Характеристика тепловой электростанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Характеристика тепловой электростанции

1. Характеристика схемы главной понизительной подстанции ТЭЦ

Электрическая подстанция 110/35/6 кВ является головной понизительной подстанцией завода. Высокое напряжение 110 кВ, среднее 35 кВ и низкое 6 кВ.

Подстанция состоит из ОРУ -110 кВ, ЗРУ -35 кВ, ГРУ -6 кВ, главного щита управления, аккумуляторной станции, вентиляционной, станции управления с зарядным и подзарядным агрегатами, конденсаторной установки, слесарных мастерских, маслохозяйства.

К ГПП «ТЭЦ» относятся также ПС-10 и ПС-10 «БИС». Это распределительные подстанции на напряжение 6 кВ.

Подстанция имеет два ввода от независимых источников. Основной ввод - две двухцепных линии напряжением 110 кВ с подстанции «Сатка - 500 кВ». Присоединение подстанции осуществляется с помощью двух центральных линий Заводская-13 и Заводская-15 через воздушную линию 110 кВ. Второй ввод - воздушная линия «Рудничная» напряжением 35 кВ. В случае отказа одной из линий, включается шинно-соединительный масляный выключатель ШСМВ-35 кВ. В случае отказа обеих линий, вводится автоматическое включение резерва (АВР) по линии Заводская - 23 напряжением 35 кВ.

Главная схема подстанции ТЭЦ 110 кВ выполнена по схеме блок «линия - трансформатор» с выключателем.

На стороне 110 кВ установлены две системы шин, а также имеется шинно-соединительный масляный баковый выключатель. Первая система шин подключена к ВЛ-110 кВ Заводская-13, вторая - к ВЛ-110 кВ Заводская-15. В нормальном режиме работы шинно-соединительный выключатель отключен. При аварийном или плановом отключении одной из линий 110 кВ, напряжение на отключенную систему шин подается через перемычку - включается шинно-соединительный выключатель.

В целях обеспечения надежности электроснабжения на подстанции ТЭЦ применена трехтрансформаторная схема подстанции. Трансформаторы масляные трехобмоточные. Два трансформатора мощностью 60 МВА и один на 75 МВА.

Трансформаторы №1, №2 подключены к I и II системе шин соответственно, а трансформатор №3 может быть подключен либо к I, либо ко II системе шин.

Со вторичной обмотки трансформаторов напряжение 35 кВ подается на две системы шин 35 кВ. К I системе шин подключена воздушная линия Заводская-21, ко II системе шин - Заводская-22. По этим линиям осуществляется связь с подстанциями «ЦВП» и «ЭПЗ» по напряжению 35 кВ. К системам шин подключены все три трансформатора. Шинно-соединительный выключатель на 35 кВ в нормальном режиме отключен.

На стороне низкого напряжения 6 кВ эксплуатируются также две системы шин, которые кроме потребителей питают систему собственных нужд подстанции через два трансформатора собственных нужд. Системы шин соединяются с помощью шинно-соединительного выключателя. В нормальном режиме выключатель отключен.

По конструктивному исполнению данная подстанция смешанного типа.

Главная схема подстанции включает в себя ОРУ - 110 кВ, ЗРУ - 35 кВ, ГРУ - 6 кВ, а также ПС - 10 и ПС - 10 «БИС».

В распределительном устройстве открытого типа (ОРУ) оборудование расположено на открытом воздухе, поэтому оборудование усиленное. Открытые распределительные устройства выгодны хорошей обозреваемостью, наглядностью расположения оборудования, удобством расширения, возможностью проведения в короткий срок строительно-монтажных работ и тем, что отпадает необходимость сооружения помещений большого объема.

В открытом распределительном устройстве установлены силовые трансформаторы. Для удобства транспортировки тяжелого электрооборудования

ОРУ - 110 кВ имеются подъездные пути.

