Файл: Ответы к экзаменационным вопросам по предмету Основы энергетики.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.05.2024
Просмотров: 65
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Солнечное излучение на поверхность Земли зависит от многих факторов: широты и долготы местности, ее географических и климатических особенностей, состояния отношению к Солнцу и т.д.
Поток солнечного излучения на Землю меняется, достигая максимума в 2200 кВт × ч/м2 в год для северо-запада США, запада Южной Америки, части юга и севера Африки, Саудовской Аравии и Центральной части Австралии. Россия находится в зоне, где поток СИ меняется в пределах от 800 до 1400 кВт × ч/м2 в год. При этом продолжительность солнечного сияния в России находится в пределах от 1700 до 2000 ч/год. Максимум указанных значений на Земле составляет более 3600 ч/год. За год на всю территорию России поступает солнечной энергии больше, чем энергия от всех российских ресурсов нефти, газа, угля и урана.
22. Электрические схемы распределительных устройств
При выборе схем распределительных устройств подстанции следует учитывать число присоединений (линий и трансформаторов), требования надежности электроснабжения потребителей и обеспечения транзита мощности через подстанцию в нормальном, ремонтных и послеаварийных режимах. Схемы подстанций должны формироваться таким образом, чтобы была возможность их поэтапного развития. При возникновении аварийных ситуаций должна быть возможность восстановления электроснабжения потребителей средствами автоматики. Число и вид коммутационных аппаратов выбираются таким образом, чтобы обеспечивалась возможность проведения поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения других присоединений.
К схемам подстанций предъявляются требования простоты, наглядности и экономичности. Эти требования могут быть достигнуты за счет унификации конструктивных решений подстанции, которая наилучшим образом реализуется в случае применения типовых схем электрических соединений распределительных устройств.
Рассмотрим наиболее характерные типовые схемы распределительных устройств, нашедшие широкое применение при проектировании подстанций с высшим напряжением 35–750 кВ. К простейшим схемам относятся блочные схемы линия – трансформатор с разъединителем (рис. 14.4, а) и выключателем (рис. 14.4, б). На этих и последующих схемах указаны области рекомендуемых номинальных напряжений. Первая схема может использоваться для подстанций, присоединенных к линиям без ответвлений (рис. 14.4, а), если защита линии со стороны центра питания охватывает трансформатор либо предусмотрен телеотключающий импульс на отключение линии от защиты трансформатора. Вторая схема применяется также для подстанций, подключенных к ответвлениям от линий (рис. 14.3, б).
Для двухтрансформаторной подстанции, питающейся от двух параллельных линий, может быть применена схема с двумя блоками с выключателями в цепи трансформаторов и перемычкой, содержащей два последовательно включенных разъединителя Р1 и Р2 (рис. 14.4, в). Такое включение разъединителей позволяет осуществлять их поочередный ремонт одновременно с соответствующим блоком линия – трансформатор. На практике находятся в эксплуатации подстанции, выполненные по упрощенным блочным схемам, в которых в качестве коммутационных аппаратов используются отделители и короткозамыкатели. Принципы работы таких схем подробно описаны в курсе «ЭУСиП». В связи с конструктивными недостатками этих аппаратов и отрицательным воздействием их работы на выключатели смежных подстанций при коротких замыканиях на вновь сооружаемых подстанциях эти схемы применять не рекомендуется.
 |
 |
Один из вариантов схемы по типу мостика с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий показан на рис. 14.5. Такая схема применяется в радиальных линиях и линиях с двухсторонним питанием с заходом их на подстанции (рис. 14.3, в, з). Здесь на четыре присоединения (две линии и два трансформатора) устанавливается три выключателя.
На подстанциях с двумя линиями и двумя трансформаторами может быть использована схема, в которой число выключателей равно числу присоединений. При этом включение и отключение каждого присоединения производится двумя выключателями – схема по типу четырёхугольника (рис. 14.6). Недостатком схемы является то, что она не позволяет увеличивать количество линий. На напряжении 220 кВ эта схема рекомендуется при мощности трансформаторов 125 МВ⋅А и более.
