|
Стр. 4
предусматривается ревизия трансформаторов на месте их установки
или используются передвижные емкости.
8. Пневматическое хозяйство
8.1. Пневматическое хозяйство предназначено для снабжения
сжатым воздухом требуемых параметров (давление, расход,
влагосодержание) всех потребителей и включает следующие системы:
а) механического торможения гидроагрегатов с давлением 0,8 МПа;
б) технических нужд (пневмоинструменты, пескоструйная очистка и
окраска металлоконструкций и т.п.) с давлением 0,8 МПа;
в) создания полыньи перед затворами водосбросов плотины с
давлением 0,8 МПа;
г) пневмогидравлической аппаратуры с давлением 0,8 - 4,0 МПа, а
также регулирующих клапанов с пневматическим мембранным или
сильфонным исполнительными механизмами с давлением 0,15 - 1,0 МПа;
д) пневматического ремонтного уплотнения вала турбины с
давлением 0,8 МПа;
е) отжатия воды из камер рабочих колес гидротурбин для работы
гидроагрегата в режиме синхронного компенсатора и в режиме
перевода обратимых агрегатов в насосный режим с давлением 0,8 -
4,2 МПа;
ж) зарядки гидроаккумуляторов МНУ и периодической
автоматической их подзарядки с давлением 4,2 - 7,0 МПа;
з) электрических коммутационных аппаратов - воздушных
выключателей и пневматических приводов маломасляных выключателей,
а также разъединителей высокого напряжения с пневматическим
приводом с рабочими давлениями 0,8 - 4,0 МПа;
и) уплотнения предтурбинных затворов с давлением 0,8 - 4,0 МПа;
к) впуска воздуха в камеру рабочего колеса гидротурбины при
работе в нестационарных режимах с давлением 0,8 МПа (при
необходимости).
8.2. Проект пневматического хозяйства выполняется в
соответствии с правилами ПБ 10-115.
8.3. Воздухоснабжение водолазных скафандров ввиду специфичности
требований к воздуху обеспечивается специальными компрессорными
установками, как правило, передвижными, являющимися инвентарем
водолазной службы.
Воздух к пневматическим инструментам при подводных работах
подается из систем технических нужд.
8.4. Целесообразно создание объединенной компрессорной станции
с компрессорными установками для обслуживания нескольких
потребителей сжатого воздуха, а также резервирование систем с
применением автоматических редуцирующих устройств.
8.5. Питание сжатым воздухом каждой из систем, перечисленных в
п. 8.1, как правило, осуществляется по самостоятельной магистрали,
подключенной к соответствующему воздухосборнику.
Допускается осуществлять питание от одной системы воздуховодов:
пневматических уплотнений предтурбинных затворов высоконапорных
электростанций и зарядки гидроаккумуляторов МНУ;
системы собственных нужд и майнообразователя;
системы торможения, ремонтного уплотнения вала турбины и
предтурбинного затвора при давлении до 0,8 МПа.
8.6. Работа компрессорных установок для поддержания заданного
уровня давления в воздухосборниках и магистралях, а также
управление и контроль за состоянием оборудования полностью
автоматизируются.
8.7. Выбор оборудования для пневматического хозяйства.
8.7.1. В системе механического торможения агрегатов
устанавливается один воздухосборник, емкость которого определяется
возможностью осуществления двух циклов торможения (без учета
включения компрессора) всех агрегатов электростанции, соединенных
в один электрический блок. При этом начальное давление в
воздухосборнике торможения принимается 0,7 МПа, а конечное - 0,5
МПа.
Расход воздуха на один цикл торможения принимается по
техническим условиям на поставку гидрогенераторов. Время
восстановления давления в воздухосборнике не должно превышать
время восстановления давления в МНУ.
Выхлоп воздуха при растормаживании агрегата выполняется
индивидуальным для каждого агрегата, через маслоулавливающее
устройство. Отвод воздуха от маслоулавливающего устройства
осуществляется в атмосферу за пределами здания ГЭС.
8.7.2. Для технических нужд суммарная производительность
компрессоров обеспечивает одновременную работу расчетного числа
пневматических инструментов, предусмотренных проектом для
производства капитальных ремонтов гидроагрегата или здания
электростанции, и принимается не менее, куб. м/мин.:
5 - при 2 - 4 агрегатах на ГЭС;
10 - при 5 - 8 агрегатах;
15 - при 9 - 12 агрегатах;
20 - при числе агрегатов более 12.
Количество устанавливаемых компрессоров - не менее двух.
Для взаимного резервирования целесообразно применять однотипное
компрессорное оборудование для системы торможения и собственных
нужд.
Для воздухоснабжения ремонтных работ на объектах, не имеющих
стационарной разводки магистралей сжатого воздуха для технических
нужд, предусматривается передвижная компрессорная станция
производительностью не менее 5 куб. м/мин.
8.7.3. В системе создания полыньи производительность
компрессоров рассчитывается на расход воздуха 0,02 - 0,03 куб.
м/мин. на 1 м длины незамерзающего фронта.
