Схема электрических соединений тэц средней мощности

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие

1. Содержание и порядок проектирования

1. Схема присоединения электростанции к энергосистеме
   1. Проектирование схемы присоединения электростанции
   2. Выбор напряжений выдачи мощности, числа и пропускной способности ЛЭП

1. Режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов главной схемы электростанций
   1. Общие сведения о работе трансформаторов
   2. Режимы работы трансформаторов во время эксплуатации
   3. Особенности трансформаторов с расщеплением обмоток и автотрансформаторов

1. Выбор структурной схемы ТЭЦ
   1. Порядок выбора схемы выдачи мощности
   2. Разработка вариантов схемы выдачи мощности
   3. Выбор трансформаторов связи и блочных трансформаторов
   4. Определение потерь энергии в трансформаторах
   5. Определение капитальных, эксплуатационных и приведенных затрат

1. Выбор структурной схемы КЭС

1. 1. Разработка вариантов схемы выдачи мощности
   2. Определение перетоков мощности через блочные трансформаторы, автотрансформаторы и их выбор
   3. Определение капитальных, эксплуатационных и приведенных затрат

1. Выбор главной схемы электрических соединений электростанции с учетом надежности
   1. Режимы работы и надежность главных схем электрических соединений
   2. Таблично-логический метод расчета надежности главных схем электрических соединений
   3. Пример расчета надежности главной схемы электрических соединений

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ1.1. Содержание и порядок проектирования1.2. Требования, предъявляемые к главным схемам электрических соединений электростанций2. ПРИСОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ К ЭНЕРГОСИСТЕМЕ2.1. Проектирование схемы присоединения электростанции2.2. Выбор напряжений выдачи мощности, числа и пропускной способности ЛЭПL — 3. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ ГЛАВНЫХ СХЕМ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ3.1 Общие сведения о работе трансформаторов ,3.2 Режимы работы трансформаторов во время эксплуатации.Холостой ход.абНагрузочные режимы. ; ; . бРежим к.з. 3.3 Особенности трансформаторов с расщеплением обмоток и автотрансформаторов.Трансформаторы с расщеплёнными обмотками.Автотрансформа­торы..4. ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ТЭЦ4.1. Порядок выбора схемы выдачи мощности._C.MAX,P_C..РЕЗP_Г.НОМТ_{Г.УСТГ.НОМ}Р_{НГ MAX}, Р_{НГ MIN}, _{НГ MAX}(Т_{НГ MAX}). 4.2. Разработка вариантов схемы выдачи мощности4.3. Выбор трансформаторов связи и блочных трансформаторов;P_Г.УСТ, Q_{Г.УСТНГ ГРУ MAX}. Q_{НГ ГРУ MAX–}P_{НГ.ГРУ MIN}, Q_{НГ ГРУ MIN} — n._MAXS₁—S₈. S_MIN(P_MIN), S_MAX(P_MAX)– W_Тh – Т_Р.Г4.4. Определение потерь активной энергии в трансформаторахS_{ВН MAX,} S_{СН MAX.,} S_{НН MAX}– ?_ВН, ?_СН, ?_ННP_{ВН MAX}, P_{НН MAX}, P_{СН MAX}– ? = f(T_MAX)?_ВН, ?_НН и?_СН. в 4.5. Определение капитальных, эксплуатационных и приведенных затрат?_РАСЧii-го С_ТiiС_ЯЧ C_Pk– kа – b –  1                   …  

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Самые мощные ТЭС

В настоящее время лидером тепловой энергетики по праву считается тепловая электростанция Туокетуо, находящаяся в Китае в провинции Внутренняя Монголия. До недавних пор она являлась лишь третьей в мире, уступая по мощности ТЭС, расположенным в Тайчжуне и Сургуте. В результате проведенной реконструкции в 2017 году добавились два энергоблока по 660 Мвт каждый, после чего общая мощность станции достигла 6720 мегаватт. После этого Сургутская ГРЭС стала занимать 3-е место в мире и 1-е – в России.

В российской Энергосистеме доля тепловых электростанций составляет около 70%, а общее количество в натуральных цифрах – 358 единиц. Самые крупные ТЭС расположены возле крупных месторождений полезных ископаемых, используемых в качестве топлива. Установки, применяющие мазут, привязаны к крупным нефтеперерабатывающим предприятиям.

