9.9. Схемы генераторных распределительных устройств.

Если нагрузка на генераторном напряжении составляет более пятидесяти процентов от установленной мощности ТЭЦ, то рекомендуется проектировать станцию с генераторным распределительным устройством (ГРУ).

На рисунке 9.21 показана схема ГРУ с одной секционированной системой сборных шин. Количество генераторов, работающих на шины ГРУ, выбирается таким, чтобы покрыть потребность станции в собственных нуждах и обеспечить питание нагрузки на генераторном напряжении в режиме максимума. Обычно двух – трех генераторов для этой цели вполне достаточно. Без необходимости не следует подключать к шинам ГРУ все имеющиеся генераторы, так как это приведет к увеличению токов короткого замыкания и удорожанию оборудования.

Рисунок 9.21.

Между секциями генераторная нагрузка распределяется по возможности равномерно. Для средней секции приходится соизмерять нагрузку с мощностью генератора, чтобы уменьшить потери в секционных реакторах LRB в нормальном режиме.

Во время ремонта генератора G2 нагрузка, подключенная к средней секции, будет получать питание от крайних секций. В этом случае уменьшение потерь в секционных реакторах достигается путем их шунтирования с помощью разъединителей QS.

Для ограничения токов КЗ нагрузка получает питание через реакторные отпайки. Для этой цели используют линейные, групповые и сдвоенные реакторы.

В качестве рабочих источников питания механизмов собственных нужд (СН) используются трансформаторы 10/6 кВ или реакторы, если напряжение СН совпадает с напряжением генераторов.

Резервные источники питания СН могут подключаться непосредственно к шинам ГРУ или к точке надежного питания, расположенной на стороне низкого напряжения трансформатора связи. Второй вариант предпочтительнее, т.к. позволяет сохранить в работе источник резервного питания СН при КЗ на шинах ГРУ.

Установка выключателей в присоединениях, питающих нагрузку и СН, целесообразна, если суммарный ток КЗ (Iпо) не превышает 90 кА. В этом случае можно использовать относительно недорогие малообъемные масляные выключатели типа МГУ-20-90/9500.

При токах КЗ больше 90 кА установка выключателей в присоединениях экономически нецелесообразна, т.к. для этой цели пригодны только воздушные выключатели типа ВВГ-20-160/12500, которые в шесть раз дороже масляных, громоздки и более требовательны к условиям эксплуатации. Кроме того, применение воздушных выключателей существенно усложнило бы конструкцию, увеличило размеры и стоимость здания ГРУ.

Отказавшись от установки в отпайках выключателей, токоведущие части экранируют (рисунок 9.22). При выводе в ремонт резервного трансформатора собственных нужд сначала отключают выключатель со стороны низкого напряжения Q, затем работающий на холостом ходу трансформатор отключают разъединителем QS со стороны ВН.

На рисунке 9.22 показана схема ГРУ с двумя системами сборных шин. Рабочая система шин А1 секционируется. Число секций равно числу генераторов. Все присоединения подключаются к шинам через развилку из двух разъединителей. Резервная система шин используется при ремонте одной из секций рабочей СШ. Шиносоединительные выключатели QA предназначены для выравнивания потенциалов шин при переводе питания секций на резервную СШ.

В нормальном режиме резервная СШ не находится под напряжением и схема работает как схема с одной СШ. Сооружение второй СШ существенно удорожает и усложняет конструкцию ГРУ, не повышая его надежность. Поэтому схема с двумя СШ на практике применяется крайне редко.

Рисунок 9.22. Схема ГРУ с двумя системами сборных шин.

Нередко промышленные предприятия имеют собственные электростанции с генераторами мощностью 6 – 12 МВт. Если число генераторов составляет четыре и более, то крайние секции одной системы шин соединяют между собой, образуя «кольцо». При этом трансформаторы связи подключают не к крайним секциям, а симметрично, чтобы уменьшить перетоки мощности через реакторы (cм. рисунок 9.23).

На ЭС промышленного типа с генераторами небольшой мощности применяют схему соединения, получившую название «Звезда», (см. рисунок 9.24). В нормальном режиме каждый генератор работает на свою нагрузку, поэтому потери в реакторах почти отсутствуют. При коротком замыкании на секции шин токи от соседних генераторов устремляются к точке КЗ через два реактора и эффективно ограничиваются.

Рисунок 9.23. Схема соединения СШ ГРУ в «кольцо».

Рисунок 9.24. Схема «Звезда».