Вместимость воздухосборников этой установки (куб. м)
принимается равной значению минутной производительности рабочих
компрессоров. Независимо от количества рабочих компрессоров
предусматривается один резервный компрессор.
Давление в воздухосборниках и их местоположение принимаются с
учетом не менее 50% термодинамической осушки сжатого воздуха,
поступающего в магистральный воздухопровод.
8.7.4. В системе воздухоснабжения пневмогидравлической
аппаратуры, как правило, устанавливается один воздухосборник
вместимостью, обеспечивающей работу аппаратуры в течение не менее
2 - 3 ч без включения компрессора.
Ориентировочный расход воздуха на одну измерительную
(импульсную) трубку принимается 5 - 12 л/ч. Питание
воздухосборника рекомендуется осуществлять от компрессорных групп
как низкого, так и высокого давления с соответствующим
редуцированием.
8.7.5. В системе отжатия воды из камер рабочих колес
вертикальных гидроагрегатов для работы в режиме синхронного
компенсатора и для перевода в насосный режим обратимых агрегатов
допускается использовать сжатый воздух давлением 0,8 - 4,2 МПа.
Выбор давления должен производиться на основании сравнения
возможных вариантов с учетом стоимости оборудования, наличия места
для его размещения, расходов на эксплуатацию, стоимости
электроэнергии и других факторов.
Подвод воздуха в разгрузочную полость радиально-осевой
гидромашины давлением выше 3 МПа не предусматривается во избежание
тупикового удара.
Расход воздуха на первоначальное отжатие воды, а также на
утечки после отжатия принимается по техническим условиям.
Для компенсации утечек сжатого воздуха из камеры рабочего
колеса гидротурбины при работе агрегата в режиме синхронного
компенсатора, когда для отжатия применяется давление свыше 0,8
МПа, применяются воздуходувки, компрессоры низкого давления или
водовоздушные эжекторы.
Подвод воздуха от этих устройств в камеру рабочего колеса
осуществляется по самостоятельным трубопроводам, не связанным с
трубопроводами первоначального отжатия.
Производительность компрессоров определяется по максимально
допустимой продолжительности восстановления давления в
воздухосборниках для последующего перевода агрегатов в режим
синхронного компенсатора или пуска в насосный режим обратимых
гидромашин.
8.7.6. В системе зарядки гидроаккумуляторов МНУ принимается
давление на 0,2 - 0,3 МПа выше номинального давления в системе
регулирования.
Производительность компрессорного оборудования принимается из
расчета обеспечения первоначальной зарядки гидроаккумуляторов МНУ
не более чем за 4 ч.
При этом допускается зарядка гидроаккумуляторов до давления 0,8
МПа от систем низкого давления.
В системе зарядки гидроаккумуляторов МНУ устанавливается
резервный компрессор.
Вместимость воздухосборника (куб. м) принимается равной расходу
воздуха на утечки в системе за 8 ч, но не менее значения минутной
производительности рабочих компрессоров. Предусматривается байпас
для подачи воздуха в гидроаккумуляторы, минуя воздухосборник.
8.7.7. Выбор оборудования системы воздухоснабжения
высоковольтных воздушных выключателей и приводов разъединителей
производится в соответствии с ПУЭ.
8.8. Магистральные воздухопроводы выполняют по нижеуказанным
схемам для систем:
а) торможения агрегатов - одинарная, без секционных вентилей, с
резервированием питания щитов торможения от магистралей
технических нужд или пневмогидравлической аппаратуры;
б) технических нужд - одинарная, без секционных вентилей, вдоль
тех помещений, где требуются отводы для присоединения потребителей
(помещения вспомогательного оборудования агрегатов, щитовое
помещение, потерна и т.п.);
в) создания полыньи - одинарная, без секционных вентилей, вдоль
незамерзающего фронта (в потерне, щитовом помещении или по мосту в
верхнем бьефе);
г) пневмогидравлической аппаратуры - одинарная, без секционных
вентилей, вдоль помещений, где установлена аппаратура, а к
приборам, удаленным от здания ГЭС, - в канале или по выступающим
строительным конструкциям; там, где это возможно,
предусматривается резервирование воздуховодов от систем торможения
или собственных нужд;
д) отжатая воды из камер рабочих колес - одинарная, без
секционных вентилей;
е) зарядки гидроаккумуляторов МНУ - одинарная, без секционных
вентилей, вдоль помещений, где выполнены отводы к
гидроаккумуляторам;
ж) электрических распределительных устройств - кольцевая с
секционными вентилями после каждого отвода, с двухсторонним
питанием от компрессорной установки, с отключением не более одного
потребителя. При расположении электрических аппаратов в один ряд
возможно выполнение двойной магистрали без секционных вентилей с
отводами к каждому потребителю от каждой магистрали. Разделение
кольцевой магистрали секционными вентилями обеспечивает
возможность ремонта любого участка трубопровода или элементов
арматуры с отключением не более одного потребителя.
Магистральные воздухопроводы прокладываются с уклоном 0,3% с
установкой в нижних точках вентилей для продувки сети. Ответвления
к аппаратуре прокладываются с уклоном 0,3% в направлении
магистрали. По концам всех магистралей устанавливаются
влагосборники с продувочными вентилями.