Крупнейшей российской ТЭС является Сургутская, производительность которой составляет 5600 МВт. На карте географическое положение объекта определяется на примерно одинаковом расстоянии от Нефтеюганска и Ханты-Мансийска.

Строительство объекта началось в 1979 году, а в 1985 году был введен в эксплуатацию 1-й энергоблок. Далее за 3 года в строй вступили все оставшиеся энергоблоки, производительностью 800 МВт. Работа станции осуществляется на попутном газе, образованном в местах разрабатываемых газовых месторождений. Такой газ должен утилизироваться, однако он превратился в энергетический ресурс. К настоящему времени построены еще 2 энергоблока по 400 МВт, что позволило вывести станцию на проектную мощность.

Следует отметить еще одну крупную российскую ГРЭС – Рефтинскую. Она работает на каменном угле, а производительность составляет 3800 мегаватт. Объект расположен примерно в 100 км от Екатеринбурга. Строительство велось с 1963 по 1980 годы, в течение всего периода энергоблоки вводились в строй поэтапно.

Газотурбинная электростанция (ГТЭС)

Геотермальные электростанции (ГТЭС)

Электростанции России (ТЭС, ГЭС, ГАЭС, АЭС)

Волновая электростанция (ВЭС)

Виды электростанций

Ветряные электростанции

Подключение трехфазного счетчика полукосвенного включения

Данные приборы включаются в сеть через трансформаторы тока, благодаря чему появляется возможность использовать их в сетях с довольно высокими мощностями (до 60кВт). Используя такой способ учета, для определения расхода нужно разность показаний умножать на установленный коэффициент трансформации.

Существует несколько разновидностей подключения счетчиков полукосвенного подключения.

1 Подключение трансформаторов тока «звездой»

Процесс подключения проводов имеет вид:

• контакты 3, 6, 9, 10 – замыкаются и подключаются к нулевому проводу;
• контакты И2 – замыкаются, подключаются к клемме 11;
• 1 – к И1 фазы А;
• 4 – к И1 фазы В;
• 7 – к И1 фазы С;
• 2 – к Л1 фазы А;
• 5 – к Л1 фазы В;
• 8 – к Л1 фазы С.

Рисунок — Схема подключения «звездой»

Десятипроводная схема включения счетчика

10-ти проводная схема Эта схема характеризуется улучшенной электробезопасностью, ввиду изоляции друг от друга цепей тока и напряжения.

ОПИСАНИЕ РЕШЕНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЕЙ ЭЛЕКТРОПРИЁМНИКОВ В СООТВЕТСТВИИ С УСТАНОВЛЕННОЙ КЛАССИФИКАЦИЕЙ В РАБОЧЕМ И АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ.

наружное электроосвещение

Надежность электроснабжения аварийного электроосвещения обеспечивается применением светильников со встроенными аккумуляторными батареями, которые обеспечивают работу светильников при отключении электроснабжения В течение трех часов.

Надежность электроснабжения собственных нужд КГУ обеспечивается за счет установки аварийной дизельгенераторной установки. ДГУ запускается автоматически при отключении электроэнергии (остановка КГУ).

Надежность электроснабжения силового электрооборудования и вентиляции обеспечивается за счет секционированием главного распределительного щита и распредустройства 10кВ и применением двух взаимнорезервируемых силовых трансформаторов с коэффициентом загрузки в аварийном режиме 1.

Виды тепловых электростанций

Стандартная тепловая электростанция представляет собой целый комплекс, включающий в себя различные устройства и оборудование, преобразующие топливную энергию в электричество и тепло. Подобные установки отличаются параметрами и техническими характеристиками, по которым и выполняется их классификация:

• В соответствии с видами и назначением поставляемой электроэнергии, тепловые станции могут быть районными и промышленными. Районные установки известны как ГРЭС или КЭС и предназначены для обслуживания всех потребителей региона. Электростанции, вырабатывающие тепло, называются ТЭЦ. Мощность районных станций превышает 1 млн. кВт. Промышленные электростанции предназначены для электро- и теплоснабжения конкретных предприятий и производственных комплексов. Их мощность значительно меньше, чем у ГРЭС и устанавливается в соответствии с потребностями того или иного объекта.
• Все типы тепловых электростанций работают на различных источниках энергии. Прежде всего, это обычные органические ресурсы, используемые большинством ТЭС и продукты нефтепереработки. Наибольшее распространение получили уголь, природный газ, мазут. Наиболее прогрессивные установки работают на ядерном топливе и называются атомными электростанциями – АЭС.
• Силовые установки, преобразующие энергию тепла в электричество, бывают паротурбинными, газотурбинными и смешанной парогазовой конструкции.
• Технологическая схема паропроводов ТЭС может быть разной. В блочных конструкциях тепловые электрические станции используют одинаковые энергетические установки или энергоблоки. В них пар от котла подается лишь к собственной турбине и после конденсации он вновь возвращается в свой котел. По данной схеме построено большинство ГРЭС (КЭС) и ТЭЦ. Другой вариант предполагает использование поперечных связей, когда пар от котлов подается к общему коллектору – паропроводу, обеспечивающему работу всей паровых турбин станции.
• По параметрам начального давления ТЭС могут быть с критическим и сверхкритическим давлением. В первом случае российские стандарты для ТЭС-ТЭЦ составляют 8,8-12,8 Мпа или 90-130 атмосфер. Второй вариант имеет более высокие параметры, составляющие 23,5 Мпа или 240 атмосфер. В таких конструкциях используется промежуточный перегрев и блочная схема.

ПЕРЕЧЕНЬ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Для экономии электроэнергии предусмотрены следующие мероприятия:

• для внутреннего освещения помещений станции используются светодиодные светильники. Светодиоды имеют высокую световую отдачу, хороший спектральный состав и большой срок службы;
• для наружного электроосвещения территории станции используются светодиодные светильники;
• используются сетевые и циркуляционные насосы фирмы «Wilo», имеющие повышенный КПД;
• электродвигатели большой мощности имеют преобразователь частоты, что позволяет оптимизировать их работу и повысить КПД.

Для учета вырабатываемой и передаваемой электроэнергии В высоковольтных ячейках РУ-10кВ предусмотрена установка счетчиков электрической энергии СЭТ4.

ТЭС на угле

Уголь уже давно стал одним из основных источников энергии в повседневной жизни и производственной деятельности людей. Широкое распространение данного вида топлива стало возможным благодаря его доступности. Во многих месторождениях он расположен в нескольких метрах от поверхности земли и может добываться более дешевым открытым способом. Кроме того, уголь не требует каких-то особых условий хранения и складируется в обычные кучи неподалеку от объекта.

Промышленное использование угля началось в конце 18-го века. В дальнейшем, когда появился железнодорожный транспорт, уголь стал источником движущей силы для паровозов. Позднее он стал применяться на первых тепловых электростанциях, построенных в конце 19-го века. Многие ТЭС и в настоящее время работают на угле.

На самых первых электростанциях сжигание угля осуществлялось путем его укладки на колосниковые решетки. Загрузка топлива и удаление шлака выполнялось вручную. Постепенно эти процессы были механизированы и уголь попадал на решетки из верхнего бункера. Решетка приводилась в движение и отработанный шлак ссыпался в специальный приемник.

Современные тепловые электростанции уже давно не пользуются кусковым углем. Вместо него в котлы загружается угольная пыль, получаемая в дробилках или мельницах. Подача топлива к горелкам производится сжатым воздухом. Попадая в топку, угольная пыль вперемешку с воздухом начинает гореть, выделяя большое количество тепла.

Какие предъявляются требования к ТЭС

ТЭС — это тепловая электрическая станция, на которой выработка электроэнергии и ее потребление производятся одномоментно. Поэтому такой комплекс должен полностью соответствовать ряду экономических и технологических требований. Это обеспечит бесперебойное и надежное обеспечение потребителей электроэнергией. Так:

• помещения ТЭС должны иметь хорошее освещение, вентиляцию и аэрацию;
• должна быть обеспечена защита воздуха внутри станции и вокруг нее от загрязнения твердыми частицами, азотом, оксидом серы и т. д.;
• источники водоснабжения следует тщательно защищать от попадания в них сточных вод;
• системы водоподготовки на станциях следует обустраивать безотходные.