При числе линий три и более рекомендуется ряд типовых схем распределительных устройств со сборными системами шин. Наиболее простая схема выполняется с одной секционированной системой шин (рис. 14.7, а). В ней каждая линия и каждый трансформатор подключены к одной из секций шин, между которыми установлен секционный выключатель СВ. Более сложная схема содержит также одну секционированную систему шин, но в ней добавляется обходная система шин (рис. 14.7, б).
 |
Секции шин I и II соединяются между собой секционным выключателем СВ. Дополнительно предусмотрен обходной выключатель ОВ, предназначенный для соединения посредством соответствующих разъединителей одной или другой секции шин с обходной системой шин. Такая схема позволяет использовать обходной выключатель для замены выключателя любого присоединения при необходимости вывода его в ремонт.
23. Электрические схемы ТЭЦ,ГЭС,КЭС,АЭС
Изучение электрической части электростанций, особенно схем собственных нужд, тесно связано с технологическим циклом производства электроэнергии, поэтому ниже рассмотрены упрощенные технологические схемы производства электроэнергии на ТЭС и АЭС.
На тепловых конденсационных электростанциях химически связанная энергия топлива при сжигании преобразуется в тепловую, которая используется для нагрева воды в котле и образования пара. Энергией водяного пара приводится во вращение турбина, соединенная с генератором.
Упрощенная технологическая схема КЭС на пылеугольном топливе показана на рис. 1. Нормальная работа электростанции обеспечивается четкой и бесперебойной работой всех ее механизмов. Топливное хозяйство 1 включает приемо-разгрузочные механизмы, устройства для размораживания топлива, транспортеры 2, склады топлива. К пылеприготовительным устройствам 3 относятся механизмы дробления, магнитные аппараты для удаления случайных металлических включений, мельницы для размола топлива. Подготовленное топливо мельничными вентиляторами подается в бункеры котлов, а затем питателями пыли 4 к горелкам котлов 5.
Воздух в топку котла через воздухоподогреватель 6 подается дутьевыми вентиляторами 7, а продукты сгорания отсасываются дымонасосами 8. Продукты сгорания твердого топлива — шлак и зола — удаляются механизмами шлакозолоудаления 9 (смывные, багерные, шламовые насосы).
Рис. 1. Технологическая схема (упрощенная) КЭС:
1 — топливное хозяйство; 2 — транспортеры топлива; 3 — пылеприготовительные устройства; 4 — питатели пыли; 5 —котел; 6 — воздухоподогреватель; 7 — дутьевые вентиляторы; 8 — дымососы; 9 — шлакозолоудаление; 10 — промежуточный пароперегреватель; 11 — часть высокого давления турбины; 12 — часть низкого давления турбины; 13 — генератор; 14 — блочный трансформатор; 15 — трансформатор собственных нужд; 16 — конденсатор; 17 — конденсатный насос; 18 — циркуляционный насос; 19 — пруд-охладитель; 20 — водоподготовительная установка; 21 — дренажный насос; 22 — подогреватель низкого давления; 23 — деаэратор; 24 — питательный насос; 25 — подогреватель высокого давления; 26 — экономайзер
Отработавший в турбине (части высокого давления 11 и низкого 12) пар поступает в конденсатор 16, где охлаждается и конденсируется благодаря подаче охлаждающей воды из пруда-охладителя 19 циркуляционными насосами 18. Конденсат откачивается конденсатным насосом 17, подогревается в подогревателе низкого давления 22, деаэрируется в деаэраторе 23 и питательным насосом 24 через подогреватель высокого давления 25 и экономайзер 26 подается в котел.