Рекомендуется применение оцинкованных труб с фланцевыми
соединениями.
Между шкафом управления и воздушным выключателем
(разъединителем) применяются медные или латунные трубы.
8.9. Забор воздуха компрессорами производительностью более 10
куб. м/мин. осуществляется снаружи. Для компрессоров меньшей
производительности забор воздуха может быть выполнен из помещения
компрессорной.
Следует иметь в виду, что в случае, если компрессор засасывает
воздух из теплого помещения и подает его потребителю или в
воздухосборники, работающие при более низкой температуре, то
полезная производительность компрессора уменьшается
пропорционально отношению абсолютных температур.
8.10. Оперативные переключения в системах торможения и
воздухоснабжения электрических распределительных устройств не
могут приводить даже к кратковременному перерыву в питании
указанных систем.
8.11. Сброс масляноводяного конденсата при продувке
компрессоров, воздухосборников, магистралей осуществляется через
маслоулавливающие устройства.
Масляноводяной конденсат сбрасывается в системы замасленных
стоков.
9. Измерение гидравлических параметров гидроузла
9.1. Система измерений гидравлических параметров гидроузла
предназначена для непрерывного измерения уровней, напора и расхода
воды на гидроузле, а также для автоматизации управления
гидроагрегатами.
9.2. Указанная система обеспечивает:
измерение и регистрацию уровней верхнего и нижнего бьефов;
определение и регистрацию напоров нетто на гидромашинах;
определение и регистрацию расхода воды на каждой гидромашине и
водосбросных сооружениях, суммирование расхода воды через
гидроузел;
контроль за перепадом давления на сороудерживающих решетках;
выдачу унифицированного сигнала на систему управления
гидроагрегатами, а также в систему АСУ ТП.
Отбор давления к первичным приборам может осуществляться тремя
способами: пьезометрическим, непосредственным (поплавком) и
барботажным.
Способ измерения определяется многими факторами, в том числе:
компоновкой гидроузла;
климатическими условиями;
требованиями к диапазону и точности измерения;
длиной импульсных трубок между точкой отбора давления и
первичным прибором, а также кабельных связей между первичным и
вторичным приборами.
9.3. Для измерения указанных выше параметров применяется
аппаратура с унифицированным выходом.
Индикация показателей на вторичных приборах осуществляется в
цифровой форме; для уровней, напоров и перепадов с дискретностью 1
см, а для измерения расхода - с дискретностью 0,1 - 1,0 куб. м/с.
9.4. В зависимости от принятого способа измерения первичные
приборы устанавливаются или в точке отбора давления, или в удобном
для обслуживания месте здания гидроэлектростанции; на удаленных от
здания гидроэлектростанции водоприемниках первичные приборы
устанавливаются в отапливаемых помещениях.
Вторичные показывающие и регистрирующие приборы измерения
уровней верхнего и нижнего бьефов, напора брутто и суммарного
расхода через гидромашины гидроэлектростанции, а также расхода
воды через водосбросные сооружения устанавливаются на центральном
пункте управления (ЦПУ).
Приборы измерения и регистрации расхода воды через гидромашину,
напора нетто и перепада уровня на сороудерживающей решетке каждого
агрегата устанавливаются на агрегатных щитах управления (АЩУ).
9.5. Измерение уровня верхнего бьефа осуществляется в двух
точках при длине напорного фронта менее 500 м. Датчики
устанавливаются на водоприемнике и плотине у правого и левого
берега.
При наличии перекоса уровней, нагона и большой длине напорного
фронта число датчиков может быть увеличено.
Измерение уровней нижнего бьефа осуществляется на выходе воды
из отсасывающих труб гидромашины и на отводящем канале в створе
установившегося движения потока воды при работающих водосбросах.
Точность измерения уровней, напора и перепада уровней на
сороудерживающих решетках принимается не ниже +/- 2 - 5 см.
Измерение расхода воды через гидромашины и донные водосбросы
выполняется относительным методом с помощью перепадомеров. Отбор
давления осуществляется в мерном створе спиральной камеры
гидромашины донного водосброса. Предел допустимой погрешности
измерения разности давлений в мерном створе не превышает +/- 0,5%.
9.6. Для проведения натурных испытаний турбин в агрегатных
блоках предусматриваются закладные измерительные трубки, а также
другие устройства, обеспечивающие измерение уровней, напора,
расходов в соответствии с рекомендациями МЭК.
Количество агрегатов, подвергаемых натурным испытаниям,
принимается: 1 - при числе агрегатов на электростанции до 4; 2 -
при числе агрегатов от 5 до 10; 3 - при числе агрегатов от 11 до
20 и более.
10. Главные электрические схемы
10.1. Главные электрические схемы проектируются на основании
схемы развития энергосистемы, к которой присоединяется
электростанция.
