гру 6кв что это
Выбор электрических схем распредустройств высшего и низшего напряжения
Страницы работы
Содержание работы
2. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ РАСПРЕДУСТРОЙСТВ
2.1. Выбор схемы РУ НН 6 кВ
ТЭЦ могут работать, обладая избытком мощности или испытывая ее дефицитом. Избыточными являются ТЭЦ, когда сумма номинальных мощностей ее генераторов больше максимальной нагрузки на генераторном напряжении, включая нагрузку собственных нужд станции. Если максимумы МН составляют более 30 % от суммарной мощности генераторов ТЭЦ, то на станции сооружается распределительное устройство генераторного напряжения (ГРУ), к которому подключаются, помимо генераторов, главные трансформаторы (трансформаторы связи с системой) ТЭЦ, а также устройства для передачи мощности МН и собственным нуждам [2].
Схема ГРУ применяется, когда недопустима потеря связи ТЭЦ с системой (С), по условиям работы ТЭЦ с местной электрической и тепловой нагрузкой. Таким образом, эту схему используют при дефиците мощности на ТЭЦ, наличии при этом среди МН потребителей I категории, а так же при отсутствии реальной возможности работы станции в конденсационном режиме с независящей от тепловой нагрузки электрической мощностью ТЭЦ.
Максимальная мощность нагрузки на генераторном напряжении – 35 МВт, что составляет 87,5% от установленной мощности генераторов. Это больше 30% [(5), стр.38], поэтому для данной ТЭЦ характерна схема со сборными шинами генераторного напряжения 6 кВ – ГРУ [2].
Применяется одна рабочая секционированная система сборных шин с двумя секциями. Обусловлено это тем, что схема проста, на секцию подключены генераторы мощностью не более 100МВт и обеспечивает достаточную надежность питания потребителей, при условии, что каждый из них связан с ТЭЦ двумя линиями, присоединенным к разным секциям [2].
Секции соединяются между собой секционным выключателем QB и секционным реактором LRB для ограничения тока КЗ на секциях ГРУ. Линии местной нагрузки 6 кВ присоединяются к шинам КРУ, питаемым групповыми сдвоенными реакторами. К каждой ветке таких реакторов обычно подключается до 4-х ячеек линий (желательна одинаковая загрузка ветвей сдвоенных реакторов для уменьшения потерь напряжения в них), а общее число реакторов зависит от числа линий и от мощностей, передаваемых по этим линиям. Групповые реакторы присоединяются к секциям ГРУ через разъединители, т.к. вероятность повреждения самого реактора, а также токоведущих частей от реактора до секций ГРУ и от реактора до шин КРУ мала. Присутствие групповых реакторов LR1 – LR4 решает 2 задачи:
1) уменьшается общее количество присоединений ГРУ;
2) уменьшаются токи КЗ в сети питания МН;
Распределение присоединений по секциям ГРУ:
2. Трансформатор связи Т1
3. Реактор собственных нужд РСН1
4. Связь с секцией 2С через QB и LRB
5. Групповые реакторы LR1, LR2 (по 4 ячейки линии на каждую ветвь реактора)
2. Трансформатор связи Т2
3. Реактор собственных нужд РСН2
4. Связь с секцией 1С через LRB и QB
5. Групповые реакторы LR3, LR4 (по 4 ячейки линии на каждую ветвь реактора)
Так как среди потребителей имеются потребители первой категории, то для обеспечения надежности электроснабжения их питание производится по двухцепным кабельным линиям от разных секций. Количество РП – 16, а общее число линий – 32.
Таким образом, на каждую секцию ГРУ приходится по 6 присоединений, что говорит о возможности использования схемы с одной секционированной системой сборных шин (применяется при числе присоединений на секцию 6 – 8) [7]. Все присоединения осуществляются через разъединители с одним заземляющим ножом со стороны выключателей Q1–Q6, QB и реакторов LR1–LR4, LRB; с двумя заземляющими ножами – со стороны трансформаторов напряжения (для ремонта сборных шин С1, С2).