Генераторы 13 КЭС соединяются в блоки с повышающими трансформаторами 14, которые передают энергию в распределительное устройство высокого напряжения (РУ ВН) и далее по линиям потребителям. Для электроснабжения многочисленных приводов механизмов собственных нужд электростанции используются трансформаторы с. н. 15, присоединенные отпайкой к генератору энергоблока.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ТЭЦ
На ТЭЦ вырабатывается не только электрическая, но и тепловая энергия. Для нужд промышленных предприятий используется пар, частично отработавший в турбине, а для отопления и горячего водоснабжения устанавливаются специальные подогреватели.
На рис. 2 показана только часть технологической схемы, которая отличается от схемы на рис. 1. Все механизмы, обслуживающие технологическую схему ТЭЦ, аналогичны рассмотренным выше в схеме КЭС, Дополнительным механизмом с. н. является сетевой насос 30.
Особенность электрической части ТЭЦ определяется расположением ее вблизи промышленных предприятий. В этих условиях часть электрической энергии выдается в местную сеть непосредственно на генераторном напряжении, для чего на ТЭЦ обычно сооружается ГРУ. Избыток мощности выдается в сеть высокого напряжения.
Рис. 2. Особенности технологической схемы ТЭЦ:
5,12, 13, 16, 23 —то же, что на рис. 1;27— отбор пара на производство;28 —горячая вода в теплофикационную сеть;29— подогреватели сетевой воды;30— сетевой насос
1.3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ АЭС, ГЭС
Технологическая схема АЭС
АЭС— это по существу тепловые электростанции, которые используют тепловую энергию ядерных реакций.
Один из основных элементов АЭС — реактор. Во многих странах мира используют в основном ядерные реакции расщепления урана U-235 под действием тепловых нейтронов. Для их осуществления в реакторе, кроме топлива (U-235), должен быть замедлитель нейтронов и теплоноситель, отводящий тепло из реактора. В реакторах типа ВВЭР (водо-водяной энергетический) в качестве замедлителя и теплоносителя используется обычная вода под давлением. В реакторах типа РБМК (реактор большой мощности канальный) в качестве теплоносителя используется вода, а в качестве замедлителя — графит. Оба эти реактора нашли широкое применение на АЭС .
Схемы АЭС в тепловой части могут выполняться в различных вариантах. На рис. 1. в качестве примера представлена двухконтурная схема АЭС для электростанций с реакторами ВВЭР. Эта схема близка к схеме КЭС, однако вместо парогенератора на органическом топливе здесь используется ядерная установка.
АЭС, так же как и КЭС, строятся по блочному принципу, как в тепломеханической, так и в электрической части.
Ядерное топливо, запасы которого достаточно велики, обладает очень высокой теплотворной способностью (1 кг U-235 заменяет 2900 т угля), поэтому АЭС особенно эффективны в районах, бедных топливными ресурсами.
АЭС выгодно оснащать энергоблоками большой мощности. Тогда по своим технико-экономическим показателям они не уступают КЭС, а в ряде случаев и превосходят их.
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема АЭС с реактором типа ВВЭР:
1 — реактор; 2 — парогенератор; 3 — турбина; 4 — генератор; 5 — трансформатор; 6 — конденсатор турбины; 7 — конденсатный (питательный) насос; 8 — главный циркуляционный насос
Перспективными являются АЭС с реакторами на быстрых нейтронах (БН), которые могут использоваться для получения тепла и электроэнергии, а также и для воспроизводства ядерного горючего. Технологическая схема энергоблока такой АЭС приведена на рис. 2. Реактор типа БН имеет активную зону, где происходит ядерная реакция с выделением потока быстрых нейтронов. Эти нейтроны воздействуют на элементы из U-238, который обычно в ядерных реакциях не используется, и превращают его в плутоний Рu-239, который может быть впоследствии использован на АЭС в качестве ядерного горючего. Тепло ядерной реакции отводится жидким натрием и используется для выработки электроэнергии.