При разработке главной электрической схемы учитываются
следующие исходные данные:
а) напряжения, на которых выдается электроэнергия
электростанции в энергосистему, число и направление линий
электропередачи на каждом напряжении; мощность, передаваемая по
каждой линии; рекомендуемое распределение гидроагрегатов между
напряжениями, перетоки мощности между распределительными
устройствами разных повышенных напряжений электростанции;
б) графики активной нагрузки электростанции и участие ее в
общем графике активной нагрузки энергосистемы по характерным
периодам года на каждом напряжении;
в) наибольшая мощность, потеря которой допустима по наличию
резервной мощности в энергосистеме и по пропускной способности
линий электропередачи внутри системы и межсистемных связей;
г) участие электростанции в покрытии графиков реактивной
нагрузки (включая в период максимума активной нагрузки
энергосистемы); необходимость работы гидроагрегатов в режиме
синхронных компенсаторов, а также в режиме потребления реактивной
мощности; необходимость установки шунтирующих реакторов, их
мощность, номинальное напряжение и схема присоединения; значение
номинального коэффициента мощности гидрогенераторов (генераторов-
двигателей) по условиям работы энергосистемы;
д) токи коротких замыканий (трехфазных, однофазных) на шинах
распределительных устройств повышенных напряжений для
максимального и минимального режимов нагрузки энергосистемы, а
также восстанавливающиеся напряжения на контактах выключателей
соответствующих распределительных устройств;
е) требования к гидрогенераторам (генераторам-двигателям) и
другому электрооборудованию, определяемые условиями устойчивости
параллельной работы электростанции в энергосистеме или исключением
процесса самовозбуждения при работе на холостую линию (параметры
возбуждения, реактансы и механическая постоянная времени), и
требования системной противоаварийной автоматики (максимально
допустимое время отключения выключателей, необходимость
секционирования шин повышенного напряжения, величина отключаемой
мощности для разгрузки линий электропередачи);
ж) допустимые колебания напряжения на шинах повышенных
напряжений при различных режимах работы обратимых агрегатов ГАЭС,
в том числе при прямом пуске.
10.2. Главная электрическая схема учитывает очередность ввода
агрегатов электростанции и возможность расширения
распределительных устройств повышенных напряжений в соответствии с
перспективой развития энергосистемы. Выдача электроэнергии от
гидроагрегатов первых очередей строящейся электростанции
предусматривается через соответствующие части постоянных
распределительных устройств.
10.3. Трансформаторы (автотрансформаторы) на электростанциях
принимаются трехфазными. В случае невозможности поставки заводами
трехфазных трансформаторов необходимой мощности или при наличии
транспортных ограничений допускается применение групп из
однофазных трансформаторов.
Применение резервных трехфазных или однофазных трансформаторов
обосновывается.
10.4. Связь между двумя распределительными устройствами разных
напряжений от 110 кВ и выше выполняется с помощью
автотрансформаторов или трехобмоточных трансформаторов, а при
одном из двух напряжений 35 кВ и ниже - с помощью двухобмоточных
или трехобмоточных трансформаторов. К обмоткам низшего напряжения
автотрансформаторов и трехобмоточных трансформаторов допускается
подключать генераторы. Целесообразность такого подключения
генераторов обосновывается с учетом напряжений на обмотках высшего
и среднего напряжений при разных режимах работы.
Количество автотрансформаторов (трансформаторов) связи
распределительных устройств повышенных напряжений, а также схемы
их присоединений к шинам РУ обосновываются исходя из режима работы
этой связи.
10.5. Для однофазных автотрансформаторов связи РУ разных
напряжений резервная фаза предусматривается при установке только
одной группы автотрансформаторов. Замена поврежденной фазы на
резервную осуществляется путем перекатки резервной фазы.
Для двух групп автотрансформаторов связи установка резервной
фазы не предусматривается, в этом случае предусматривается
опережающая установка фазы второй группы на период работы только
одной группы.
10.6. Все автотрансформаторы и трехобмоточные трансформаторы
связи распределительных устройств разных напряжений снабжаются
устройствами регулирования напряжения под нагрузкой на одном
напряжении (ВН или СН); при необходимости регулирования напряжений
на двух повышенных напряжениях предусматривается установка
линейного вольтодобавочного трансформатора.
10.7. В главных электрических схемах электростанций применяются
следующие типы электрических блоков:
а) одиночный блок (генератор-трансформатор);
б) укрупненный блок (несколько генераторов, подключенных к
одному общему повышающему трансформатору или к одной группе
однофазных трансформаторов);
в) объединенный блок (несколько одиночных или укрупненных
блоков, объединенные между собой без выключателей на стороне
высшего напряжения повышающих трансформаторов).
10.8. Тип блока выбирается на основании сопоставления
целесообразных вариантов с учетом режимов и надежности работы
электростанции, затрат на оборудование генераторного и повышенного
напряжений, стоимости потерь энергии в повышающих трансформаторах,
удобств эксплуатации, конструктивно-компоновочных решений и др.
Мощность электрического блока не может превышать значения
мощности, определенной п. 10.1 "в" с учетом п. 10.10 настоящих
Рекомендаций.
10.9. Во всех электрических блоках между генераторами и
повышающими трансформаторами, как правило, устанавливаются
выключатели.
Для включения (отключения) и реверсирования обратимого агрегата
ГАЭС используются два выключателя или выключатель и два
разъединителя с повышенным ресурсом работы.
