2 Схемы электрических соединений ЭУ
Электрическая часть каждой ЭУ характеризуется, прежде всего, схемой электрических соединений, на которой условными обозначениями показаны все элементы ЭУ и соединения между ними посредством токопроводов.
Схемы электрических соединений разделяются на следующие виды:
•главные схемы или схемы первичных цепей;
•схемы вторичных цепей;
•монтажные схемы;
•развёрнутые, на которых показана последовательность монтажных соединений и виден технологический принцип действия ЭУ.
Первичными цепями называются такие устройства, по которым передаётся рабочие токи ЭУ и ЭС. В этих цепях должны быть показаны все коммутационные аппараты, силовые трансформаторы, аппараты ограничения токов короткого замыкания и защиты от перенапряжений, измерительные трансформаторы тока и напряжения.
Вторичными называются такие цепи, схемы которых показывают работу устройств контроля, релейной защиты, сигнализации, управления основным оборудованием. К ним относятся измерительные приборы, реле, аппараты регулирования и блокировки.
Схемы электрических соединений изображают в однолинейном и трехлинейном исполнении.
В однолинейных схемах показываются соединения для одной фазы, считая, что в остальных двух фазах все соединения аналогичны. Это значительно упрощает схему и её объём.
Трёхлинейные схемы составляют для всех трёх фаз. Разновидностью трехлинейных схем являются монтажные схемы, разрабатываемые на основании трёхлинейных схем для отдельных элементов и узлов. На них показывают расположение аппаратов, приборов и другие устройства с их подсоединениями, указывается сечение проводов и кабелей, их марки, место расположения контактных устройств, условная маркировка узлов и элементов схемы.
Монтажные схемы являются основным документом при монтаже электроустановки и используются также во время эксплуатации при ремонтах электрооборудования, его испытании и т.д.
В главных схемах все коммутационные аппараты показываются в отключенном положении. На оперативных схемах состояние элементов должно строго соответствовать режиму работы станции (подстанции) на данный момент времени.
При изображении схем электрических соединений пользуются условными графическими обозначениями, которые установлены ЕСКД и действующими государственными стандартами (ГОСТ).
3 Энергетические системы
Под энергосистемой понимают совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии и тепла при общем управлении этим режимом (ГОСТ 21027-75).
Энергетическую систему, условно можно представить следующей структурной схемой (рисунок 1.1):
Рисунок 1–Структурная схема энергетической системы.
В энергетической системе все электрические станции в электрической части работают параллельно, т.е. объединены в общую электрическую систему. Отдельные электрические станции по тепловой части работают раздельно, создавая автономные тепловые сети.
Объединение отдельных электрических станций, в общую энергетическую систему, какого-либо региона даёт значительные технические и экономические преимущества:
•Повышает надежность и экономичность электроснабжения;
•Позволяет производить такое распределение нагрузки между станциями, при котором достигается наиболее экономичная выработка электроэнергии в целом по системе при наилучшем использовании энергетических ресурсов района (топлива, водной энергии);
•Улучшает качество электроэнергии, т.е. обеспечивает постоянство частоты и напряжения, так как колебания нагрузки воспринимаются большим количеством агрегатов;
•При параллельной работе нескольких станций нет необходимости устанавливать резервные агрегаты на каждой станции, а достаточно иметь общую для всей энергосистемы резервную мощность, величина которой составляет обычно порядка 10–12 % мощности агрегатов системы, но не менее мощности самого крупного агрегата, установленного на станциях системы (на случай аварийного отключения или планового ремонта этого агрегата);
•Более полно используются энергетические ресурсы, так как пиковую часть графика нагрузки энергосистемы можно покрывать гидравлическими электростанциями, а базовую часть – тепловыми, на увеличение мощности которых в часы максимума нагрузки приходится затрачивать дополнительное топливо;
•Повышается экономичность выработки электроэнергии, так как в первую очередь можно увеличить мощность более экономичных станций, имеющих меньший расход условного топлива на выработку 1 кВт·ч электроэнергии;
•Позволяет увеличить единичную мощность агрегатов, имеющих лучшие технико-экономические показатели;
•Позволяет сократить численность ремонтного персонала за счет концентрации мощности оборудования, централизации ремонтов, автоматизации производственных процессов.
К недостаткам энергетических систем относят более сложную релейную защиту, автоматику и управление режимами.