Математические модели и методы, используемые в задачах управления ТЭС

Как известно, технологический процесс на ТС заключается в поэтапном преобразовании различных видов энергии. Технологический процесс имеет особенность — конечный продукт — электроэнергия — не подлежит складированию. Косвенным показателем соответствия между паропроизводительностью котла мощностью турбины служит давление перегретого пара.

Современные ТЭС делятся на два типа:

1. С поперечными связями. Основной агрегат по пару и воде связаны между собой
2. С блочной компоновкой. При таком типе основное оборудование описывается отдельным технологическим процессом в пределах каждого энергоблока.

Для описания технологических процессов и формирования критериев управления составляются математические модели. Их изображают в форме уравнений.

В качестве объекта управления, характеризующего технологический процесс на ТЭС в целом, обычно выбирают типичный энергоблок. Технологический процесс, протекающий в таком блоке, можно представить в виде двух последовательных процессов: в паровом котле и турбогенераторе.

Выключатели высокого напряжения: масляные, воздушные, элегазовые, вакуумные, электромагнитные

Высоковольтные выключатели служат для включения и отключения высоковольтных цепей по всех режимах работы электроустановок (нормальном, ненормальном, аварийном). К выключателям предъявляются следующие требования: надежность в работе и безопасность в обслуживании; минимальное время отключения; малые габариты и масса; удобство и простота монтажа и эксплуатации; возможность после отключения автоматического повторного включения (АПВ); сравнительно невысокая стоимость.

Требование надежности является одним из важнейших, т. к. от надежной работы выключателя зависит надежность работы электроустановки и даже всей системы. Быстродействие выключателя желательно, поскольку снижается термическое воздействие тока К.З. на элементы электроустановки, по которой он протекает, снижается опасность распространения аварии на другие электроустановки, повышается устойчивость параллельной работы трансформаторов и линий электропередачи.

По принципу гашения дуги и роду дугогасящей среды выключатели подразделяются на масляные, воздушные, электромагнитные, элегазовые и вакуумные.

В настоящее время наиболее распространенными являются масляные включатели (рис. 4), в которых гашение дуги происходит в трансформаторном масле. В малообъемных выключателях масло служит только для гашения дуги, а в многообъемных оно является еще и изолирующей средой.

Рис. 4. Баковый высоковольтный масляный выключатель

Рис. 5. Воздушные выключатели 750 кВ

В воздушных выключателях (рис. 5) гашение дуги осуществляется струей воздуха под высоким давлением. Эти выключатели не получили распространения в железнодорожных электроустановках.

В электромагнитных выключателях (рис. 6) гашение дуги осуществляется за счет перемещения ее в пространстве магнитным полем, т. е. гашение происходит в воздушной среде.

Рис. 6. Выключатели электромагнитные ВЭМ-10Э

В элегазовых выключателях (рис. 7) гашение дуги происходит в среде шестифтористой серы SF₆ (электрическом газе – сокращенно элегазе), которая активно захватывает электроны в столбе дуги.

Рис. 7. Элегазовый выключатель высокого напряжения

Вакуумные выключатели (рис. 8) осуществляют гашение дуги в вакуумной камере, где газ практически отсутствует.

Рис. 8. Вакуумный выключатель внутренней установки HVX на напряжения 10 кВ

Эти выключатели по своим качествам наиболее близки к идеальным и поэтому в настоящее время получают все более широкое распространение.

Выключатели классифицируются: по числу фаз (одно- и трехфазные); по месту установки (внутренней и наружной); по времени отключения (до 0,08 с – быстродействующие, до 0,12 с – ускоренного действия, до 0,25 с – небыстродействующие).

Технические данные выключателей приводятся в паспорте, а основные – на его щитке. Важнейшие параметры выключателей. Номинальное напряжение (U_ном, кВ) определяет размеры изолирующих частей, следовательно, габаритные размеры и массу выключателя. Наибольшее рабочее напряжение (U_раб.max, кВ) – максимальное напряжение, при котором изготовители гарантируют работу выключателей.

Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы используют главным образом для подключения электроизмерительных приборов к цепи переменного тока высокого напряжения. При этом электроизмерительные приборы оказываются изолированными от цепей высокого напряжения, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала. Кроме того, измерительные трансформаторы дают возможность расширять пределы измерения приборов, т. е. измерять большие токи и напряжения с помощью сравнительно несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений. В ряде случаев измерительные трансформаторы служат для подключения к цепям высокого напряжения обмоток реле, обеспечивающих защиту электроустановок от аварийных режимов.