В укрупненных электрических блоках при большой величине тока
короткого замыкания на выводах генератора рекомендуется выбирать
генераторный выключатель с номинальным током отключения не менее
величины тока короткого замыкания от генератора для защиты
трансформатора при внутренних повреждениях. При этом динамическая
и термическая стойкости такого выключателя должны соответствовать
току короткого замыкания на выводах генератора. Отключение тока
короткого замыкания на выводах генератора должно производится
выключателем (выключателями) высокой стороны блочного
трансформатора с последующим отключением генераторного выключателя
и восстановлением работы укрупненного блока.
10.10. Главные электрические схемы электростанций проектируются
исходя из следующих условий:
а) отказ любого выключателя (в том числе и в период ремонта
любого другого выключателя) не должен приводить к потере блоков
суммарной мощностью больше мощности, определенной п. 10.1 "в"
настоящих Рекомендаций и тех линий электропередачи (двух и более),
отключение которых может вызвать нарушение устойчивости
энергосистемы или ее части;
б) отказ любого выключателя в схемах, в которых на шины
электростанции заводятся параллельные транзитные линии
электропередачи, не должен приводить к выпадению обеих линий
транзита одного направления;
в) отключение линии электропередачи со стороны электростанции
производится не более чем двумя выключателями;
г) отключение электрического блока может производиться не более
чем тремя выключателями распределительного устройства повышенного
напряжения;
д) отключение автотрансформаторов и трансформаторов связи
распределительных устройств разных напряжений может производиться
при повреждении автотрансформаторов и трансформаторов не более чем
четырьмя выключателями распределительных устройств повышенных
напряжений;
е) ремонт любого из выключателей распределительного устройства
110 кВ и выше предусматривается без отключения присоединения.
10.11. Для распределительных устройств электростанции
напряжением 110 кВ и выше рекомендуются к применению следующие
схемы.
10.11.1. При напряжении 110 - 220 кВ - с одним выключателем на
присоединение:
а) одна рабочая секционированная и обходная система шин;
секционирование рекомендуется выполнять двумя выключателями при
числе присоединений до 8;
б) две рабочих и обходная система шин при количестве
присоединений до 11;
в) две рабочих секционированных и обходная системы шин при
количестве присоединений 12 и более.
10.11.2. Для напряжений 110 кВ и выше при количестве
присоединений не более 6 - схемы с принадлежностью выключателя к
двум присоединениям и с количеством выключателей, равным
количеству присоединений:
а) мостик;
б) треугольник;
в) четырехугольник;
г) шестиугольник, при применении высоконадежного оборудования,
например КРУЭ 220 - 500 кВ.
10.11.3. Для напряжений 330, 500 кВ - схемы с принадлежностью
выключателя к двум присоединениям и со сборными шинами:
а) с двумя системами шин и с тремя выключателями на два
присоединения (схема "3/2");
б) с двумя системами шин и с четырьмя выключателями на три
присоединения (схема "4/3").
По условиям противоаварийной автоматики в этих схемах может
выполнятся секционирование сборных шин.
10.12. Подключение блоков, автотрансформаторов, линий может
приниматься отличающимся от принятого в указанных схемах.
10.13. При обосновании варианта главной электрической схемы
электростанции рассматриваются вопросы надежности выдачи
электроэнергии, оперативных и ремонтных свойств схемы, удобства
деления схемы по сигналам противоаварийной автоматики, количества
операций с выключателями и разъединителями в различных режимах,
компоновки оборудования, стоимости распределительных устройств и
др.
При прочих равных условиях предпочтение должно отдаваться
схеме, обладающей необходимой надежностью, и в которой отключение
отдельных цепей осуществляется меньшим числом выключателей.
11. Гидрогенераторы, генераторы-двигатели
и их системы возбуждения
11.1. Гидрогенераторы, генераторы-двигатели и их системы
возбуждения разрабатываются на основе технических требований.
В технических требованиях предусматривается обеспечение
автоматического управления, контроля режимных параметров и
мониторинга состояния оборудования.
При разработке технических требований проводится поиск аналога
и выявляется возможность использования для данного объекта
освоенных или ранее разработанных электрических машин.
11.2. Электрические машины, системы возбуждения и
вспомогательное оборудование проектируют с учетом обеспечения
надежной работы гидроагрегата во всех режимах без вмешательства
дежурного персонала.
11.3. Конструкция электрической машины, отдельных ее узлов и
вспомогательные системы разрабатываются с учетом обеспечения пуска
и останова гидроагрегата при отсутствии напряжения собственных
нужд переменного тока.
11.4. Гидрогенераторы, генераторы-двигатели.
11.4.1. Номинальная мощность и вид конструктивного исполнения
электрической машины принимаются исходя из типа и параметров
гидромашины.
11.4.2. Гидрогенераторы и генераторы-двигатели проектируются
как машины единичного производства в соответствии с
государственным стандартом.
11.4.3. Синхронные машины разрабатываются, как правило,
оптимальными по технико-экономическим показателям, габаритам,
массе и коэффициенту полезного действия.