Открытое распределительное устройство ОРУ - 110 кВ предназначено для распределения электрической энергии на трансформаторы №1, №2 и №3 и состоит из семи ячеек:

1-я ячейка - трансформатор №3;

2-я ячейка - трансформатор №2;

3-я ячейка - ЛЭП Завод-15 с подстанции «Сатка-500»;

4-я ячейка - трансформатор напряжения НКФ-110;

5-я ячейка - ЛЭП Завод-13 с подстанции «Сатка-500»;

6-я ячейка - трансформатор №1;

7-я ячейка - секционный выключатель ВМТ-110.

Закрытое распределительное устройство ЗРУ-35 кВ состоит из 11 ячеек и представляет собой комплектное распределительное устройство. Имеет три ввода с силовых трансформаторов, трансформаторы напряжения, секционный выключатель ВМК-35 кВ. Нагрузка распределена на все трансформаторы. Любого потребителя можно запитать от любого трансформатора путем включения резервного разъединителя.

Закрытое распределительное устройство ЗРУ - 6 кВ предназначено для приема от трансформаторов электрической энергии напряжением 6 кВ и передачи ее по фидерам потребителям. ЗРУ -6 кВ состоит из 30 ячеек.

Здание ЗРУ - 6 кВ построено из кирпича, потолок выложен из железобетонных плит с влагонепроницаемым покрытием. Оборудование и ячейки ограждены стальной сеткой.

Сетчатое ограждение защищает обслуживающий персонал от случайного касания частей, находящихся под напряжением, и позволяет наблюдать за состоянием оборудования во время его работы.

Схема электрическая принципиальная подстанции «ТЭЦ» представлена в графической части 140604.2013.297.00.00 Э3.

2. Характеристика потребителей и требования к надежности и качеству электроэнергии

Подстанция ТЭЦ 110/35/6 кВ расположена на территории Саткинского чугуноплавильного завода. Она является главной понизительной подстанцией завода, 70% заводской нагрузки приходится именно на нее, остальные 30% приходится на население.

Металлургическое производство является очень энергоемким. Поэтому, основными потребителями подстанции являются структурные подразделения Саткинского чугуноплавильного завода, такие как электроплавильный завод, доменный цех, теплоэлектроцентраль.

По характеру электропотребления и показателям электрической нагрузки все потребители разбиваются на следующие группы: потребители селитебных зон - жилые дома, общественные здания и сооружения; промышленные потребители - промышленные предприятия; коммунальные потребители - обслуживание населения и предприятий; складские; сельскохозяйственные.

Потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и располагающихся на определенной территории.

Требуемая степень бесперебойного электроснабжения приемников зависит от назначения и мощности установки, характера и требований технологического процесса конкретного производства. [5]

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.

Электроприемники I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервируемых источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Электроприемники II категории - перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервируемых источников питания.

Электроприемники III категории - все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий. Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток. [6]

На основании плана застроек и данных определений составляется характеристика потребителей электроэнергии.

Перерыв электроснабжения этих цехов может повлечь за собой опасность для жизни людей, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак или недоотпуск продукции, расстройство сложного технологического процесса, простой людей, оборудования и транспорта. Эти потребители относятся к I категории обеспечения надежности электроснабжения.

Все остальные промышленные потребители относятся ко II категории обеспечения надежности электроснабжения.

К потребителям селитебных зон относится жилой район старой части города Сатка. Здесь расположены пятиэтажные дома. Пятиэтажные жилые дома с газовыми плитами относятся к III категории.

К коммунальным потребителям относится повысительно - насосная станция (ПНС) старой части города Сатка, а также объект, находящийся в ведении ООО «Водоканал». Эти потребители относятся ко II категории обеспечения надежности электроснабжения. Все потребители по категориям надежности представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Потребители электроэнергии по категориям надежности

Каждый электроприемник предназначен для работы при определенных параметрах электрической энергии: номинальной частоте, напряжении, токе и так далее, поэтому для нормальной его работы должно быть обеспечено требуемое качество электрической энергии.

Качество электроэнергии тесно связано с надежностью электроснабжения, поскольку нормальным режимом электроснабжения потребителей является такой режим, при котором потребители получают электроэнергию бесперебойно, в количестве, заранее согласованном с энергоснабжающей организацией, и нормированного качества.

