Выбор числа и мощности трансформаторов связи на ТЭЦ

На электростанциях, имеющих шины генераторного напряжения, предусматривается установка трансформаторов для связи этих шин с РУ повышенного напряжения. Такая связь необходима для выдачи избыточной мощности в энергосистему в нормальном режиме, когда работают все генераторы, и для резервирования питания нагрузок на напряжении 6—10 кВ при плановом или аварийном отключении одного из генераторов.

Число трансформаторов связи обычно не превышает двух и выбирается из следующих соображений:

· при трех или более секциях сборных шин ГРУ использование двух трансформаторов связи позволяет создать симметричную схему и уменьшить перетоки между секциями при отключении одного из генераторов;

· при выдаче в энергосистему от ТЭЦ значительной мощности, соизмеримой с величиной вращающегося резерва системы, наличие двух трансформаторов обеспечивает на­дежный резерв для энергосистемы на слу­чай аварийного отключения одного из трансформаторов.

В остальных случаях, когда ГРУ со­стоит из одной-двух секций, а выдаваемая в энергосистему мощность невелика, до­пустима установка одного трансформатора связи. Трансформаторы связи должны обес­печить выдачу в энергосистему полной мощности генераторов ТЭЦ за вычетом на­грузок собственных нужд и нагрузок рас­пределительного устройства генераторного напряжения в период минимума нагрузки потребителей ГРУ, включая нерабочие дни.

На рисунке 3 приведена упрощенная схема выдачи электроэнергии ТЭЦ со сборными шинами генераторного и высокого напряжения.

Рисунок 3. К выбору трансформаторов связи

Мощность, передаваемая через трансформаторы связи, опре­деляется с учетом разных значений  cos j генераторов, нагрузки и потребителей собственных нужд, МВ×А:

(1)

где - суммарная величина номинальных значений активных мощностей генераторов, присоединенных к сборным шинам, МВт;

- суммарная величина номинальных значений реактивных мощностей генераторов, присоединенных к сборным шинам, МВ×Ар;

, - активная нагрузка на генераторном напряжении, МВт;

- реактивная нагрузка на генераторном напряжении, МВ×Ар;

  - активная нагрузка собственных нужд, МВт;

- реактивная нагрузка собственных нужд, МВ×Ар.

Передаваемая через трансформаторы связи мощность изменяется в зависимости от режима работы генераторов и графика нагрузки потребителей. Величину этой мощности можно определить на осно­вании суточного графика выработки мощности генераторами и графиков нагрузки потребителей и собственных нужд ТЭЦ. Эти расчеты можно провести упрощенно, определяя мощность, переда­ваемую через трансформатор в трех режимах, МВ×А:

· в режиме минимальных нагрузок потребителей ГРУ:

(2)

где  — активная нагрузка в минималь­ном режиме, МВт;

— реактивная нагрузка в минималь­ном режиме, МВ×Ар;

· в режиме максимальных нагрузок  передаваемая мощность определяется аналогично;

· в аварийном режиме, при отключении одного из генераторов (самого мощного) и максимальной нагрузке потребителей:

(3)

где — активная мощность отключив­шегося генератора, МВт,

— реактивная мощность отключив­шегося генератора, МВ×Ар.

В последнем режиме возможна передача мощности в энерго­систему или из энергосистемы на шины 6—10 кВ.

Выбор мощности трансформаторов связи производится по следующим условиям, МВ×А:

· при установке одного трансформатора:

(4)

· при установке двух трансформаторов:

,

(5)

где коэффициент 1,4 учитывает допустимую аварийную перегрузку трансформаторов /1/.

Окончательный выбор числа и мощности трансформаторов связи производится после технико-экономического сравнения двух наиболее реальных и равноценных по надежности вариантов.

Как было отмечено выше, трансформаторы связи могут работать как повышающие в режиме выдачи мощности в энергосистему и как понижающие при передаче мощности из энергосистемы на шины ГРУ. Реверсивная работа вызывает необходимость примене­ния трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой.

Трансформаторы связи могут быть трехобмоточными, если на ТЭЦ, кроме нагрузок 6—10 кВ, имеются нагрузки на напряже­нии 35—110 кВ (рисунок 1, б), а связь с энергосистемой осуществля­ется на более высоком напряжении (110—220 кВ).

Как правило, применяются трехфазные трансформаторы связи; необходимость применения однофазных трансформаторов должна быть обоснована расчетом.