СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована на электрических тепловых станциях, имеющих на генераторном напряжении электроприемники собственных нужд, например, синхронные электропривода питательных и сетевых насосов электростанции, которые чувствительны к изменению режимов работы электростанции.
Известна система электроснабжения собственных нужд энергоблока электростанции, содержащая генератор, блочный трансформатор, распределительные установки электростанции и собственных нужд энергоблока, дополнительный трансформатор собственных нужд, токоограничивающие реакторы (см. патент РФ №2261511, H02J 3/00).
Недостатком известной системы является, невысокая точность и надежность поддержания необходимого уровня напряжения на электроприемниках собственных нужд электростанции при изменении режимов ее работы, что приводит к нарушению устойчивости работы электростанции. Это обусловлено тем, что применяется параметрическое изменение величины тока во вторичной обмотке дополнительного трансформатора собственных нужд при изменении тока обмотки статора генератора.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели, по совокупности признаков, является устройство электроснабжения собственных нужд электростанции, содержащее первый и второй генераторы, которые через первый и второй выключатели подключены соответственно к шинам первого и второго распределительных устройств генераторного напряжения, последние соединены через уравнительный реактор, при этом к шинам первого распределительного устройства генераторного напряжения подключен первый электроприемник собственных нужд, а через третий выключатель - вторичная обмотка первого блочного трансформатор, первичная обмотка которого через четвертый выключатель подключена к шинам распределительного устройства высокого напряжения, к шинам второго распределительного устройства генераторного напряжения подключен второй электроприемник собственных нужд, а через пятый выключатель - вторичная обмотка второго блочного трансформатор, первичная обмотка которого через шестой выключатель подключена к шинам распределительного устройства высокого напряжения, которое подключено к энергосистеме, (см. патент РФ №2080727, H02J 3/24).
Недостатком данного устройства является низкая надежность поддержания необходимого уровня напряжения на электроприемниках собственных нужд электростанции при изменении режимов ее работы, что приводит к нарушению устойчивости ее работы. Это обусловлено применением устройства регулирования напряжения под нагрузкой на рабочих трансформаторах собственных нужд и применением сложной системы резервного питания, обладающих невысоким быстродействием.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в обеспечении надежности работы электроприемников собственных нужд электростанции, за счет повышения устойчивость ее работы.
Технический результат, создаваемый полезной моделью, заключается в поддержании необходимого уровня напряжения на электроприемниках собственных нужд электростанции, путем генерирования реактивной мощности в точке подключения электроприемника.
Поставленная задача достигается тем, что устройство электроснабжения собственных нужд электростанции, содержащее первый и второй генераторы, которые через первый и второй выключатели подключены соответственно к шинам первого и второго распределительных устройств генераторного напряжения, последние соединены через уравнительный реактор, при этом к шинам первого распределительного устройства генераторного напряжения подключен первый электроприемник собственных нужд, а через третий выключатель - вторичная обмотка первого блочного трансформатор, первичная обмотка которого через четвертый выключатель подключена к шинам распределительного устройства высокого напряжения, к шинам второго распределительного устройства генераторного напряжения подключен второй электроприемник собственных нужд, а через пятый выключатель - вторичная обмотка второго блочного трансформатор, первичная обмотка которого через шестой выключатель подключена к шинам распределительного устройства высокого напряжения, которое подключено к энергосистеме, согласно изменению, оно снабжено первым и вторым косинусными трехфазными конденсаторами, включенными последовательно с токоограничивающими дросселями, которые через первый и второй полупроводниковые выключатели подключены соответственно к шинам первого и второго распределительных устройств генераторного напряжения, блоком управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с информационными выходами первого и второго выключателей, а первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами первого и второго полупроводниковых выключателей.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема устройства электроснабжения собственных нужд электростанции.
