5.1.2. Электрическое оборудование

Электрическое оборудование ГЭС и ГАЭС аналогично и включает токопроводы от генератора или двигателя-генератора; силовые трансформаторы; распределительное устройство ОРУ (ЗРУ); систему собственных нужд (СН); систему контроля и управления (СКУ) с центральным пунктом управления.

Токопроводы, предназначенные для передачи электрической мощности от генератора или двигателя-генератора, напряжение которых относительно небольшое (6–24 кВ), к трансформатору, в случае относительно большой силы тока выполняются открытыми при мощности до 100 МВ·А и экранированными или в виде специального кабеля при более высокой мощности.

Силовые трансформаторы для передачи электроэнергии в энергосистему повышают напряжение обычно до 110–750 кВ при длине высоковольтных линий электропередач 50–2000 км, а при большей длине и до 1150–1500 кВ. По числу обмоток и их соединениям трансформаторы разделяются на двухи трехобмоточные, а по числу фаз – на однои трехфазные. Трансформаторы, как правило, устанавливаются на открытом воздухе (за исключением некоторых подземных ГЭС и ГАЭС), выполняются с воздушным или водяным охлаждением.

ОРУ (ЗРУ) обеспечивает распределение вырабатываемой электроэнергии между отходящими воздушными линиями (ВЛ) электропередачи через распределительные шины, включает разъединители, выключатели, электрические защиты, противоаварийную автоматику, обеспечивающие защиту оборудования и линий электропередач.

Система собственных нужд (СН) предназначена для обеспечения электроэнергией САР, систем технического водоснабжения, дренажа, автоматики, управления и защит, пожарной сигнализации и др. Для достижения высокой надежности СН выполняется резервированной, включающей не менее двух независимых источников питания, в том числе питание от энергосистемы.

Рис. 5.2. Фрагмент главного щита управления пускового комплекса Ташлыкской ГАЭС

В качестве источника оперативного постоянного тока для устройств автоматики, управления, сигнализации, релейной защиты и других используются специальные преобразовательные агрегаты и аккумуляторные батареи.

Система мониторинга и автоматизированная система управления технологическим процессом. К системе мониторинга относятся устройства контроля за состоянием агрегата и другого оборудования (измерения мощности, напряжения, давления, виброконтроля, температуры различных элементов, охлаждения, подачи масла и др.), которые дают сигнал, а при необходимости импульс на автоматическую остановку агрегата при отклонениях режимов, превышающих допустимые значения. Система мониторинга выполняется совместно с автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП).

Автоматизации подлежат технологические процессы производства, выдачи, а на ГАЭС и потребления электроэнергии.

Автоматизация общестанционных процессов управления, работы основного и вспомогательного оборудования выполняется в виде взаимоувязанных систем, обеспечивающих централизованное автоматизированное (совместно с персоналом и техническими средствами) или автоматическое (без персонала, только техническими средствами) управление.

Система управления ТП на крупных ГЭС (ГАЭС) обычно имеет два уровня – агрегатный (нижний) и станционный (верхний). Щиты управления агрегатов располагаются в помещении машзала. Станционный уровень осуществляется из помещения главного щита управления (ГЩУ) (рис. 5.2).

АСУ ТП, обычно выполняемая на основе микропроцессорной техники, представляет собой иерархическую структуру сбора, обработки, хранения, представления информации, обеспечения заданных режимов, контроля рабочих процессов и принятия управляющих воздействий по заданным алгоритмам или по команде оперативного персонала. Обмен данными между компонентами системы (агрегатными и станционным контроллером) организуется по локальной сети, которая для обеспечения надежности, как правило, выполняется резервированной.

На ГЭС и ГАЭС автоматические устройства системы управления обеспечивают пуск и остановку агрегатов, перевод их из одного режима в другой в зависимости от условий и режимов работы энергосистемы с учетом имеющихся ограничений в работе агрегатов, а также задание по каналам телемеханики режимов ТП ГЭС и ГАЭС диспетчером центральной диспетчерской службы (ЦДС) объединения или объединенного диспетчерского управления (ОДУ) энергосистемы, для ГЭС каскада – диспетчером каскада; оперативное управление ТП ГЭС и ГАЭС с центрального пункта управления.

Рис. 5.3. Главные схемы электрических соединений: а – с общей системой шин генераторного напряжения; б – с дублирующей системой шин генераторного напряжения; 1 – генератор; 2 – трансформатор; 3 – выключатель; 4 – разъединитель; 5 – шины генераторного напряжения