Рис 2.1 Схема с одной рабочей секционированной системой сборных шин ГРУ 6 кВ ТЭЦ
На ГРУ возможно применение схемы кольцевого типа и с уравнительной системой шин (УСШ). При такой системе количество секций должно быть не менее 3-х. В представленной схеме меньшие потери напряжения на секционном реакторе и меньшая разница напряжения на секциях за счет того, что перетоки мощности идут по 2-м цепям, а не по 1-ой, как в схеме с одной секционированной системой сборных шин. Недостатком схемы является более высокая стоимость, за счет выполнения связи крайних секций и в результате увеличения площади ГРУ. Схемы с УСШ применяют довольно редко, когда практически отсутствуют перетоки мощности между секциями [1].
Так же возможно применение схемы с двумя системами сборных шин. Такие схемы применяются при большом количестве присоединений к шинам. Тем самым эта схема становится сложнее в плане выполнения и в плане оборудования [1].
Т.о. на ГРУ 6 кВ применим схему с одной рабочей секционированной системой сборных шин.
2.2. Выбор схемы РУ ВН 35 кВ
Для данной ТЭЦ, связанной с системой двухцепной линией в качестве РУ ВН 35 кВ рассмотрим следующие варианты схем: схема четырехугольника, схема мостика, блочная схема.
Схема четырехугольника применяется в трансформаторах на напряжении 110-750 кВ при 4-х присоединениях, при необходимости секционирования транзитной линии и при мощности трансформаторов 125 МВА и более на напряжении 110 кВ и выше. Мощность трансформаторов связи проектируемой ТЭЦ составляет 32 МВА, а напряжение – 35 кВ, поэтому схема четырехугольника в качестве РУ ВН для данной ТЭЦ не подходит.
В качестве блочной схемы рассмотрим возможность применения схемы 35 – 4Н («два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии»). Данная схема применяется на напряжении 35, 220 кВ в т.ч. и на ТЭЦ при связи ее с другими ОЭС двумя парными линиями. Учитывая это, можно говорить о возможности применения этой схемы в качестве РУ ВН данной ТЭЦ.
Схема мостика в основном применяется на ВН ПС и РУ ТЭЦ 35-220 кВ, при необходимости осуществления секционирования транзитной линии при мощности трансформаторов до 63 МВА. Т.к на данной ТЭц осуществляется связь с одной системой, то транзита мощности не будет, следовательно данная схема не подходит для РУ ВН.
Поэтому устанавливаем схему РУ ВН «два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии» [7].
Устройств (ЗРУ)
Закрытые распределительные устройства на генераторном напряжении (ГРУ) электростанций оптимизированы по многим параметрам, основными из которых следует считать количество и мощность присоединений, количество систем шин, электродинамическую стойкость оборудования. Разработанные типовые проекты таких станционных РУ ведущими проектными организациями страны в 60—70 годах могут применяться с учетом конкретных условий, новых типов оборудования, изоляции при проведении поверочных расчетов.
Указанные проекты закрытых станционных РУ 6—10 кВ выполнены для использования на мощных ТЭЦ двух вариантов соединений: с одной системой сборных шин с одинарными или сдвоенными токоограничивающими реакторами; с двумя рабочими системами шин с присоединениями через реакторы двух типов. В зависимости от мощности установки варианты ЗРУ рассчитывались на использование изоляции, шин и ошиновок, а также коммутационной аппаратуры с током динамической устойчивости на 230 или 300 кА.
В качестве примера показана конструкция крупноблочного КРУ с одной системой шин, которая применяется на генераторном напряжении ТЭЦ (ГРУ ТЭЦ).
Здание ГРУ выполняется бескаркасным из типовых железобетонных элементов (рис.5.15). Панели нижнего этажа служат несущими конструкциями для шкафов РУ второго этажа и, одновременно, в качестве разделительных перегородок между оборудованием различных присоединений ГРУ (ячеек выключателей МГ-20, МГ-10, секционных или групповых реакторов).
На панелях нижнего этажа расположены перекрытия, а на них установлены металлические шкафы с шинными разъединителями и самими сборными шинами, которые собраны из пофазно-экранированных комплектных токопроводов с ответвлениями к шинным разъединителям присоединений. Слева на разрезе по ГРУ показаны токопроводы от генераторов к выключателям, а также к силовым трансформаторам связи с энергосистемой или собственных нужд.