Заявляемое устройство электроснабжения собственных нужд электростанции, содержит первый и второй генераторы 1, 2, которые через первый и второй выключатели 3, 4 подключены соответственно к шинам первого и второго распределительных устройств 5, 6 генераторного напряжения, последние соединены через уравнительный реактор 7. К шинам первого распределительного устройства 5 генераторного напряжения подключен первый электроприемник 8 собственных нужд, а через третий выключатель 9 - вторичная обмотка первого блочного трансформатор 10, первичная обмотка которого через четвертый выключатель 11 подключена к шинам распределительного устройства высокого напряжения 12. К шинам второго распределительного устройства 6 генераторного напряжения подключен второй электроприемник 13 собственных нужд, а через пятый выключатель 14 - вторичная обмотка второго блочного трансформатор 15, первичная обмотка которого через шестой выключатель 16 подключена к шинам распределительного устройства высокого напряжения 12, которые подключены к энергосистеме 17. Устройство электроснабжения снабжено первым и вторым косинусными трехфазными конденсаторами 18, 19 включенными последовательно с токоограничивающими дросселями, которые через первый и второй полупроводниковые выключатели 20, 21 подключены соответственно к шинам первого и второго распределительных устройств 5, 6 генераторного напряжения. Кроме того система электроснабжения снабжена блоком управления 22, первый и второй входы которого соединены соответственно с информационными выходами первого и второго выключателей 3, 4, а первый и второй выходы блока управления 22 соединены соответственно с управляющими входами первого и второго полупроводниковых выключателей 20, 21.
Отличительная особенность заявляемого технического решения заключается в поддержании на требуемом уровне напряжения на шинах распределительного устройства генераторного напряжения при аварийном отключении генератора. Это достигается благодаря применению косинусных трехфазных конденсаторов, включенными последовательно с токоограничивающими дросселями, которые через полупроводниковые выключатели подключаются к шинам распределительного устройства генераторного напряжения. Полупроводниковые выключатели позволяют практически мгновенно, в течение полупериода питающего напряжения, подключить косинусные трехфазные конденсаторы без бросков тока к шинам распределительных устройств и, следовательно, повышают быстродействие устройства электроснабжения собственных нужд электростанции при аварийном отключении генератора. Заявляемое техническое решение повышает устойчивость и надежность работы электроприемников собственных нужд электростанции, например, синхронных электроприводов питательных и сетевых насосов электростанции, которые чувствительны к изменению питающего напряжения, особенно в пусковых режимах.
Устройство электроснабжения собственных нужд электростанции работает следующим образом. Блок управления 22 контролирует состояние первого и второго выключателей 3, 4, которые подключают первый 1 и второй 2 генераторы, соответственно к первому 5 и второму 6 распределительным устройствам генераторного напряжения. В условиях нормального электроснабжения первый генератор 1 обеспечивает активной и реактивной мощностью первый электроприемник собственных нужд 8, а также через первый блочный трансформатор 10, третий 9 и четвертый 11 выключатели -активной и реактивной мощностью энергосистему 17. Аналогично второй генератор 2 обеспечивает активной и реактивной мощностью второй электроприемник собственных нужд 13, а через второй блочный трансформатор 15, пятый 14 и шестой 16 выключатели - активной и реактивной мощностью энергосистему 17. Частично через уравнительный реактор 7 активная и реактивная мощность первого генератора 1 может поступать на второе распределительное устройство 6 генераторного напряжения или, наоборот, со второго генератора 2 - на первое распределительное устройство 5 генераторного напряжения.
В условиях нормального электроснабжения первый 1 и второй 2 генераторы вырабатывают номинальные значения активной и реактивной мощности, а напряжение на шинах первого 5 и второго 6 распределительных устройствах генераторного напряжения соответствует заданному номинальному значению. Для описанного режима работы электростанции первый 20 и второй 21 полупроводниковые выключатели по команде с блока управления 22 отключены, при этом первый 18 и второй 19 косинусные трехфазные конденсаторе отключены соответственно от шин первого 5 и второго 6 распределительных устройств генераторного напряжения.
