Отключения генераторов

Для защиты силовой цепи и электродвигателей механизмов от короткого замыкания и стопорных режимов в две фазы обмотки статора генератора включены реле максимального тока. После срабатывания этих реле разрывается цепь питания реле защиты генератора, которое шунтирует своими размыкающими контактами обмотку возбуждения генератора. Сила тока в обмотке возбуждения синхронного генератора уменьшается, а следовательно, уменьшается до нуля его напряжение. Цепь катушки реле защиты генератора получает питание от аккумуляторной батареи, что обеспечивает стабильное напряжение на его контактах и возможность автоматических отключений генератора при срабатывании максимальных токовых реле или реле защитного отключения генератора.

В результатах аварийного отключения генератора от электрической сети нагрузка блока мгновенно снижается с текущего значения до нагрузки собственных «ужд подключенной к генератору через трансформатор собственных нужд. Вследствие возникающего при этом небаланса вращательного момента и момента сопротивления ротора ускоряется его вращение. Регулятор скорости, реагируя на такое ускорение, дает команду на прикрытие регулирующих клапанов перед ДВД и перед ЦСД; как правило, при этом все клапаны, за исключением первого (или первой группы клапанов), закрываются; при этом устанавливается новое равенство моментов, но уже при некоторой увеличенной сверх номинальной частоте вращения. Иногда случается, что клапаны не справляются с этой тонкой задачей и пропускают пара больше, чем следует, или, как говорят, «не удерживают холостой ход» (например, возможно зависание одного из клапанов или даже некоторых из них). Тогда частота вращения стремительно растет (машина идет «вразнос»). При достижении частоты вращения на 10—12% выше номинальной должен срабатывать автомат безопасности, что приводит к закрытию стопорных клапанов перед ЦВД и ЦСД, а также к принудительному закрытию обратных'клапанов на паропроводах отборов.

Следует отметить, что аналогичные проблемы возникали и в странах Западной Европы, причем рассматривались все три перечисленных направления [2-2]. Рассматривался также режим отключения генератора от сети и вращения турбины на малых оборотах. Этот режим встречался также и в отечественной практике, но распространения не получил.

Значительное влияние на пусковые потери оказывает исходное тепловое состояние оборудования, определяемое в основном длительностью простоя блока. Под длительностью простоя чаще всего подразумевают промежуток времени между моментами отключения генератора от сети и последующего его включения в сеть. По данным МЭИ зависимость потерь топлива от длительности простоя блока мощностью 150 МВт с барабанным котлом ТП-90 близка к экспоненциальной ( 2-17). Наиболее

КМ). На устройство гашения возлагается задача как можно быстрее погасить поле ротора после отключения генератора. Это особенно важно при отключении генератора релейной защитой при внутренних повреждениях. Гашением поля ротора достигается быстрое снижение ЭДС генератора и прекращение тем самым питания током короткого замыкания места повреждения.

Простейшая схема подключения аккумуляторной батареи, работающей с постоянным подзарядом, приведена на 10-11. Зарядный генератор (или выпрямительная установка с автоматической стабилизацией напряжения на шинах), батарея и нагрузка подключены к шинам постоянного тока. В нормальных условиях напряжение на сборных шинах установки обычно поддерживают на 5% выше номинального напряжения сети постоянного тока. В цепях отходящих линий и батареи установлены рубильники Р и плавкие предохранители П, а в цепи зарядного генератора — рубильник Р и автомат А. Последний предназначен для отключения генератора при перегрузках и коротких замыканиях, а также при переходе генератора в режим двигателя.

Асинхронный ход генератора или части системы, появившийся в результате нарушения устойчивости, должен быть ликвидирован и синхронная работа должна быть восстановлена. При этом удобнее всего восстановить синхронизм путем ресинхронизации выпавшего генератора без отключения его от сети. Такое восстановление нормального режима обладает рядом преимуществ, главное из которых — быстрота восстановления. Так, в случае отключения генератора от сети и последующей его синхронизации набор нагрузки будет происходить не менее нескольких минут. Все это время выпавший из синхронизма генератор не будет выдавать энергию в систему. Если же выпавший из синхронизма генератор не отключается от сети, то, и работая в асинхронном режиме, он выдает в сеть некоторую мощность, а входя в синхронизм путем ресинхронизации, он быстро увеличивает эту мощность. Если генератор или станция, выпавшая из синхронизма и некоторое время ДД,С проработавшая в асинхронном режиме, затем восстанавливает свою синхронную работу при условиях, близких к условиям исходного режима, то такую систему практически нельзя считать неустойчивой, ее следует рассматривать как систему, обладающую результирующей устойчивостью. Способность системы восстанавливать свою синхронную работу после кратковременного асинхронного хода и будет, следовательно, называться результирующей устойчивостью.

минального напряжения сети постоянного тока. В цепях отходящих линий и батареи установлены рубильники S и плавкие предохранители F, а в цепи зарядного генератора — рубильник 5 и автоматический выключатель SF, предназначенный для отключения генератора при перегрузках и коротких замыканиях, а также при переходе генератора в режим двигателя.

Выключатели Ql, Q2 используются для включения и отключения генератора, что особенно важно при пиковом режиме работы ГЭС. В качестве этих выключателей могут быть использованы упрощенные по конструкции выключатели нагрузки, в этом случае при повреждении в одном генераторе отключается весь энергоблок.

