настроенные на подавление наиболее опасных гармоник. Как известно, индуктивное сопротивление прямо пропорционально частоте тока, следовательно, дроссели и реакторы оказывают большое сопротивление токам высокой частоты. Сопротивление конденсаторов токам высокой частоты мало, и через них токи высокой частоты отводятся на корпус.
Влияние тиристорных преобразователей 1121 и 1112 на шины ГРЩ в схеме электропривода землесосного снаряда проекта Р161 (см. рис. 6) исключается благодаря тому, что в ходовом режиме генераторы 01 и 02 работают непосредственно на гребные электродвигатели М1 и М2: Электроприводы многочерпакового земснаряда проекта Р36 с питанием через тиристорные преобразователи (см. рис. 7) подключены к шинам ГРЩ, отделенным от остальных секций ГРЩ реакторами И и 1*2.
Шины — 220В в ГРЩ земснаряда проекта 2121 (см. рис. 8) получают питание через электромашинные преобразователи М1—05 или М9—Об (или через трансформатор ТУЗ при резервном питании).
В соответствии с Правилами Речного Регистра РСФСР на судах положено устанавливать аварийные источники электроэнергии — дизель-генератор или аккумуляторную батарею (в зависимости от типа, пасса-жировместимости, грузоподъемности и района плавания судна) с определенной длительностью непрерывной работы.
К аварийным источникам должны подключаться электрифицированная система дистанционного управления главным двигателем, приборы управления судном (телеграф, аксиометр и т. д.), отличительные и сигнальные огни, авральная и пожарная сипнализации,
электрический и электрогндравлический приводы руля, щит питания радиооборудования и радионавигации, аварийное освещение и другие приемники.
На земснарядах классов «Л», «Р» и «О» Речного Регистра РСФСР аварийным источником электроэнергии является аккумуляторная батарея, обеспечивающая двухчасовую работу, класса * «М» — дизель-генератор с запасом топлива на 3 ч работы. Аварийную электростанцию размещают на главной палубе или выше нее. На судах классов ? «Л» и ? «Р» допускается установка аварийных источников в машинном отделении.
Аварийный дизель-генератор должен иметь систему автоматического пуска с продолжительностью периода от подачи сигнала на пуск до готовности к приему 100%-ной нагрузки не более 10 с. Допускается самый мощный аварийный приемник (рулевой электропривод) обеспечивать питанием от расположенного в машинном отделении стояночного дизель-генератора при условии оснащения его системой автоматического пуска, соответствующей АДГ.
Работу аварийной электростанции рассмотрим на примере схемы, приведенной на рис. 8. Шины ~380 В и ~220 В АРЩ в нормальном режиме получают питание соответственно от шин ~380 В и ~220 В ГРЩ 380/220 В. При автономной работе аварийной электростанции шины ~220 В получают питание от шин ~380 В через трансформатор ТУ4. Обычно соединение шин ~220 В ГРЩ и АРЩ отсутствует. При исчезновении напряжения на ГРЩ автоматически подается сигнал на запуск АДГ, после чего генератор 07 подключается к шинам. В схеме АРЩ предусматриваются блокирование одновременной подачи напряжения на шины АРЩ от АДГ и основной электростанции, ч также питания ГРЩ от АРЩ. На период запуска АДГ ограниченное число приемников П получает питание от аккумуляторной батареи О В. В этом случае контактор К размыкается. Система заряда аккумуляторной батареи должна быть выполнена таким образом, чтобы включение батареи в аварийную сеть происходило в любом случае, даже если она находится на заряде. Аварийные источники защищаются только от коротких замыканий. Для АДГ рекомендуется применять сигнализацию о перегрузке.

Похожие статьи