Измерительные трансформаторы подразделяют на два типа – трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Трансформаторы напряжения служат для включения вольтметров, а также других приборов, реагирующих на значение напряжения (например, катушек напряжения ваттметров, счетчиков, фазометров и различных реле). Вторые служат для включения амперметров и токовых катушек указанных приборов. Измерительные трансформаторы изготовляют мощностью от пяти до нескольких сотен вольт-ампер; они рассчитаны для совместной работы со стандартными приборами (амперметрами на 1; 2; 2,5 и 5 А, вольтметрами на 100 и 100 Ц3 В).

Трансформатор напряжения (рис. 11, б) выполняют в виде двухобмоточного понижающего трансформатора. Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют. Условное обозначение трансформатора напряжения такое же, как двухобмоточного трансформатора. Так как сопротивления обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода. В этом режиме можно с достаточной степенью точности считать, что

U₁ = U₂K,

где K – коэффициент трансформации.

Поскольку ток холостого хода создает в трансформаторе некоторое падение напряжения, преобразование напряжения происходит с некоторой погрешностью по значению и фазе.

В зависимости от значения допускаемых погрешностей стационарные трансформаторы напряжения подразделяют на три класса точности: 0,5; 1 и 3; а лабораторные – на четыре класса: 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Обозначение класса соответствует значению относительной погрешности по фазе при номинальном напряжении U_1ном.

Трансформатор тока (рис. 11, а) выполняют в виде двухобмоточного повышающего трансформатора или в виде проходного трансформатора, у которого первичной обмоткой служит провод, проходящий через окно магнитопровода. В некоторых конструкциях магнитопровод и вторичная обмотка смонтированы на проходном изоляторе, служащем для ввода высокого напряжения в силовой трансформатор или другую электрическую установку. Первичной обмоткой трансформатора служит медный стержень, проходящий внутри изолятора.

Сопротивления обмоток амперметров и других приборов, подключаемых к трансформатору тока, обычно малы. Поэтому он практически работает в режиме короткого замыкания, при котором ток I₁ во много раз больше тока холостого хода I, и с достаточной степенью точности можно считать, что

I₁ = I₂ / K.

В действительности из-за наличия тока холостого хода в рассматриваемом трансформаторе между векторами этих токов первичной и вторичной обмоток имеется некоторый угол, отличный от 180°, что создает относительную токовую (амплитудную) и угловую погрешность.

В зависимости от значения допускаемых погрешностей трансформаторы тока подразделяют на пять классов точности: стационарные – на классы 0,2; 0,5; 1; 3 и 10; лабораторные – на классы 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2. Приведенные цифры соответствуют допускаемой для данного класса токовой погрешности при номинальном значении тока.

а                                                                                                                                         б

Рис. 11. Трансформаторы: а – трансформаторы тока; б – трансформаторы напряжения на 220 кВ

Просмотров:
1 342

Что такое ТЭЦ?

Само название данного объекта напоминает предыдущее, и на самом деле, ТЭЦ, как и тепловые электростанции преобразуют тепловую энергию сжигаемого топлива. Но помимо электроэнергии теплоэлектроцентрали (так расшифровывается ТЭЦ) поставляют потребителям тепло. ТЭЦ особенно актуальны в холодных климатических зонах, где нужно обеспечить жилые дома и производственные здания теплом. Именно поэтому ТЭЦ так много в России, где традиционно используется центральное отопление и водоснабжение городов.

По принципу работы ТЭЦ относятся к конденсационным электростанциям, но в отличие от них, на теплоэлектроцентралях часть выработанной тепловой энергии идет на производство электричества, а другая часть – на нагрев теплоносителя, который и поступает к потребителю.

Помимо тепловых, существуют атомные ТЭЦ, которые в перспективе должны сыграть ведущую роль в электро- и теплоснабжении северных городов.

