4.4.9Электротехническая часть

Для сопряжения с турбиной Т-60/65-130 предлагается использовать турбогенератор ТФ-63-2У3 производства НПО «ЭЛСИБ».

Основные технические характеристики генераторов приведены в таблице 4.11.

Таблица 4.11 – Основные технические характеристики генераторов типа ТФ

Турбогенераторы изготавливаются для работы на высоте до 1000 м над уровнем моря в невзрывоопасной среде с температурой не ниже +5 ºС и не выше +40 ºС.

Исполнение турбогенератора горизонтальное. Корпус статора неразъемный, цилиндрической формы, сварен из листовой стали. Сердечник статора собирается из изолированных сегментов электротехнической стали с низкими удельными потерями на продольных шихтовочных ребрах, закрепленных в корпусе, и разделен вдоль оси вентиляционными каналами на пакеты. Обмотка статора трехфазная двухслойная с укороченным шагом. Фазы обмоток статора соединяются в двойную звезду. Нейтраль изолирована. Изоляция обмотки класса “F”, допустимые температуры по классу “В”. Охлаждение обмотки воздухом косвенное.

Линейные и нулевые выводы обмотки выведены из корпуса статора через изоляторы. Число выводов – 9 (3 линейных, 6 нулевых). Коробка выводов приспособлена для присоединения экранированных токопроводов.

Ротор изготавливается из цельной поковки специальной стали, обеспечивающей механическую прочность ротора при всех режимах работы турбогенератора.

Обмотка ротора выполняется из полосовой меди с присадкой серебра, и укладывается в пазы, профрезерованные в бочке ротора. Изоляция обмотки ротора класса “F”, допустимые температуры по классу “В”.

Подвод тока возбуждения осуществляется через контактные кольца из специальной стали, насаженные через изоляцию на консольный конец вала. Щеточно-контактный аппарат выполнен со съемными бракетами щеткодержателей.

С обеих сторон бочки ротора на вал насажены осевые вентиляторы, которые обеспечивают циркуляцию воздуха внутри генератора по замкнутому циклу. Воздух охлаждается водой в воздухоохладителях, встроенных в корпус статора горизонтально.

Подшипники турбогенератора выносные. Подшипник со стороны контактных колец имеет самоустанавливающийся вкладыш со сферической посадкой в корпусе.

Подшипник со стороны турбины конструктивно встраивается в корпус паровой турбины и поставляется с турбиной. Подача масла в подшипники турбогенератора – из системы смазки подшипников турбины.

Возбуждение турбогенератора осуществляется статической тиристорной системой самовозбуждения с питанием от выводов турбогенератора через понижающий трансформатор. Система возбуждения предусматривает 100% резервирование.

Выдачу электрической мощности блока предлагается организовать блоком генератор-трансформатор на шины существующего ОРУ-220кВ. При этом требуется расширение ОРУ-220кВ на одну ячейку со стороны временного торца.

Согласно ВНТП, п. 8.12, в РУ с двумя основными и третьей обходной системами шин, при числе присоединений (линий, трансформаторов) не менее 12 - системы шин не секционируются.

В Приложении 14 представлена главная электрическая схема станции после ввода турбины Т-60/65-130.

Связь турбогенератора с блочным трансформатором на всем протяжении выполняется посредством трех пофазно-экранированных закрытых жестких токопроводов с компенсированным внешним электромагнитным полем. Предлагается применять токопровод типа ТЭНЕ-10-5000-250 УХЛ1. Диаметр экрана каждой фазы 408 мм, масса одного погонного метра фазы – 46 кг. Каждая фаза токопровода состоит из токоведущей шины соответствующего сечения, кожуха экрана и изоляторов. Шина закрепляется по сечению одним изолятором специальным шинодержателем. Изоляторы крепятся к крышкам, которые, в свою очередь, закрепляются на кожухах-экранах 4-мя болтами. Шаг между изоляторами не более 3 метров. Шинопровод имеет естественное охлаждение с помощью наружного воздуха. Крепление балок блоков к строительным конструкциям – сварное. Конструкция узлов соединения экранов токопровода с генератором и трансформаторами исключает возможность перегрева кожухов-экранов от наводимых токов через крышки трансформаторов и плиты генератора.