Рис. 5.15. Крупноблочное ГРУ 6—10 кВ в бескаркасном здании а — разрез по ГРУ.
В правой части разреза показана установка секционных и линейных реакторов и шкафов КРУ с оборудованием отходящих ЛЭП 6—10 кВ.
В качестве фундаментных конструкций использованы вентиляционные короба и кабельные туннели. Шкафы с оборудованием второго этажа и КРУ, установленные внизу, заводского изготовления, высокой степени готовности. Для обслуживания оборудования первого этажа предусмотрен центральный и правый коридор; на втором этаже имеется центральный проход.
Экраны токопроводов герметизированы во фланцевых соединениях, имеют уплотнения с перекрытиями первого этажа и расположенными на них шкафами. Очевидным преимуществом этого проекта является заводское изготовление всех элементов ГРУ, что повышает качество монтажа, сокращает его длительность за счет простоты строительной части здания, снижение финансовых и трудовых затрат.
Другим вариантом применения ЗРУ на ТЭЦ является типовое ГРУ 6—10 кВ с двумя системами шин, которое нашло применение на ТЭЦ первых проектов и эксплуатируется на ряде действующих электростанций.
б)
Продолжение рис 5.15. Крупноблочное ГРУ 6—10 кВ в бескаркасном здании б — поэтажная схема заполнения
Такая компоновка ГРУ (рис. 5.16 и 5.17) может быть применена для проектов расширения действующих ТЭЦ, где ранее была выполнена такая схема.
Рис. 5.16. Электрическая схема ГРУ с двумя системами сборных шин
По условиям ограничения токов короткого замыкания к каждой из секций может быть присоединен один генератор 60 МВт при напряжении 6 кВ или 100 МВт при 10 кВ. Сборные шины рассчитаны на ударный ток 300 кА; потребители питаются через одинарные реакторы по двум или трем кабельным ЛЭП. Секции систем шин могут располагаться параллельно осям здания, поэтому соединение четырёх секций в «кольцо» не вызывает конструктивных сложностей. Возможен другой вариант, когда секции располагаются последовательно по длине здания ГРУ с размещением перемычки между первой и четвертой секциями в наружном коридоре второго этажа (рис.5.15).
Такое размещение перемычки и секций повышает живучесть схемы при авариях, однако должно быть соотнесено с дополнительными затратами на изоляторы и шины при большей их протяженности.
ГРУ размещено в двухэтажном здании из стандартных железобетонных элементов с заложением ниже нулевой отметки по осям рядов выключателей и реакторов, коробов кабельных туннелей размером 2600 × 2500 мм ( рис. 5.18).
Для охлаждения реакторов воздух забирается из центрального коридора первого этажа, а отвод нагретого воздуха из реакторных камер выполняется по вентиляционным коробам и жалюзийные решётки второго этажа.
Шаг колонны здания по длине 6 м; шаг ячеек — 2,4 м. Перегородки первого этажа выполнены железобетонными плитами на металлических каркасах, перегородки второго этажа асбоцементные на металлических каркасах. Отсеки для шин и шинных разъединителей выполняются сборными и опираются на металлические конструкции камер первого этажа. Реакторы в камерах установлены в виде колонны и для улучшения условий охлаждения подняты на 1,2 м от уровня пола.
Рис. 5.17. Схема заполнения ГРУ 6—10 кВ с двумя системами сборных шин
Рис. 5.18. Разрез ГРУ 6—10 кВ с двумя системами сборных шин
Питание потребителей собственных нужд на ТЭЦ, с ГРУ, схемы, применение РПН
На рис.3.1 изображен фрагмент главной схемы из схемы собственных нужд ТЭЦ с питанием секций собственных нужд (Р) и общестанционной нагрузки (Особственных нужд) одинарными реакторами от ГРУ-6,3 кВ. Секции местной нагрузки в виде групповых сборок 6,3 кВ также питаются от ГРУ-6,3 кВ сдвоенными токоограничивающими реакторами РС-1, РС-2. Резервирование секций собственных нужд и Особственных нужд осуществляется одинарными реакторами Ррез от ГРУ-6,3 кВ.