Главное – электричество

Обозначение «ГРЭС»  – пережиток советского индустриального мегапроекта, на начальном этапе которого, в рамках плана ГОЭЛРО, решалась задача ликвидации дефицита, прежде всего, электрической энергии. Расшифровывается оно просто – «государственная районная электрическая станция». Районами в СССР называли территориальные объединения (промышленности с населением), в которых можно было организовать единое энергоснабжение. И в узловых географических точках, обычно вблизи крупных месторождений сырья, которое можно было использовать в качестве топлива, и ставили ГРЭС. Впрочем, газ на такие станции можно подавать и по трубопроводам, а уголь, мазут и другие виды топлива завозить по железной дороге. А на Березовскую ГРЭС компании «Юнипро» в красноярском Шарыпово уголь вообще приходит по 14-километровому конвейеру.

В современном понимании ГРЭС – это конденсационная электростанция (КЭС), по сравнению с ТЭЦ, очень мощная. Ведь главная задача такой станции – выработка электроэнергии, причем в базовом режиме (то есть равномерно в течение дня, месяца или года).
Поэтому ГРЭС, как правило, расположены вдали от крупных городов – благодаря линиям электропередач такие объекты генерации работают на всю энергосистему. И даже на экспорт – как, например, Гусиноозерская ГРЭС в Бурятии, с момента своего запуска в 1976 году обеспечивающая львиную долю поставок в Монголию. И выполняющая для этой страны роль «горячего резерва».

Интересно, что далеко не все станции, имеющие в своем названии аббревиатуру «ГРЭС», являются конденсационными; некоторые из них давно работают как теплоэлектроцентрали. Например, Кемеровская ГРЭС «Сибирской генерирующей компании» (СГК). «Изначально, в 1930-е годы, она вырабатывала только электроэнергию. Тем более что энергодефицит тогда был большой. Но когда вокруг станции вырос город Кемерово, на первый план вышел другой вопрос – как отапливать жилые кварталы? Тогда станцию перепрофилировали в классическую теплоэлектроцентраль, оставив лишь историческое название – ГРЭС. Для того, чтобы работник с гордостью мог сказать: «Я работаю на ГРЭС!». Потребление угля на электричество и тепло на станции идет сегодня в пропорции 50 на 50», — объясняет «Кислород.ЛАЙФ» начальник управления эксплуатации ТЭС Кузбасского филиала СГК Алексей Кутырев.

В то же время на других ГРЭС, входящих в СГК – например, на Томь-Усинской (1345,4 МВт) и Беловской (1260 МВт) в Кузбассе, а также на Назаровской (1308 МВт) в Красноярском крае – 97% сжигаемого угля идет на генерацию электричества. И всего 3% – на выработку тепла. И такая же картина, за редким исключением – практически на любой другой ГРЭС.

Крупнейшей в России ГРЭС и третьей в мире тепловой станцией является Сургутская ГРЭС-2(входит в «Юнипро») – ее мощность 5657,1 МВт (мощнее в нашей стране – только две ГЭС, Саяно-Шушенская и Красноярская). При довольно приличном КИУМ более 64,5% эта станция выработала в 2017 году почти 32 млрд кВт*часов электрической энергии. Эта ГРЭС работает на попутном нефтяном и природном газе. Крупнейшей же по мощности ГРЭС в стране, работающей на твердом топливе (угле), является Рефтинская — она расположена в 100 км от Екатеринбурга. 3,8 ГВт электрической мощности позволяют вырабатывать объемы, покрывающие 40% потребности всей Свердловской области. В качестве основного топлива на станции используется экибастузский каменный уголь.

Принцип работы тепловой электростанции

Основной принцип работы тепловой электростанции заключается в производстве тепловой энергии из органического топлива, которая в дальнейшем используется для выработки электрического тока.

Понятия ТЭС и ТЭЦ существенно различаются между собой. Первые установки относятся к так называемым чистым электростанциям, вырабатывающим только электрический ток. Каждая из них известна еще и как конденсационная электростанция – КЭС. ТЭЦ расшифровывается как теплоэлектроцентраль и является разновидностью ТЭС. Данные установки не только генерируют электричество, но и являются тепловыми, то есть дают тепло в системы отопления и горячего водоснабжения. Такое комбинированное использование требует специальных паровых турбин с противодавлением или системой промежуточного отбора пара.

Несмотря на разнообразие конструкций, работа всех ТЭС осуществляется по общей схеме. В котел постоянно подается топливо в виде угля, газа, торфа, мазута или горючих сланцев. На многих электростанциях используется заранее приготовленная угольная пыль. Вместе с топливом поступает воздух в подогретом виде, выполняющий функцию окислителя.