Между генератором и трансформатором устанавливается генераторное распределительное устройство типа HECS-80s путем врезки в токопровод. Трехполюсное элегазовое распределительное устройство с последовательно соединенными выключателем и разъединителем в однополюсных кожухах, поставляется полностью смонтированным на раме, с приводом и с системой управления и контроля. Дополнительные компоненты: заземлители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, ОПН для защиты от атмосферных перенапряжений смонтированы в кожухах полюсов и входят в комплект поставки. Дополнительно, заземлитель со стороны выключателя HECS (если имеется как опция закорачивающая шина) можно использовать как закоротку при настройке защиты электростанции. Расстояние между полюсами можно выбирать таким образом, чтобы оно соответствовало расстоянию между внешними токопроводами.

Параметры элегазовых генераторных распределительных устройств типа HECS-80S приведены в таблице 4.12.

Таблица 4.12 – Основные технические характеристики ЭГРУ типа HECS-80S

В проекте предусматривается рабочий трансформатор собственных нужд ТСН типа ТДНС-10000/35-У1 с сочетанием напряжений 10,58x1,5%/6,3 кВ, устанавливаемый в цепи генератора и присоединяемого отпайкой от генераторного токопровода генератора. Отпайки выполняются токопроводом ТЭНЕ-10-3150-128. От ТСН с помощью токопровода ТЗК-6-1600-81 получает питание секция собственных нужд РУСН - 6 кВ.

В цепи генератора устанавливается трансформатор питания системы возбуждения.

Трансформатор ТСН оборудован автоматическими регуляторами напряжения для поддержания номинального напряжения на вторичной стороне. Автоматическая и ручная удаленная настройка доступна с главного щита управления через АСУ. Организуется учет количества переключений устройства РПН.

Блочный трансформатор устройств регулирования напряжения не имеет. Нейтраль обмотки высшего напряжения трансформатора 220 кВ имеет глухое заземление.

Основные технические характеристики трансформаторов представлены в таблице 4.13.

Таблица 4.13 – Основные технические характеристики трансформаторов

К использованию в ячейке ОРУ - 220кВ предлагается баковый элегазовый выключатель 3AP1DT-245/EK (Siemens), либо аналогичный.

Выключатель 3AP1DT-245/EK с пружинным приводом предназначен для эксплуатации в электрических сетях трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 220 кВ. Выключатель рассчитан для работы в сетях с заземлённой нейтралью (с коэффициентом замыкания на землю не более 1,4).

Выключатель предназначен для коммутации электрических цепей в нормальных и аварийных режимах, в том числе АПВ:

- цикл 1: О-0,3с-ВО-180с-ВО;

- цикл 1а: О-0,3с-ВО-15с-ВО;

- цикл 2: О-180с-ВО-180с-ВО.

Выключатель может эксплуатироваться на высоте до 1000м над уровнем моря в районах с сейсмичностью по шкале MSK - 64 до 7 баллов.

Климатическое исполнение выключателя и категория размещения У1, ХЛ по ГОСТ 15150. Рабочая температура окружающей среды +40...(-50)-55°С.

В качестве дугогасящей и изоляционной среды используется элегаз SF6.

Выключатель выполнен в трёхполюсном баковом исполнении с общей рамой для полюсов и привода.

Выключатель оснащён: устройством контроля плотности элегаза с блок контактами для предупредительной сигнализации о снижении давления и запрещения оперирования выключателем (по требованию заказчика возможна установка дополнительного), указателями положения "Вкл-Откл" выключателя и положения пружин, счётчиком операций (возможна установка дополнительного), предохранительными клапанами для сброса избыточного давления, манометром контроля давления в выключателе, площадками заземления.

Шкаф управления имеет герметичную пылевлагозащищённую конструкцию с антиконденсатным обогревом. Шкаф управления оборудован панелью управления "с места" и запирающим устройством предотвращающим доступ к внутреннему оборудованию.

Привод типа FA 2, взводится электродвигателем, но допускает и возможности ручного оперирования и ручного натяжения пружин.

Технические характеристики выключателя 3AP1DT-245/EK приведены в таблице 4.14.

Таблица 4.14 – Технические характеристики выключателя 3AP1DT-245/EK

В качестве линейного и шинных разъединителей предлагается использовать разъединители типа DBF-245. Горизонтально-поворотные разъединители серии DBF компании «RUHRTAL».

Контактная система состоит из небольшого числа узлов и покрыта сухой смазкой, что определят высокую надежность и минимальные затраты на обслуживание.

Модульное строение разъединителя позволяет осуществлять модернизацию на более высокие токи, перенос и дополнительную установку заземляющих ножей.

Технические характеристики разъединителя DBF-245 приведены в таблице 4.15.