Отклонения от оптимальной конструкции синхронной машины (по
величине махового момента, заброса оборотов, индуктивностей и
т.п.) допускаются при соответствующем обосновании и получении
дополнительного эффекта по гидроузлу.
11.4.4. При проектировании электростанции определяются
следующие основные технические данные и параметры электрической
машины:
а) тип и вид конструктивного исполнения;
б) номинальные параметры: мощность, коэффициент мощности,
напряжение, частота вращения, коэффициент полезного действия;
в) маховой момент;
г) разгонная частота вращения;
д) реактансы;
е) масса;
ж) стоимость.
11.4.5. В качестве гидрогенераторов и генераторов-двигателей,
как правило, применяются синхронные явнополюсные машины с
вертикальным или горизонтальным валом.
На гидроузлах, где в период постоянной эксплуатации
происходят систематические значительные изменения напора
(H < (0,5 - 0,6) H ), следует рассматривать варианты
min max
электрической машины, позволяющие работу гидротурбины с частотой
вращения, отличающейся от номинальной (асинхронизированные,
многоскоростные с переключением количества полюсов и др.).
11.4.6. Выбор конструктивного исполнения вертикальной
синхронной машины производится по частоте вращения и мощности
гидроагрегата на основании следующих показателей: габариты
агрегата, масса, коэффициент полезного действия и стоимость
электрической машины.
Как правило, для гидроагрегатов с частотой вращения до 200
об./мин. и диаметром рабочего колеса гидромашины свыше 4,5 м
применяется зонтичное исполнение с опорой подпятника на крышку
гидромашины.
Для гидроагрегатов с частотой вращения более 200 об./мин.
применяется подвесное исполнение с опорой подпятника на верхнюю
крестовину.
В диапазоне частоты вращения от 150 до 333,3 об./мин. вид
конструктивного исполнения электромашины рекомендуется выбирать на
основании технико-экономического расчета.
Применение электромашины зонтичного исполнения с опорой
подпятника на нижнюю крестовину обосновывается.
11.4.7. На малоагрегатных электростанциях (до четырех
агрегатов) целесообразно рассматривать применение гидрогенераторов
с отъемным остовом ротора с целью снижения грузоподъемности и
количества кранов машинного зала.
11.4.8. Для уникальных по мощности или габаритам синхронных
машин с целью повышения эксплуатационной надежности
рассматривается целесообразность сборки активной стали статора "в
кольцо" на месте их монтажа. Применение статоров, собираемых в
"кольцо" на месте монтажа, обосновывается технико-экономическими
расчетами с учетом увеличения сроков монтажа и стоимости
мероприятий по обеспечению условий сборки.
11.4.9. Для повышения надежности работы подпятников применяются
сегменты с эластичным металлопластмассовым покрытием. Контроль
температуры в этом случае осуществляется на каждом сегменте.
11.4.10. Номинальное напряжение статора синхронной машины
выбирается из ряда значений, определенных государственным
стандартом: 0,4; 0,63; 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18,0; 20 кВ.
Значение напряжения в зависимости от мощности машины
принимается по табл. 11.1.
Таблица 11.1
-----------T------T-------T-------T--------T---------T-----------¬
¦Мощность, ¦5 - 10¦10 - 25¦25 - 50¦50 - 150¦150 - 500¦600 и более¦
¦МВ x А ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+----------+------+-------+-------+--------+---------+-----------+
¦Напряже- ¦3,15 -¦6,3 - ¦10,5 - ¦13,8 - ¦15,75 - ¦18,0 - 20,0¦
¦ние, кВ ¦6,3 ¦10,5 ¦13,8 ¦15,75 ¦18,0 ¦ ¦
L----------+------+-------+-------+--------+---------+------------
Значение номинального напряжения принимается с учетом технико-
экономических показателей всего тракта - от электрической машины
до трансформатора.
11.4.11. Коэффициент мощности синхронной машины принимается по
п. 10.1 "г" настоящих Рекомендаций.
11.4.12. Для обеспечения выдачи и потребления реактивной
мощности предусматривается возможность работы синхронных машин
(кроме капсульных) в режиме синхронных компенсаторов, а также в
режимах выдачи активной мощности с потреблением реактивной
мощности. Работа капсульных гидроагрегатов в режиме синхронного
компенсатора (при свернутых лопастях рабочего колеса турбины)
допускается при соответствующем обосновании.
11.4.13. Маховой момент (постоянная инерции) синхронной машины,
как правило, определяется оптимальной (с точки зрения
электрического и магнитного использования) конструкцией агрегата.
При наличии специальных требований, исходящих из условия
обеспечения гарантий регулирования гидромашины и (или) условий
обеспечения устойчивости электропередачи, минимально допустимая
величина махового момента задается в соответствии с этими
требованиями.
11.4.14. Повышение частоты вращения синхронной машины при
сбросе номинальной нагрузки задается на основании расчетов
гарантий регулирования (см. п. п. 4.2.8 и 4.2.10 настоящих
Рекомендаций).
