Краткие теоретические сведения о цепях трёхфазного переменного тока ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ
Санкт-Петербург
Издательство Политехнического университета
УДК 621.316.925
ББК 31.27-053
Б 90
Черновец А. К. Электрические станции: учеб. пособие / А. А. Лапидус, А. К. Черновец. – СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – 160 с.
ISBN
Авторы:
А.А. Лапидус, А.К. Черновец
Учебное пособие соответствует содержанию авторского курса «Электрические станции» для студентов факультета экономики и менеджмента.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.
© Лапидус А.А., Черновец А.К.
© Санкт- Петербургский государственный
ISBN политехнический университет, 2011
Оглавление
Оглавление. 3
Список условных обозначений. 6
Введение. 8
1. Краткие теоретические сведения о цепях трёхфазного переменного тока 9
1.1. Переход систем электроснабжения на трехфазный переменный ток 9
1.2. Области электротехники, использующие постоянный ток. 14
1.3. Типы электрических машин и аппаратов, работающих на трёхфазном переменном токе. 15
1.4. Основные законы и формулы, описывающие цепи трёхфазного переменного тока. 17
1.5. Понятие активной, реактивной и полной мощности. 22
2. Работа электрических станций в составе Единой энергетической системы России 25
2.1. Состав и основные характеристики Единой энергетической системы России 25
2.2. Системы напряжений на электростанциях и в составе ЕЭС.. 38
2.3. Графики электрических нагрузок и проблема их покрытия. 39
3. Технология производства электроэнергии на электростанциях различного типа 42
3.1. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях. Общие сведения. 42
3.2. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях с паротурбинными установками. 44
3.3. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях с газотурбинными установками. 51
3.4. Технология производства электроэнергии на тепловых электростанциях с парогазовыми установками. 54
3.5. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях. Общие сведения. 56
3.6. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях с реакторами ВВЭР. 58
3.7. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях с реакторами РБМК.. 63
3.8. Технология производства электроэнергии на атомных электростанциях с реакторами БН.. 66
3.9. Технология выработки электроэнергии на АЭС с реакторами ЭГП 68
3.10. Технология производства электроэнергии на гидравлических и гидроаккумулирующих электростанциях. 69
4. Основное электрооборудование электростанций. 72
4.1. Синхронные турбо- и гидрогенераторы.. 72
4.2. Синхронные компенсаторы.. 78
4.3. Трансформаторов и автотрансформаторы.. 79
4.4. Электродвигатели переменного и постоянного тока. 83
5. Токоведущие части электростанций. 87
5.1. Воздушные линии электропередачи. 87
5.2. Кабельные линии электропередачи. 89
5.3. Комплектные токопроводы.. 90
6. Коммутационная и прочая аппаратура электростанций. 91
6.1. Выключатели. 91
6.2. Комплектные распределительные устройства на напряжение 6,3 кВ 96
6.3. Разъединители. 97
6.4. Токоограничивающие реакторы.. 98
6.5. Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений. 100
7. Измерительные трансформаторы.. 101
7.1. Необходимость измерения тока и напряжения. 101
7.2. Измерительные трансформаторы тока. 103
7.3. Измерительные трансформаторы напряжения. 105
8. Схемы распределительных устройств высокого напряжения. 105
8.1. Требования к схемам РУ.. 105
8.2. Двойная система сборных шин с обходной системой сборных шин 108
8.3. Кольцевые схемы.. 111
8.4. Двойная система сборных шин с тремя выключателями на два присоединения 113
8.5. Двойная система сборных шин с четырьмя выключателями на три присоединения. 117
9. Главные схемы электрических соединений электростанций. 121
9.1. Главная схема теплоэлектроцентрали. 128
9.2. Главная схема конденсационной тепловой электростанции. 132
9.3. Главная схема атомной электрической станции. 132
9.4. Главная схема гидравлической электростанции. 136
9.5. Главная схема гидроаккумулирующей электростанции. 137
10. Собственные нужды электростанций. 138
10.1. Особенности собственных нужд тепловых электростанций. 138
10.2. Особенности собственных нужд атомных электростанций. 140
10.3. Особенности собственных нужд гидравлических электростанций 142
11. Схемы собственных нужд электростанций. 143
11.1. Схемы собственных нужд конденсационных электростанций. 146
11.2. Схемы собственных нужд теплоэлектроцентралей. 146
11.3. Схема собственных нужд атомных электростанций. 148
11.4. Схемы собственных нужд гидравлических электростанций. 149
11.5. Схемы собственных нужд гидроаккумулирующих электростанций 153
Библиографический список. 157
Список условных обозначений
АБ – аккумуляторная батарея;
АБП – агрегат бесперебойного питания;
АЗ – аварийная защита реактора;
АПВ – автоматическое повторное включение;
АТ – автотрансформатор связи;
а.э. – система аварийного электроснабжения собственных нужд АЭС;
АЭС – атомная электрическая станция;
БН – бустерный насос;
ВЛ – воздушная линия;
ГРУ – генераторное распределительное устройство;
ГТУ – газотурбинная установка;
ГЦН – главный циркуляционный насос;
ИТН – измерительный трансформатор напряжения;
ИТТ – измерительный трансформатор тока;
КАГ – комплекс аппаратный генераторный;
КЗ – короткое замыкание;
КЛ – кабельная линия;
КН – конденсатный насос;
КРУ – комплектное распределительное устройство;
ЛЭП – линия электропередачи;
МРП – магистраль резервного питания;
НКУ – низковольтное комплектное устройство;
н.п. – система надёжного питания собственных нужд АЭС;
н.э. – система нормальной эксплуатации собственных нужд АЭС;
ОДГ – обратимый двигатель-генератор;
ПБВ – устройство переключения числа витков обмотки трансформатора без возбуждения;
ПГУ – парогазовая установка;
ПТН – питательный насос с турбоприводом;
ПТУ – паротурбинная установка;
ПЭН – питательный насос с электроприводом;
РЗ – релейная защита;
РПН – устройство регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой;
РТСН – резервный трансформатор собственных нужд;
СН – собственные нужды;
СПЧР – статический преобразователь частоты регулируемый;
СУЗ – система управления и защиты реактора;
СШ – сборные шины;
ТСН – рабочий трансформатор собственных нужд;
ЦН – циркуляционный насос.
Введение
Электрическая станция – это сложная совокупность электрического и неэлектрического (теплового, ядерного, гидравлического) оборудования, предназначенного для безопасного, надёжного и экономичного производства электрической (и иногда тепловой) энергии и выдачи её потребителю. Различные виды оборудования электростанции объединены друг с другом взаимосвязанными процессами и поэтому должны изучаться в комплексе. Электроэнергия при этом рассматривается как специфический товар, имеющий следующую органическую особенность: процессы производства, транспортировки и потребления данного товара протекают одновременно. Вторым важным свойством является тот факт, что электроэнергия как товар оказывает существенное влияние на качество и себестоимость производства других товаров и оказания услуг. И, наконец, нормальная работа электростанций является залогом национальной безопасности, а нарушение этой работы в крупных масштабах может привести не только к экономическому ущербу для народного хозяйства, но и к негативным социальным последствиям.
Учебное пособие соответствует одноимённому авторскому курсу лекций и даёт возможность ознакомиться с основами производства, преобразования, распределения и выдачи электроэнергии на электрических станциях различного типа – тепловых, атомных, гидравлических.
Знание материалов курса необходимо будущим выпускникам для плодотворного взаимодействия со специалистами, занимающимися проектированием, монтажом, наладкой и эксплуатацией энергоустановок.
Краткие теоретические сведения о цепях трёхфазного переменного тока
|