Таблица 4.15 - Технические характеристики разъединителя DBF-245

Электрическая схема собственных нужд

Электродвигатели механизмов собственных нужд блока асинхронные с короткозамкнутым ротором. Степень защиты оболочек двигателей и коробок выводов определяется применительно к конкретным условиям размещения (ІР23,ІР44,ІР54).

Для питания электродвигателей мощностью 200 кВт и более применено напряжение 6 кВ. Для двигателей меньшей мощности принято напряжение 0,4 кВ. Сеть 0,4 кВ принята с глухозаземленной нейтралью.

Подключение электродвигателей 6 кВ и трансформаторов 6,3/0,4 кВ предусматриваются к сооружаемой секции КРУ - 6 кВ с одной системой шин, с вакуумными выключателями 3АН Siemens.

Согласно п. 8.19 ВНТП, на электростанциях, на которых все генераторы включены по схеме блоков генератор-трансформатор, питание собственных нужд осуществляется путем устройства ответвлений от блока с установкой в цепях этих ответвлений реакторов или трансформаторов.

Рабочее питание секции выполняется от трансформатора ТСН2. Трансформатор подключается в ответвление блока генератор-трансформатор между генераторным комплексом и блочным трансформатором.

Резервное питание секции 6 кВ предусматривается от магистрали резервного питания. Соединение осуществляется токопроводом резервного питания через выключатель типа 3АН Siemens.

РУСН - 6 кВ исполняется с применением шкафов КРУ серии К-104М («Мосэлектрощит»), имеющих жесткую конструкцию, в которые встроены выключатели, трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, токоведущие части (сборные шины и отпайки). В верхней части шкафов КРУ устанавливаются релейные шкафы со встроенной аппаратурой релейной защиты и автоматики (РЗиА), аппаратурой управления, измерения и сигнализации, клеммниками и цепями вторичных соединений.

Корпуса шкафов КРУ предусматривают встраивание выкатных элементов (тележек), в которых размещены выключатели, трансформаторы напряжения и разъединяющие контакты (выполняющие роль разъединителей).

Конструкция шкафов КРУ и выкатных элементов предусматривает возможность их закрепления в рабочем и контрольном положениях, а также их выкатывание из шкафа для ревизии и ремонта.

В качестве коммутационных аппаратов для шкафов КРУ применяются вакуумные выключатели 3AH (Siemens). Данные выключатели отвечают всем современным требованиям, предъявляемым к коммутационной технике и не требуют ремонта в течение всего срока службы. Их основные технические характеристики приведены в таблице 4.16.

Таблица 4.16 – Технические характеристики вакуумных выключателей 3AH

Вакуумные силовые выключатели Siemens 3АН являются трехполюсными силовыми выключателями, устанавливаемыми в помещении, и предназначены для высоких коммутируемых мощностей со сроком службы не менее 60 000 механических коммутационных циклов. Номинальный диапазон напряжений - от 7,2 кВ до 24 кВ. Вакуумный выключатель состоит из корпуса, содержащего пружинный приводной механизм и элементы управления, трех полюсов с вакуумными прерывателями, опорных изоляторов из литьевой смолы и приводных тяг. Вакуумный выключатель устанавливается в вертикальном положении относительно вакуумных прерывателей. Вакуумный выключатель можно использовать практически во всех конструкционных формах установок и систем. При нормальных условиях эксплуатации вакуумный выключатель не требует обслуживания до 10 000 коммутационных циклов.

Шкафы КРУ и выкатные элементы с выключателями имеют блокировочные устройства, исключающие возможность:

- вкатывания тележки в рабочее положение при включенном выключателе;

- выкатывания тележки из рабочего положения при включенном выключателе;

- включения заземляющего разъединителя в корпусе шкафа при рабочем положении тележки;

- вкатывания тележки в рабочее положение при включенном заземляющем разъединителе.

Шкафы КРУ стыкуются и устанавливаются в помещениях распредустройства (РУ) на общих опорных швеллерах, однорядно или двухрядно.

Секция 0,4 кВ блока питается от сухого трансформатора 6,3/0,4 кВ подключаемого к секции 6 кВ блока. Питание устройств управления АСУ ТП, релейной защиты, аварийного освещения, электродвигателей ответственных механизмов собственных нужд, устройств связи, АБП, технологических защит, приводов отсечных и стопорных клапанов предусматривается от щита постоянного тока.

В настоящий момент для питания цепей постоянного тока установлена 1 силовая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея (АБ), работающая в режиме постоянного подзаряда. Тип установленной аккумуляторной батареи - 2ХСК16.