11.4.15. Реактансы синхронной машины, как правило, определяются
конструкцией машины. При наличии специальных требований, исходящих
из условий обеспечения устойчивости электропередачи или исключения
процесса самовозбуждения при работе на холостую линию, индуктивные
сопротивления задаются на основании расчетов, выполненных при
проектировании схемы присоединения электростанции к энергосистеме.
11.4.16. Коэффициент полезного действия синхронной машины при
номинальной нагрузке и номинальном коэффициенте мощности
принимается не ниже значений, указанных в табл. 11.2.
Таблица 11.2
-----------------T-----------------------------------------------¬
¦Диапазон номи- ¦ Диапазон частоты вращения, об./мин. ¦
¦нальных мощно- +-----------T-----------T-----------T-----------+
¦стей, МВ x А ¦50 - 93,76 ¦100 - 187,5¦ 200 - 300 ¦333,3 - 600¦
+----------------+-----------+-----------+-----------+-----------+
¦10 - 25 ¦95,9 - 96,6¦96,0 - 96,7¦95,8 - 96,4¦96,1 - 96,3¦
+----------------+-----------+-----------+-----------+-----------+
¦25 - 50 ¦96,6 - 97,3¦96,7 - 97,3¦96,4 - 97,2¦96,5 - 97,0¦
+----------------+-----------+-----------+-----------+-----------+
¦50 - 100 ¦97,3 - 98,0¦98,0 - 98,2¦97,2 - 97,7¦97,0 - 97,6¦
+----------------+-----------+-----------+-----------+-----------+
¦100 - 250 ¦98,0 - 98,3¦98,2 - 98,6¦97,7 - 98,4¦97,6 - 98,4¦
+----------------+-----------+-----------+-----------+-----------+
¦Свыше 250 ¦98,3 - 98,7¦98,6 - 98,9¦98,2 - 98,5¦- ¦
L----------------+-----------+-----------+-----------+------------
11.4.17. В электрических машинах, как правило, применяется
система косвенного воздушно-водяного охлаждения с замкнутым циклом
охлаждения. Охлаждение воздуха обеспечивается водяными
охладителями.
11.4.17.1. Рекомендуется, по согласованию с разработчиком,
использовать отбор до 20% горячего воздуха для обогрева машинного
зала электростанции. При отборе более 15% горячего воздуха
устанавливаются пылеулавливающие фильтры на входе воздуха в стакан
генератора.
11.4.17.2. Как правило, применяется система самовентиляции, где
вентилятором служит ротор.
Допускается применение принудительной системы воздушного или
водяного охлаждения в капсульных генераторах, а также в
электрических машинах мощностью более 500 МВт. Целесообразность
применения системы непосредственного водяного охлаждения обмоток
статора, ротора и других активных частей обосновывается.
11.4.17.3. На электростанциях, имеющих синхронные машины с
непосредственным водяным охлаждением активных частей,
предусматриваются установка для приготовления обессоленной воды и
трубопроводы для ее подачи к агрегатам. Выбор оборудования этой
установки и требования к качеству обессоленной воды определяются
поставщиком электрической машины.
11.4.18. Гидрогенераторы вертикального исполнения проектируют с
системой механического торможения вращающихся частей
гидроагрегата.
Для агрегатов с большими маховыми массами вращающихся частей (с
механической постоянной времени более 8 с), а также работающих в
остропиковом режиме и генераторов-двигателей рекомендуется
применять систему электрического торможения, основанную на методе
короткого замыкания.
При применении системы электрического торможения механическая
система используется для исключения длительного вращения ротора на
малых оборотах, для подъема ротора на тормозах, а также в качестве
резервной для торможения при коротких замыканиях внутри синхронной
машины.
11.4.19. Способы пуска генераторов-двигателей в двигательный
режим выбираются в зависимости от мощности агрегата,
эксплуатационной надежности и степени влияния режима пуска на
энергосистему.
Как правило, пуск в двигательный режим генератора-двигателя
осуществляется с помощью статического преобразователя частоты.
Для агрегатов мощностью до 100 МВт рекомендуется рассматривать
другие способы пуска, в том числе - прямой асинхронный.
11.5. Системы возбуждения.
11.5.1. Система возбуждения обеспечивает возбуждение синхронной
машины во всех нормальных и аварийных режимах, предусмотренных
техническими условиями (заданием) на синхронную машину.
11.5.2. Система возбуждения вновь проектируемых синхронных
машин разрабатывается на номинальный ток и номинальное напряжение,
превышающие на 10% расчетные значения номинального тока и
номинального напряжения ротора синхронной машины.
11.5.3. Системы возбуждения, предназначенные для замены
физически и морально устаревших возбудителей на действующих
электростанциях, допускается разрабатывать на параметры,
соответствующие реальным параметрам возбуждения синхронной машины
без 10%-ного запаса.
11.5.4. Кратность форсировки по напряжению системы возбуждения,
влияющая на устойчивость параллельной работы синхронной машины в
энергосистеме, задается на основании указаний п. 10.1 "е"
настоящих Рекомендаций.
Как правило, при установленной мощности электростанции до 800
МВт и единичной мощности агрегата до 150 МВт кратность форсировки
по напряжению принимается равной 2,5.