Поперечный разрез такого кабеля с водяным охлаждением напряжением 20 кВ показан на 6.31. Внутри кабеля имеется канал диаметром 26 мм, образованный из твердотянутой медной полосы в виде спирали, по которому циркулирует охлаждающая вода, имеющая на входе температуру 25 °С, а на выходе 60 °С. Давление воды на входе в кабель не более 0,5 МПа. Присоединение кабеля к генератору и трансформатору осуществляется при помощи специальных концевых муфт. Кабель может быть проложен в стальных лотках на опорах или в траншее (ниже уровня промерзания грунта). В первом случае — при прокладке в лотках — после отключения генератора зимой в кабеле должна обеспечиваться циркуляция подогретой воды. Во втором случае — при прокладке в траншее — кабель у трансформатора в месте его выхода из траншеи должен быть заключен в будку с электрообогревом.

рали, если пренебречь гармониками в э. д. с., ток /за = 0. Непосредственную опасность представляют Кз", при которых в месте повреждения поддерживается дуга, оплавляющая активную сталь статора. Возможность возникновения дуги косвенно оценивалась минимальным напряжением, способным ее поддерживать. Такое решение имело ряд недостатков, и было предложено [Л. 261, 262 оценивать опасность повреждения непосредственно током в месте К3' . За опасный, требующий автоматического отключения генератора, был принят ток /3УмаКс S2 5 А [Л. 47].

с потерями электроэнергии в электроустановке при данной схеме, руб/год; И0 — годовые издержки на обслуживание электрооборудования (текущий ремонт и зарплата персонала), руб/год; /С — капиталовложения в электрическую часть электроустановки (расчетная стоимость силовых трансформаторов и ячеек выключателей), руб.; /Эн—0,12 1/год — утвержденный директивными органами нормативный коэффициент эффективности капиталовложений в энергетике; У — годовой народнохозяйственный ущерб от нарушения электроснабжения и недоотпуска электроэнергии потребителям, а также ущерб системы из-за отключения генераторов, трансформаторов (автотрансформаторов) связи, магистральных линий электропередачи, нарушения экономичного распределения перетоков мощностей и т. п., руб/год.

где И — годовые издержки (эксплуатационные расходы), руб/год; /С — капиталовложения в электрическую часть электроустановки (расчетная стоимость силовых трансформаторов и ячеек выключателей), руб.; ?1Н=0,12 1/год — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений в энергетике; У — годовой народнохозяйственный ущерб от нарушения электроснабжения и недоотпуска электроэнергии потребителям, а также ущерб энергосистемы из-за отключения генераторов, трансформаторов (автотрансформаторов) связи, магистральных линий электропередачи, нарушения экономичного распределения перетоков мощностей и т. п., руб/год.

Часть схемы устройства разгрузки, вырабатывающая сигнал на отключение агрегата, показана на 8.24, б. На вход сумматора поданы сигналы Р(-, Рцтп и Р3. Разность 2Р(-— — SPimin соответствует регулировочному диапазону станции. Если SPj—2P/min
где И — годовые издержки (эксплуатационные расходы), руб/год; К — капиталовложения в электрическую часть электроустановки (расчетная стоимость силовых трансформаторов и ячеек выключателей), руб.; ?н = 0,12 1/год — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений в энергетике; У— годовой народнохозяйственный ущерб от нарушения электроснабжения и недоотпуска электроэнергии потребителям, а также ущерб энергосистемы из-за отключения генераторов, трансформаторов (автотрансформаторов) связи, магистральных линий электропередачи, нарушения эконогиичного распределения перетоков мощностей и т. п., руб/год.

На 7-15 показаны характеристики генерируемой мощности Рг0 и статическая характеристика суммарной нагрузки 2РПО системы, работающей в условиях напряженного баланса мощности. В такой системе исходному значению частоты /0 отвечает точка пересечения характеристик, находящаяся в области значений мощности, близкой к установленной, и, следовательно, предельной для генераторов. Изменение генерирующей мощности на величину АРГ вследствие аварийного отключения генераторов вызывает снижение частоты до значения fv Нетрудно видеть, что в рассматриваемых условиях невозможно изменение этого значения за счет регулирования мощности генераторов, поскольку генераторы выдают предельную мощность и регулируемый диапазон турбины оказывается полностью исчерпанным.

Следующим важным элементом всякой схемы является выключатель. Выключатели различаются по выполняемым функциям. Выключатель, при помощи которого осуществляются включения и отключения генераторов, трансформаторов и линий в нормальных и аварийных условиях, называется выключателем присоединения. Соединение сборных шин между собой производится междушинным выключателем (МШВ), а секций шин — секционным выключателем. Обходной выключатель связан с обходной системой шин и заменяет основные выключатели присоединений при их ремонте..

ства, контролирующего активную мощность, можно использовать комплектное устройство типа УПА1, выпускаемое отечественной промышленностью. При срабатывании устройство производит дозированную разгрузку линии электропередачи за счет разгрузки паровых турбин, отключения генераторов и части нагрузки, деления энергосистемы.

В условиях эксплуатации переводы с основного возбуждения на резервное и обратно должны выполняться без отключения генераторов от сети.

5.1.44. Плановые отключения генераторов от сети при наличии положительной мощности на выводах машин не допускаются.

В практике эксплуатации электростанций и подстанций отмечены излишние отключения генераторов, трансформаторов и линий из-за появления обходных цепей в сети оперативного постоянного тока, которые, как правило, появляются в результате замыканий на землю в двух точках. Поэтому при замыкании на землю в сети оперативного тока необходимо немедленно найти место замыкания и устранить его.