Иваново 2011

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего

Профессионального образования

"Ивановский государственный энергетический университет

имени В.И. Ленина"

И.А. Баженов, С.И. Марьянова

РЕЖИМЫ РАБОТЫ

ОСНОВНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

Учебное пособие

Второе издание, переработанное и дополненное

Иваново 2011

УДК 621.311.004

М 86

И.А. Баженов, С.И. Марьянова. Режимы работы основного электрооборудования электрических станций: Учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. / ГОУВПО "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина”. – Иваново, 2011. – 148 с.

ISBN

Учебное пособие содержит описание характерных режимов работы синхронных турбогенераторов – включение генератора в сеть, нормальный нагрузочный режим, асинхронный режим при потере возбуждения, несимметричные режимы работы; силовых трансформаторов (автотран-сформаторов) и схем электрических соединений. Приводятся примеры расчёта параметров генератора в указанных режимах, основные техничес-кие характеристики современных турбогенераторов.

Предназначено для студентов специальности 140204.65.

.

Табл. 21. Ил. 61. Библиогр.: 29 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

ГОУВПО "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина "

НАУЧНЫЙ РЕДАКТОР

А.В. Рассказчиков (ИГЭУ)

РЕЦЕНЗЕНТ

кафедра " Электрические станции, подстанции и диагностика электрооборудования "

ISBN © И.А. Баженов, С.И. Марьянова, 2011

ВВЕДЕНИЕ

Энергетика составляет основу экономического комплекса при любом способе хозяйствования. Особо важное значение во всех сферах производства и жизнеобеспечения имеет электроэнергетика. Базовым элементом электроэнергетических систем являются электрические станции. Основные виды промышленных установок для получения электрической энергии представлены в таблице (табл.В). Наибольшей разновидностью отличаются тепловые энергетические циклы. В настоящее время основой российской электроэнергетики являются тепловые электрические станции, преимущественно ГРЭС (КЭС), ТЭЦ, АЭС. На их долю приходится примерно 90 % выработки электроэнергии. После затяжного периода застоя в энергетике в 90-х годах начинается оживление процесса развития её. Значительное внимание уделяется ускоренному развитию атомной энергетики – если сейчас её доля в общем объёме производства электроэнергии составляет 16-17 %, то поставлена задача довести её к 2030 году до 25 %.

Тепловые электрические станции работают на невозобновляемых энергетических ресурсах – органических (уголь, газ) и ядерных. Если запасы органических энергоносителей ограничены не слишком далёкой перспективой, то ядерные технологии обеспечены первичным энергоносителем на довольно далёкую перспективу, особенно с учётом внедрения в промышленных масштабах технологий на “быстрых” нейтронах.

Выработка электроэнергии на гидроэлектростанциях составляет около 10-11 %. Хотя здесь используются возобновляемые источники энергии, но неравномерность их распределения, несовпадение с регионами потребления электроэнергии, необходимость передачи больших количеств энергии на большие расстояния, зависимость от сезона, от погодных и атмосферных условий, влияние на экологическую обстановку региона ограничивают возможности их развития.

Другие, так называемые нетрадиционные способы получения электроэнергии – солнечные, ветровые, приливные, геотермальные электростанции, могут в перспективе дать не более 2 % потребного количества электроэнергии. В настоящее время их роль довольно мала.

В настоящем учебном пособии основное внимание уделено тепловым электрическим станциям.

Современная электрическая станция представляет собой сложнейший технологический комплекс, и для её эксплуатации требуется высококвалифицированный персонал. В условиях АЭС, когда заявленным приоритетом является обеспечение ядерной и экологической безопасности, наличие высокой технической культуры у эксплуатационного персонала является обязательным.

Классификационная таблица основных энергетических циклов

электрических станций по способу преобразования энергии

Примечание.

В табл.В использованы следующие обозначения:

ХЭ – химическая энергия ископаемого топлива, К – котёл, ТЭ – тепловая энергия, ЭЭ – электрическая энергия, МЭ – механическая энергия, ЭВ – энергия падающей воды, ПЭ – первичный энергоноситель, ПТ – паровая турбина, ТГ – турбогенератор, Т – трансформатор, ЯЭ – ядерная энергия, Р – ядерный (термоядерный) реактор, ПГ – промежуточный парогенератор, ПТ – паровая турбина, КС – камера сгорания, МГДК – магнитогидродинамический канал, ГТ – гидротурбина или газовая турбина, ПМ – поршневой механизм, ГГ – гидрогенератор, ДГ – дизель-генератор, МГДУ – магнитогидродинамическая установка, КУ – котел утилизатор, АЭС – атомная электрическая станция, ГТУ – газотурбинная установка, ПГУ – парогазовая установка.

Малейшее отклонение режима любого из технологических узлов может повлечь серьезное нарушение в работе основного оборудования, выход его из строя, а для АЭС это чревато и возможными тяжелыми нарушениями ядерной безопасности.

Увеличение единичной мощности агрегатов существенно ужесточило требования к эксплуатации как основного оборудования, так и средств управления, защиты и автоматики. Усложняется эксплуатация их в переходных режимах.

Эксплуатационный персонал электрической станции должен хорошо разбираться в физике протекающих процессов, знать допустимые режимы своего оборудования, уметь выполнять необходимые расчеты, правильно ориентироваться в постоянно изменяющейся ситуации и быстро принимать правильные решения. Кроме этого, от оперативного электротехнического персонала электрической станции требуется умение решать смежные технические вопросы, понимание основных и вспомогательных технологических процессов производства тепловой и электрической энергии.

В учебном пособии изложены основные теоретические положения некоторых характерных режимов работы основного электрооборудования тепловых электрических станций, а также основы начальных практических навыков ведения их. Приведено описание отдельных стендов и моделей, имитирующих некоторые режимы работы электрического оборудования. При описании режимов работы электрооборудования основное внимание уделяется энергетическим соотношениям в них, вопросам надёжного и экономичного использования основного и вспомогательного электрооборудования электростанции. Приводятся необходимые расчетные формулы.

Раздел 1.