При аварийном отключении, например, первого генератора 1 направление потоков энергии изменится. Первый электроприемник собственных нужд 8 будет получать активную и реактивную мощность через первый блочный трансформатор 10 и выключатели 9, 11 от энергосистемы 17 и частично через уравнительный реактор 7 с шин второго распределительного устройства 6 генераторного напряжения. При этом напряжение на шинах первого 5 распределительного устройства генераторного напряжения снизится, это обусловлено падением напряжения на реактивном сопротивлении первого блочного трансформатора 10 и реактивном сопротивлении уравнительного реактора 7. Указанное снижение напряжения может достичь предельного значения, при котором нарушается надежная работа первого электроприемника собственных нужд 8, например синхронных электроприводов питательных и сетевых насосов электростанции, что приведет к нарушению устойчивости работы электростанции.
Для сохранения устойчивости работы электростанции, в заявляемой полезной модели, блок управления 22 подает команду на первый полупроводниковый выключатель 20, который без бросков тока осуществляет подключение первого косинусного трехфазного конденсатора 18 к шинам первого распределительного устройства генераторного напряжения 5. Указанная команда формируется по сигналу «аварийное отключение первого генератора 1», который поступает с первого выключателя 3 на первый вход блока управления 22. Мощность косинусного трехфазного конденсатора 18 подобрана так, чтобы его подключение обеспечило поддержание напряжения на шинах первого 5 распределительного устройства генераторного напряжения на заданном уровне, т.е. без существенного его снижения при аварийном отключении генератора 1, что обеспечивает надежную работу первого электроприемника собственных нужд 8.
Аналогично, при аварийном отключении второго генератора 2 блок управления 22 подает команду на второй полупроводниковый выключатель 21, который без бросков тока осуществляет подключение второго 19 косинусного трехфазного конденсатора к шинам второго 6 распределительного устройства генераторного напряжения. Это обеспечивает поддержание практически неизменного напряжения на шинах второго 6 распределительного устройства, тем самым обеспечивает надежную работу второго электроприемника собственных нужд 13.
После устранения неисправности на первом генераторе 1 и вывода его на номинальную мощность блок управления 22 подает команду на первый полупроводниковый выключатель 20, который отключает первый 18 косинусный трехфазный конденсатор от шин первого 5 распределительного устройства генераторного напряжения. Устройство электроснабжения собственных нужд электростанции переводится в нормальный режим работы.
Отметим, что заявляемая полезная модель, дополнительно позволяет перевести генераторы в так называемый «активный режим», при котором они вырабатывают только активную мощность, тем самым повышается производительность генераторов. Этот режим достигается подключением косинусных трехфазных конденсаторов к шинам распределительных устройств генераторного напряжения при включенных генераторах. При этом косинусные трехфазные конденсаторы генерируют реактивную мощность, которая равна реактивной мощности генератора в условиях нормального электроснабжения. Генерируемая реактивная мощность генератора в «активном режиме» близка нулю, а генерируемая им активная мощность приближается к полной мощности генератора в условиях нормального электроснабжения, т.е. повышается производительность генераторов.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет повысить устойчивость и надежность работы электроприемников собственных нужд электростанции, при аварийном отключении генераторов. Это достигается тем, что полупроводниковые выключатели, практически мгновенно без бросков тока, в течение полупериода питающего напряжения подключают косинусные трехфазные конденсаторы к шинам распределительных устройств генераторного напряжения. При этом напряжения на шинах указанных распределительных устройств, к которым подключены электроприемники собственных нужд, поддерживаются на заданном уровне, т.е. без существенного снижения. Кроме того, в условиях нормального электроснабжения, когда оба генератора находятся в работе, подключение косинусных трехфазных конденсаторов позволяет повысить генерируемую активную мощность генераторов, т.е. повышается их производительность.