Для питания устройств управления АСУ ТП, релейной защиты, аварийного освещения, электродвигателей ответственных механизмов собственных нужд, устройств связи, АБП, технологических защит, приводов отсечных и стопорных клапанов предусматривается установка аккумуляторной батареи в закрытых банках типа GRoE со щитом постоянного тока 220 В. Щит постоянного тока оборудуется подзарядным устройством типа ВЗП, зарядно-подзарядным устройством типа УЗП и устройством стабилизации напряжения типа УТСП.

Кабельное хозяйство

Для энергоблока предусмотрено применение сухих кабелей с медными многопроволочными жилами, в оболочке, не распространяющей горение, с пониженным дымо- и газовыделением марок ВВГнг – LS-6 кВ, ВВГнг – LS-1 кВ, ПвВГнг - LS-6 кВ, ПвВГнг - LS1 кВ. На напряжении 220В постоянного тока предусмотрены кабели с медными жилами марок ВВГнг - LS-0,66 кВ.

Сечение силовых кабелей от секций РУСН – 6 кВ и РУСН - 0,4 кВ выбирается по условию влияния токов короткого замыкания на нагрев кабелей до допустимых температур.

Контрольные кабели предусмотрены в основном с медными жилами марок КВВГнг - LS, КВВГЭнг - LS.

Прокладка кабелей в главном корпусе предусматривается в существующих кабельных этажах, шахтах, в двойных полах, в коробах ККБ и на открытых трассах.

Кабельные этажи и шахты оборудуются автоматическим пожаротушением распыленной водой (АУПТ).

По территории станции кабели прокладываются в кабельных коробах типа ККБ на технологических и самостоятельных эстакадах.

Освещение и сварочная сеть

Освещение помещений блока выполняется на напряжении 220 В от сети 380 В с заземленной нейтралью.

Сеть аварийного освещения предусматривается на напряжение 220 В постоянного тока с подключением к панели аварийного освещения.

Питание щитков освещения предусматривается от соответствующей секции РУСН-0,4 кВ через стабилизатор напряжения.

Для освещения используются светильники с люминесцентными и ртутными лампами. В помещениях категории А и Б для освещения устанавливаются светильники с лампами накаливания.

Сеть ремонтного освещения выполняется на напряжение 12 В.

Сварочная сеть выполняется на напряжение 380/220В, 65 В переменного и постоянного тока.

Сети освещения выполняются кабелем АВВГнг-LS.

Заземляющие устройства и молниезащита

Сопротивление заземляющего устройства станции в любое время года должно быть не более 0,5 Ом.

Заземлители длиной 3-5 м выполняются из круглой стали диаметром 16-20 мм, заземляющие проводники из стальной полосы 40х4 мм.

К заземляющему устройству присоединяются все доступные прикосновению открытые и сторонние проводящие части.

В местах расположения заземлителей нейтрали трансформатора 220 кВ прокладываются горизонтальные заземляющие проводники в четырех направлениях.

На щитах 380 В предусматривается главная заземляющая шина (ГЗШ), к которой присоединяются нейтрали трансформаторов 6/0,4 кВ, заземляющие и защитные проводники.

Молниезащита блочного трансформатора перед главным корпусом и гибких связей 220 кВ выполняется с использованием тросов на опорах между главным корпусом и ОРУ-220 кВ.

Электроустановки 380 В выполняются с глухозаземленной нейтралью по системе Т-N-C-S. В качестве защитного проводника электродвигателей 380 В используется четвертая жила питающих кабелей.

Управление, автоматика и сигнализация

Для элементов главной схемы электрических соединений и собственных нужд энергоблока предусматриваются следующие виды автоматических устройств:

- устройства автоматического включения резервного питания (АВР) шин собственных нужд;

- устройство для включения генератора на параллельную работу с сетью системы;

- устройство автоматического регулирования возбуждения (АРВ);

- автоматическое регулирование напряжения трансформатора ТСН под нагрузкой;

- автоматическое включение и отключение охлаждающих устройств по температуре и нагрузке;

- реализацию управляющих воздействий системной противоаварийной автоматики от локальных и централизованных комплексов на отключение генератора или его разгрузку.

Объем управления, контроля, измерения, сигнализации и автоматики принимается по действующим нормам. Релейная защита выполняется в соответствии с действующими руководящими указаниями, нормативными документами и рекомендациями заводов-изготовителей электрооборудования. Устройства релейной защиты основного электрооборудования блока принимаются на микропроцессорной элементной базе и выполняются на автономных комплексных устройствах в виде шкафов или блоков.