В процессе горения топлива создается тепло, нагревающее воду в паровом котле. Происходит образование насыщенного пара, подаваемого в паровую турбину через паропровод. Далее тепловая энергия становится механической.

Вал и остальные движущиеся части турбины связаны между собой и представляют единое целое. Струя пара под высоким давлением и при высокой температуре выходит из сопел и воздействует на лопатки турбины. Закрепленные на диске, они начинают вращаться и приводят в движение вал, соединенный с генератором. В результате вращения происходит преобразование механической энергии в электрический ток.

Пройдя через паровую турбину, пар снижает свою температуру и давление. Далее он попадает в конденсатор и прокачивается по трубкам, охлаждаемым водой. Здесь пар окончательно превращается в воду и поступает в деаэратор для очистки от растворенных газов. Очищенная вода с помощью насоса подается в котельную установку через подогреватель.

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

схема электроснабжения принципиальная 0,4 кВ

В помещении машинного зала газопоршневой теплоэлектростанции (станции) устанавливаются три когенераторных установки TCG 2032 V16 фирмы MWM (КГУ).

Характеристика когенераторной установки TCG 2032 V16.

Основные электрические параметры КГУ:

• номинальное напряжение — 10,5кВ;
• частота — 50Гц;
• электрическая мощность при cosф 0,8 — 4300кВт;
• электрический КПД при cosф 1 — 38,9;
• ток на выходе генератора при cosф 0,8 — 310А;
• максимальная мощность для собственных нужд — 210кВт.

Когенераторная установка (КГУ) представляет собой оборудование, сконструированное на основе двигателя внутреннего сгорания, работающего на природном газе, и предназначенное для непрерывного производства электрической энергии и тепловой энергии.

Когенераторные установки не могут производить тепло без отбора вырабатываемой электрической энергии и не могут производить электрическую энергию без отбора вырабатываемого тепла. В случае если со стороны потребителей не будет обеспечен отбор тепла, то тепло будет с помощью охладителей двигателей удалено в атмосферу.

В состав когенераторной установки, кроме агрегата входит:

• система для утилизации тепла;
• система принудительного охлаждения двигателя;
• распределительный щит управления;
• распределительный щит собственных нужд;
• распределительное устройство 10кВ (РУ-10кВ).

Производимая электроэнергия будет использоваться для электроснабжения завода, для выдачи во внешнюю сеть и на собственные нужды станции.

Проектом предусмотрен параллельный режим работы с внешней электрической сетью. Подключение к внешней сети будет производится на вновь проектируемой подстанции 10/35кВ. Проект ПС-10/35кВ В объем данного проекта не входит.

Параметры внешней электрической сети:

• номинальное напряжение — 10кВ;
• частота — 50Гц;

Проектом предусматривается установка на территории станции дизельгенераторной установки (ДГУ). ДГУ будет установлена В защитном кожухе. ДГУ предназначена для аварийного электроснабжения и для питания собственных нужд станции В случае останова когенераторных установок.

Характеристика дизельгенераторной установки.

Основные электрические параметры ДГУ:

• номинальная мощностьДГУ — 1250кВА/1000кВт;
• номинальное напряжение генератора — Зх230/400В;
• номинальный ток — 1900А;
• номинальная частота — 50Гц;
• номинальный коэффициент мощности — 0,8.

Экологические аспекты использования

Энергетика является одним из тех секторов мировой экономики, изменения в которых необходимы, чтобы избежать неприемлемых последствий глобального потепления. Оценки энергоинфраструктуры на основе глобального 2эмиссионного бюджета CO показывают, что после 2017 года в мире не должны вводиться в строй новые электростанции, работающие на ископаемом топливе.

Тепловые электростанции зачастую становятся «мишенями» для радикально настроенных климатических активистов.

Источники

• http://www.vseznaika.org/proizvodstvo/chto-takoe-aes-tec-i-tes/
• https://www.techcult.ru/technology/5057-princip-raboty-i-ustrojstvo-tec-tes
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C
• https://www.syl.ru/article/315522/tes—eto-chto-takoe-tes-i-tets-razlichiya
• https://sibgenco.online/news/element/what-distinguishes-tpp-from-tpp/
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F