Преобразовательные подстанции.

Для преобразования переменного тока в постоянный и наоборот применяются статические преобразователи.

Такие подстанции сооружают для питания промышленных потребителей постоянного тока (ж/д транспорт, электролизное производство, дуговые печи, прокатные станы и др.), а также для передачи энергии постоянным током высокого напряжения.

Преобразовательные подстанции это концевые устройства электропередачи. В начале электропередачи сооружается выпрямительная подстанция. Передача электроэнергии из одной системы в другую происходит асинхронно.

Один из возможных вариантов схемы электропередачи постоянного тока имеет вид (рис. 28. 14).

Линии электропередач постоянного тока обычно выполняются воздушными. В особых случаях выполняются кабельными.

Линии ВЛ Выполняются на ток  А на одну цепь, и до  кВ. Кабельные линии выполняются  А,  кВ.

Передача осуществляется на расстоянии до 2500 км, а КЛ до 150 км. Линии можно выполнять комбинированными.

Общие требования к главным схемам ГЭС, ГАЭС. Элементы главной схемы ГЭС.

Надёжность станции и её маневренные свойства определяются её главной схемой.

Главная схема должна обеспечивать безотказную выдачу мощности электростанции, то есть должна быть надёжной. Надёжность – это одно из основных требований, предъявляемых к схемам электрических соединений станций и подстанций. Не существует универсального критерия, позволяющего оценить надёжность электрических установок. Оценка надёжности главной схемы в настоящее время является неполной.

Важным требованием, предъявляемым к главным схемам, является экономичность. При оценке экономичности сравнивают экономическую эффективность технических решений. Критерий выбора варианта главной схемы – это условие наименьших приведённых затрат .

Приближенно экономичность схемы может быть оценена по числу выключателей, а не только по укрупнённым показателям стоимости ячейки РУ.

Важным является маневренность схемы – это способность приспособления схемы к условиям работы, возможность ремонтов.

Главные схемы должны отвечать условиям безопасности, быть простой и наглядной.

При проектировании, расчётах режимов, разработке схем релейной защиты и автоматики используется однолинейная схема. В процессе эксплуатации применяются упрощённые однолинейные схемы, называемые оперативными. В них для наглядности показано только основное оборудование. Положение выключателей и разъединителей соответствует на момент составления схемы.

Трехлинейные схемы используются при монтажных работах проверках, ремонтах.

Элементы главной схемы ГЭС

К элементам главной схемы относятся основное оборудование (генераторы и трансформаторы), шины, разъединители, выключатели, реакторы, измерительные трансформаторы, провода.

В зависимости от назначения различают сборные и обходные, рабочие и резервные шины. Сборные шины предназначены для приема электрической энергии и последующего распределения её между присоединениями. Обходные шины позволяют производить ремонт оборудования без перерыва нормальной работы присоединений. В большинстве схем с двумя системами шин любая из них может выполнять функции или рабочей или резервной.

Главные схемы ГЭС.

Схема ГЭС должна быть простой, число генераторов окончательное, главная схема не изменяется. Если вблизи имеется потребитель, то его питание осуществляется глубоким вводом повышенного напряжения.

Упрощение технологической и электрической схем ГЭС привело к увеличению единичной мощности гидрогенераторов. Число повышенных напряжений , число отходящих линий стремятся уменьшить. При небольшом числе присоединений на повышенном напряжении применяются схемы с одной СШ + ОСШ или 2СШ + ОСШ с несекционированной системой шин, многоугольников или блоков Г-Т-Л с присоединением к шинам мощных подстанций системы. Удобны в эксплуатации схемы мостика, треугольника, четырёхугольника.

Число присоединений может быть уменьшено применением укрупненных блоков и применением трансформаторов с расщеплёнными обмотками (рис. 30.1, 30.2).

На ГЭС также применяются упрощённые схемы: шины–линия (рис.30.3), шины–трансформатор (рис. 30.4), простые и двойные мостики (на стадии строительства).

Схемы с укрупненными блоками имеют меньшее число трансформаторов, упрощается РУ, снижаются капиталовложения в электрическую часть ГЭС. Мощность укрупнённых блоков зависит от напряжения сети, режима ГЭС, мощности системы и других условий.

Главные схемы ГАЭС.

ГАЭС работают в пиковой части графика нагрузок. Это позволяет выравнивать графики других электростанций энергосистемы. Это особенно важно для ТЭС и АЭС, работающих в базовой части графика нагрузки энергосистемы. ГАЭС могут работать также в режиме синхронного компенсатора, то есть выдавать или потреблять реактивную мощность. В ночное время суток, выходные и праздничные дни ГАЭС работают в насосном режиме  часов. ГАЭС высокоманевренны, их используют для регулирования частоты в энергосистеме, а также для покрытия нагрузки в часы максимума и в аварийных режимах.

Наиболее эффективны ГАЭС, расположенные близко с АЭС. ГАЭС имеют три принципиальных технологических схемы:

а. Четырёхмашинная с отдельными агрегатами турбина-генератор (Т-Г) и двигатель-насос (Д-Н);

б. Трехмашинная с тремя агрегатами на общем валу турбина-насос-генератор (двигатель) с обратимым агрегатом генератор-двигатель;

в. Двухмашинная с обратимым агрегатом (ОА) турбина (насос)-генератор (двигатель) Т(Н)-Г(Д).

На крупных ГАЭС наибольшее распространение получили двухмашинные схемы с обратимыми агрегатами и частично трехмашинные. Пример двухмашинной схемы приведен на рис. 30.7.

Используется асинхронных пуск в насосном режиме, частотный пуск (система пуска пониженной частотой СПЧ), пусковые двигатели. Наиболее предпочтительны схемы СПЧ. Схемы ГАЭС построены по блочному принципу. Блоки выполняются одиночными и сдвоенными.

Агрегаты ГАЭС работают в обратимом режиме, поэтому в цепи генераторов устанавливаются дополнительно реверсирующие разъединители. Эти разъединители изменяют порядок чередования фаз при переводе генератора в режим синхронного двигателя.

Схемы ГАЭС в основном не отличаются от главных схем ГЭС.