В случае, если по условиям динамической устойчивости требуется
кратность форсировки 3 и более, проводится сопоставление вариантов
исполнения новой системы возбуждения и других способов повышения
динамической устойчивости (отключение агрегатов, электрическое
торможение и т.п.) и рассматривается возможность снижения величины
кратности форсировки относительно требуемой.
11.5.5. Система возбуждения двигателей-генераторов обеспечивает
регулируемое возбуждение в процессе пуска в двигательный режим и в
процессе электрического торможения агрегата при останове.
11.5.6. Для гидрогенераторов, оснащенных устройством
электрического торможения при остановах по п. 11.4.18 настоящих
Рекомендаций, разрабатывается схема возбуждения в режиме
торможения.
11.5.7. Для всех гидрогенераторов и генераторов-двигателей
применяются статические тиристорные системы возбуждения, как
правило, по схеме параллельного самовозбуждения (питание
тиристорных преобразователей от главных выводов синхронной машины
через выпрямительный трансформатор).
Для уникальных по мощности генераторов, а также для
гидрогенераторов ГЭС, занимающих определяющее место в
энергосистеме, допускается применение тиристорной системы по схеме
независимого возбуждения (питание тиристорных преобразователей от
вспомогательного генератора на валу главного).
Для возбуждения вспомогательных генераторов применяются
тиристорные системы по схеме параллельного самовозбуждения.
11.5.8. Выпрямительный трансформатор может присоединяться к
выводам:
гидрогенератора до и после генераторного выключателя;
генератора-двигателя, как правило, после генераторного
выключателя.
В случае присоединения выпрямительного трансформатора до
генераторного выключателя система возбуждения оснащается
коммутационным аппаратом для обеспечения питания от собственных
нужд ГЭС в процессе электрического торможения гидроагрегата при
останове.
В случае присоединения выпрямительного трансформатора за
генераторным выключателем в силовых цепях системы возбуждения
предусматриваются устройства (накладки, разъединители) для
обеспечения снятия напряжения при производстве ремонтных работ на
остановленном агрегате.
11.5.9. Системы возбуждения, как правило, выполняются
одногрупповыми. Тиристорный преобразователь может состоять из
одного или нескольких силовых мостов с параллельным соединением их
на стороне постоянного и переменного тока.
11.5.10. При кратности форсировки возбуждения 3,5 и более
допускается применять двухгрупповую систему возбуждения (с рабочей
и форсировочной группами преобразователей).
11.5.11. Система возбуждения гидрогенераторов, как правило,
выбирается из серии комплектных унифицированных систем
возбуждения, содержащих полный комплект оборудования и аппаратуры,
включая устройства и аппаратуру управления, защиты, сигнализации и
измерения.
11.5.12. Для гидрогенераторов мощностью до 50 МВт допускается
применять упрощенную одногрупповую систему возбуждения с
регулятором возбуждения пропорционального действия, имеющим
ограничитель минимального и максимального токов ротора.
11.5.13. Выпрямительные трансформаторы, предназначенные для
питания тиристорных преобразователей, как правило, выполняются
трехфазными сухими, с естественным воздушным охлаждением.
Допускается применение трансформаторов типовой мощностью 6000 кВ x
А и более с принудительным охлаждением.
11.5.14. Системы возбуждения на номинальный ток до 2500 А
комплектуются тиристорными преобразователями с естественным
воздушным охлаждением тиристоров.
Системы возбуждения на номинальный ток более 2500 А допускается
комплектовать тиристорными преобразователями с принудительным
охлаждением.
11.5.15. Системы охлаждения тиристорных преобразователей имеют
100%-ный резерв по числу насосов или вентиляторов (не менее двух
насосов или вентиляторов).
Допустимая продолжительность работы системы возбуждения при
полном прекращении потока охлаждающего агента принимается не менее
времени действия резервных защит.
11.5.16. Системы возбуждения синхронных машин с
непосредственным охлаждением обмоток статора водой в случае
применения тиристорных преобразователей с водяным охлаждением
могут использовать общую с генератором систему водоподготовки,
включая теплообменники и ионообменные фильтры.
11.5.17. В качестве контрольно-измерительной аппаратуры в цепи
постоянного тока применяются измерительные преобразователи.
11.5.18. На электростанции предусматривается возможность
наладки и испытаний системы самовозбуждения, а также снятия
характеристик короткого замыкания и холостого хода синхронной
машины, при этом указываются источник питания (шины генераторного
напряжения, шины собственных нужд), место и средства подключения
системы возбуждения к источнику питания.
12. Собственные нужды и оперативный ток
12.1. Для электроснабжения собственных нужд предусматривается
не менее двух независимых источников питания.
В качестве независимых источников питания могут приниматься:
а) обмотка низшего напряжения повышающего (блочного)
трансформатора при наличии генераторного выключателя и режима
постоянного включения повышающего трансформатора с высокой
стороны;
б) гидрогенератор;
в) обмотка низшего напряжения автотрансформаторов связи
распределительных устройств повышенных напряжений;
г) подстанция местного района, имеющая связь с энергосистемой;
|