Главная схема ГРУ-6,3 кВ на рис.3.1 выполнена в виде кольца с тремя или четырьмя секциями 6,3 кВ, связанными друг с другом с помощью одинарных секционных токоограничивающих реакторов (СР).
На ТЭЦ используются турбогенераторы с номинальной мощностью от 7,5 МВт до 320 МВт. При этом агрегаты номинальной мощностью Sном = 7,5; 15, 25, 40 и 78,75 МВА и с напряжением 6,3 и 10,5 кВ могут связываться с энергосистемой 110 кВ через трехобмоточные трансформаторы мощностью от 6,3 до 80 МВА напряжением обмоток среднего напряжения 38,5 или 11 кВ. Указанные трансформаторы имеют РПН на высокой стороне 110 кВ ±9х1,77% и ПБВ на обмотке среднего напряжения ±2х2,5%.
Наличие РПН и ПБВ на трехобмоточных трансформаторах связи позволяет отказаться от устройств регулирования напряжения на секциях собственных нужд и на групповых сборках 6,3 кВ местной нагрузки.
В рассматриваем примере на рис.3.1 связь с системой осуществляется с помощью трехобмоточных трансформаторов ТДТН-40000/110 с РПН и ПБВ.
Начиная с номинальной мощности агрегатов ТЭЦ от 125 до 375 МВА и в схемах ТЭС от 125 до 1330 МВА из соображения надежности повышающие трансформаторы устройств РПН не имеют, а связь с энергосистемой на напряжениях от 220 до 750 кВ осуществляется с помощью трехобмоточных автотрансформаторов с РПН со стороны линейного вывода об-мотки собственных нужд или в нейтрали ВН. В этих условиях все трансформаторы собственных нужд имеют устройство РПН для регулирования напряжения на секциях собственных нужд 6,3 кВ.
Выполнение ГРУ на напряжение 6,3 кВ встречает определенные трудности. На напряжениях 6,3 и 10,5 кВ применяются турбогенераторы с мощностью не выше 63 МВт с номинальным током 7,21 кА при Uн = 6,3 кВ и 4,33 кА при Uн = 10,5 кВ. На номинальный ток 7,21 кА трудно подобрать выключатель серии МГГ – масляный с горшковым исполнением полюсов, генераторный. Учитывая подпитку секций 6,3 кВ от соседних секций через секционный реактор и от трансформатора связи, ток КЗ на секции 6,3 кВ может превысить 100 кА, что осложняет применение выключателей серии МГГ. 
Схемы собственных нужд ТЭЦ обычно проектируются при наличии ГРУ так, что при всех работающих генераторах переток мощности через секционные реакторы минимален. Это позволяет увеличивать сопротивление секционных реакторов и уменьшать подпитку точки КЗ от соседних секций. Для осуществления питания местной нагрузки при ремонте турбогенераторов или трансформаторов связи переток мощности через секционные реакторы возрастает. В зависимости от состава местной нагрузки величина тока через секционный реактор возрастает до величины 0,5 – 0,7 от номинального тока генератора.
Применительно к схеме рис.3.1 при наличии ГРУ наиболее мощными одинарными реакторами являются: РБДГ 10-4000 с сопротивлением 0,105 Ом и 0,18 Ом и РБДГ 10-2500 с сопротивлением от 0,14 Ом до 0,35 Ом. При использовании турбогенераторов номинальной мощности 63 МВт напряжением 6,3 кВ с номинальным током Iн = 7,21 кА доля тока генератора составит 4000/7210 = 0,55 при Iрн = 4000 А и 2500/7210 = 0,35 при Iрн = 2500 А. Несколько лучше обстоит дело при напряжении 10,5 кВ с номинальным током 4,33 кА. При этом доля тока генератора составляет: 4000/4330 = 0,92 при Iрн = 4000 А и 2500/4330 = 0,58 при Iрн = 2500 А [1].