Для управления, контроля, измерения ответственными элементами электрической части станции предусматривается ПТК АСУ ТП.

Объектами управления АСУ ТП электрической части блока являются:

- система возбуждения генератора;

- генераторный выключатель 10,5 кВ;

- трансформатор ТСН 10,5/6,3 кВ;

- рабочий трансформатор 6/0,4 кВ;

- вводные выключатели секции 6 кВ;

- электрооборудование основных механизмов СН 6 и 0,4 кВ.

Выключатели 220 кВ блока управляются из ГЩУ. На ГЩУ также поступает сигнализация вызова персонала в электротехнические устройства и во вспомогательные цеха, не имеющие постоянного дежурного персонала.

Проектом предусматривается выполнение учёта активной и реактивной электроэнергии на вновь вводимом оборудовании в соответствии с требованиями гл.1.5 ПУЭ, Приказа ОАО РАО «ЕЭС России №57 от 11.02.2008 и Приложения 11.1 к «Положению о порядке получения статуса субъекта оптового рынка и ведения реестра субъектов оптового рынка».

В качестве коммерческих приборов учёта на станции устанавливаются статические многофункциональных счётчики активной и реактивной электроэнергии типа «ЕвроАЛЬФА». Счетчики обеспечивают учёт активной электроэнергии в классе точности 0,2S (0,5S) и учёт реактивной электроэнергии (интегрированной реактивной мощности) в классе точности 0,5(1).

В качестве технических приборов учета на станции устанавливаются измерительные преобразователи типа SATEK PM 175.

Для подключения счетчиков коммерческого учета к измерительным цепям устанавливаются трансформаторы тока с выделенной обмоткой класса точности 0,2S и трансформаторы напряжения с отдельной вторичной обмоткой класса точности 0,2 на шинах 220 кВ.

Все приборы учёта интегрируются в автоматизированную систему контроля и учёта электроэнергии (АСКУЭ) станции.

Релейная защита электрической части

Релейная защита элементов главной схемы выполняется на микропроцессорной элементной базе отечественного НПП «ЭКРА» или импортного производства (по согласованию с Заказчиком) шкафного исполнения.

Шкаф защит блока генератор-трансформатор предназначен для использования в качестве комплексной системы защит.

Комплекс защит выполняется в виде двух одинаковых шкафов, резервирующих друг друга. Для каждой системы защит предусматриваются индивидуальные измерительные трансформаторы, отдельные цепи по постоянному оперативному току, отдельные входные и выходные цепи, а также цепи сигнализации.

Каждая из систем защиты шкафа содержит полный набор защит генератора, трансформатора, определяемый ПУЭ, выполнена на основе цифровой защиты, реализованной на микропроцессорном принципе.

Во всех шкафах предусмотрена следящая сигнализация (без фиксации) и сигнализация с фиксацией на светодиодных индикаторах с запоминанием информации при исчезновении напряжения питания оперативного постоянного тока и с последующим восстановлением ее при появлении напряжения питания.

Шкафы имеют встроенную систему диагностики (не требуют периодического тестирования), а также осциллограф и регистратор событий.

Шкафы защит блока генератор-трансформатор, защит трансформаторов являются современными цифровыми устройствами защиты. Использование в устройствах современной микропроцессорной базы обеспечивает высокую точность измерений и постоянство характеристик, что позволяет существенно повысить чувствительность и быстродействие защит.

Объем управления, контроля, измерения, сигнализации и автоматики принимается по действующим нормам. Релейная защита выполняется в соответствии с действующими руководящими указаниями, нормативными документами и рекомендациями заводов-изготовителей электрооборудования. Устройства релейной защиты основного электрооборудования блока принимаются на микропроцессорной элементной базе и выполняются на автономных комплексных устройствах в виде шкафов или блоков.

Релейная защита оборудования собственных нужд электрической части энергоблока в соответствии с действующими руководящими указаниями, нормативными документами и рекомендациями заводов-изготовителей электрооборудования, с применением микропроцессорных терминалов, устанавливаемых в электротехнических помещениях на панелях защиты и в релейных отсеках комплектных распределительных устройств.

Для обслуживания устройств РЗА (конфигурирование электрических защит, изменение их уставок, анализ работы микропроцессорных терминалов, анализ быстротекущих переходных процессов при аварийных ситуациях и др.) предусматривается АРМ инженера РЗА. Питание устройств релейной защиты предусматривается на постоянном оперативном токе, напряжением 220 В, от аккумуляторной батареи.