Для количественной оценки качества электроэнергии используются различные параметры режима питающей сети, характеризующие частоту и напряжение потребляемого электрического тока. В реальных условиях работы электрической сети параметры ее режима изменяются в достаточно широких пределах вследствие непрерывного изменения нагрузки потребителей, плановых и аварийных включений и отключений отдельных приемников электроэнергии, элементов сети. Отклонение параметров режима питающей сети от номинальных значений приводит к снижению экономичности работы приемников за счет уменьшения производительности технологических установок, сокращению сроков службы электроприемников и может нанести прямой ущерб за счет нарушения технологических процессов и брака продукции.

Для наиболее распространенных сетей трехфазного тока показателями качества отпускаемой электроэнергии являются: установившееся отклонение напряжения; размах изменения напряжения; доза фликера; коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения; коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения; коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности; коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности; отклонение частоты; длительность провала напряжения; импульсное напряжение; коэффициент временного перенапряжения.

Два вида норм качества электроэнергии (КЭ): нормально допустимые и предельно допустимые. Оценка соответствия показателей КЭ указанным нормам проводится в течение расчетного периода, равного 24 часам. [7]

Таблица 2. Нормы качества электроэнергии

понизительный подстанция электростанция тепловой

Отклонения показателей качества электроэнергии от нормируемых значений ухудшают условия эксплуатации электрооборудования потребителей электроэнергии, могут привести к значительным убыткам.

Потребители, в свою очередь, также оказывают влияние на качество электроэнергии. Основными потребителями подстанции являются электросталеплавильные цеха. Электротермические установки - электросталеплавильные печи, печи электрошлакового переплава - оказывают неблагоприятное влияние на питающую сеть: нарушается симметрия токов и напряжений, возникает несинусоидальность токов и напряжений. [8]

3. Характеристика ситуации на ЗАО «СЧПЗ» в данный момент времени

Развитие производства, ввод в эксплуатацию нового оборудования, увеличение объема выпускаемой продукции приводит к росту электропотребления.

Динамика потребления электроэнергии по подстанции ТЭЦ за пять последних лет представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Данные о годовом расходе активной электроэнергии

Недостатки существующего электроснабжения заводских потребителей - недостаточное оснащение действующих электрических сетей современным оборудованием: выключателями, средствами регулирования напряжения, средствами автоматизации, диспетчерского и технологического управления. Также недостатком электрической схемы подстанции является старение и износ оборудования.

В целях обеспечения надежности электроснабжения на подстанции ТЭЦ применена трехтрансформаторная схема подстанции. Трансформаторы масляные трехобмоточные по 60 МВА и один 75 МВА.

В процессе работы могут происходить аварийные, ремонтные или плановые отключения одного из трансформаторов. Трансформатор №2 с 1999 года находится в ремонте. С того времени в работе находятся трансформатор №1 на 75 МВА и трансформатор №3 на 60 МВА.

В случае аварийного отключения одного из трансформаторов мощностью 60 МВА или 75 МВА, оставшийся в работе трансформатор должен обеспечивать электроснабжение всех потребителей. Поскольку мощность трансформаторов очень большая - 60 МВА и 75 МВА, а суммарные нагрузки не превышают их установленной мощности, то даже один работающий трансформатор обеспечит электроснабжение всех потребителей. Но такой вариант крайне нежелателен, поскольку на трансформатор №1 приходится вся печная нагрузка с «рваным» графиком.

Вывод:

- установленные на подстанции трансформаторы уже давно выработали свой срок службы, дата введения в эксплуатацию 1970 г., на данный момент времени они физически износились (нормативный срок службы 30 лет);

- коэффициент загрузки трансформаторов с мощностью 60 и 75 МВА составляет 15-20%. При таком невысоком коэффициенте загрузки трансформаторы работают практически в режиме холостого хода, поэтому резко возрастают потери электроэнергии в трансформаторах.

Размещено на Allbest.ru