Реакторы большей проходной мощности не выпускаются [1]. В схеме рис.3.1 применено шунтирование секционных реакторов в ремонтных ре-При использовании напряжения 10,5 кВ возможно применение ГРУ- 10,5 кВ, питающегося от генераторов ТВФ-120-2У3 с Iн = 6,875 кА, но тогда собственных нужд питаются через трансформаторы, а местная нагрузка питается от групповых сборок 10,5 кВ. Подобное ГРУ-10,5 кВ обычно выполняется с двумя реактированными секциями по схеме с одинарной системой шин или по схеме с двумя системами сборных шин. Остальные агрегаты включаются по блочной схеме.
В схеме рис.3.1 выключатели с наибольшим номинальным током и с наибольшим номинальным током отключения устанавливаются в цепях генераторов ГРУ, в цепях трансформаторов связи с энергосистемой и в цепях секционных реакторов. Выключатели в схемах питания собственных нужд и на групповых сборках местной нагрузки устанавливаются за реакторами и имеют гораздо меньшие номинальные токи и номинальные токи отключения. Для выбора параметров реакторов в схемах собственных нужд и на групповых сборках местной нагрузки необходимо знать начальное значение периодической составляющей тока КЗ на сборках ГРУ.
На рис.3.2 изображен фрагмент главной схемы и схемы питания собственных нужд и сборок местной нагрузки при чисто блочной главной схеме, когда ГРУ напряжением 6,3 или 10,5 кВ отсутствует. Питание секций РУсобственных нужд-6,3 кВ выполняется ответвлением от генераторного токопровода с использованием групповых сдвоенного реактора РС-2 при Uг = 6,3 кВ или трансформаторов собственных нужд с РПН при Uг = 10,5 кВ. Резервирование собственных нужд осуществляется от ОРУ 110 кВ с использованием трансформатора с расщепленными обмотками.
Для удобства открытое распределительное устройство 110 кВ условно показано горизонтальной линией. Реально ОРУ выполняется по более сложным схемам: одинарная система шин (СШ) с наличием или отсутствием обходной СШ, двойная СШ с наличием или отсутствием обходной СШ с одним или двумя выключателями на присоединение.
Питание групповых сборок местной нагрузки 6,3 кВ также осуществляется ответвлением от генераторного токопровода с использованием сдвоенного реактора РС-1. Эти реакторы питают сборки ЗРУ-6,3 кВ в схемах с турбогенераторами ТВФ-63 и при меньшей мощности непосредст-венно, без дополнительных регулировочных устройств, если генератор связан с сетью системы с использованием трансформатора с РПН.
В блоках большей мощности при Uг = 10,5 кВ трансформаторы связи с системой не имеют устройств РПН, и питание сдвоенного реактора РС-3 выполняется через трансформаторные агрегаты регулировочные. Тип агрегата – ТМНЛ-16000/10-У1 и ТМНЛ- 40000/10-У1. Значение проходной мощности составляет 16000 и 40000 кВА при номинальном напряжении Uном = 6,6 и 11 кВ с пределом регулирования Uном ± 15%.
Для выбора параметров сдвоенных реакторов в схеме рис.3.2 необходимо знать токи КЗ на генераторном токопроводе Г1 и Г2.
КРУ 10 кВ серии КУ6С
Комплектное распределительное устройство 6 кВ серии КУ-6С разработано для работы в сетях трехфазного переменного тока класса напряжения 6(10) кВ промышленной частоты 50(60) Гц при номинальном токе 630-4000 А и токе отключения 20; 31,5 и 40 кА в системах с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью.
КУ-6С предназначены для работы в распределительных устройствах собственных нужд тепловых и атомных электростанций с турбоблоками мощностью до 1 200 МВА и могут выпускаться в сейсмостойком и не сейсмостойком исполнениях. В сейсмостойком исполнении КУ-6С рассчитаны на работу при максимальном расчетном землетрясении до 9 баллов по шкале MKS-64.
Состав КРУ 6 кВ
В качестве основной высоковольтной комплектующей аппаратуры в шкафах применяются изделия, специально предназначенные для работы в шкафах КРУ и соответствующие стандартам или техническим условиям, а именно:
Предприятие постоянно работает над усовершенствованием конструкции КРУ 6кВ и применением в изделии новых, более прогрессивных комплектующих и материалов.
Особенности конструкции распределительного устройства 6 кВ
Устройство распределительное 6 кВ представляет собой металлоконструкцию, выполненную из высококачественной стали с алюцинковым покрытием. Соединения выполнены при помощи стальных вытяжных заклепок и резьбовых соединений. Наружные элементы конструкции окрашены методом порошкового напыления.
Каркас шкафа разделен металлическими перегородками на релейный отсек, отсек выдвижного элемента, отсек сборных шин и отсек линейных шин и трансформаторов тока.
При перемещении выдвижного элемента в ремонтное положение автоматический шторный механизм закрывает доступ к токоведущим элементам. Перемещение выдвижного элемента из рабочего положения в контрольное и обратно при закрытых дверях отсека выключателя ручным или электромоторным приводом.
Запатентованная конструкция шкафа КРУ предусматривает легкий доступ к трансформаторам напряжения и кабельным разделам, удобное обслуживание вторичных цепей трансформаторов тока, а также пофазную замену самих трансформаторов тока со стороны фасада шкафа без демонтажа элементов конструкции.
При наличии заднего коридора обслуживания можно применять шкафы, оборудованные второй дверцей кабельного отсека, расположенной с тыльной стороны шкафа. Такое исполнение шкафа дает максимальное удобство при монтаже силовых кабелей и обеспечивает доступ в кабельный отсек как с фасадной, так и с задней стороны КРУ.
| Параметры | Значение параметра |
|---|---|
| Номинальное напряжение, кВ | 6; 10 |
| Наибольшее рабочее напряжение, кВ | 7,2; 12 |
| Номинальный ток главных соединений, А | 630; 1 000; 1 250; 1 600; 2 000; 3 150; 4 000 |
| Номинальный ток сборных шин, А | 1 000; 1 600; 2 000; 3 150; 4 000 |
| Номинальный ток отключения выключателей, кА | 40 |
| Ток термической стойкости, кА (3 с) | 40 |
| Ток электродинамической стойкости, кА | 102; 128 |
| Номинальное напряжение вспомогательных цепей переменного тока, В | 220 |
| Номинальное напряжение вспомогательных цепей постоянного (выпрямленного) тока, В | 220 |
| Габаритные размеры, мм | |
| — ширина | 650*; 750; 900 |
| — глубина | 1 400; 1 500 |
| — высота | 2 300 |
| Масса, кг | 800–1 200 |
* Шкафы на номинальный ток 630; 1 000; 1 250 А
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Главное распределительное устройство
Главное распределительное устройство 10 кВ выполнено по схеме с одной секционированной системой шин с групповыми реакторами, РУ 35 кВ также имеет одну секционированную систему шин, ОРУ 110 кВ выполнено с двумя основными и третьей обходной системами шин с отдельными обходным и шиносоединительнымА выключателями. Связь между ГРУ 10 кВ и РУ 35 и ПО кВ осуществляется двумя трехобмоточными трансформаторами. [2]
Главное распределительное устройство может быть расположено отдельно или совместно со щитом в торце машинного зала, что особенно удобно при широком и коротком машинном зале с поперечным размещением турбин. [3]
Использование главного распределительного устройства ГРУ ТЭЦ, от которого питаются ближайшие потребители. [4]
Для крупных электростанций главное распределительное устройство размещают в отдельном здании, которое размещается параллельно машинному залу. [6]
КРУ устанавливают в главных распределительных устройствах и на электрических подстанциях промышленных предприятий. [8]
Строгая последовательность работы пневмоцилиндров обеспечивается главным распределительным устройством 2, которое представляет собой три пневмокрана ( по числу цилиндров), выполненных в одном блоке. Поворот пневмокрана осуществляется от распределительного вала, который приводится во вращение отдельным электродвигателем мощностью 0 24 кет. [9]
Для затаскивания оборудования на каждом этаже главного распределительного устройства ( ГРУ) во временном торце здания предусмотрены монтажные проемы. [11]