SCHEME DE CONEXIUNI PENTRU STAII ELECTRICE

Partea Electric a Centralelor

CURS 109. Alimentarea serviciilor proprii din centralele electrice9.3 Aspecte generale

Servicii proprii ( instalaii care contribuie la buna funcionare a centralelor electrice (SP) Clasificarea SP:

1. Dup locul amplasrii:

Interne (n incinta centralei)

Externe (ex. la CHE, serviciile proprii de la baraj

2. Dup sfera de deservire:

De grup (aferente unui anumit grup)

Generale ( deservesc ntreaga central sau mai multe grupuri (ex. Gospodria de combustibil, instalaiile de evacuarea zgurii i cenuii la CTE)

3. Dup importan (continuitate n alimentare):

SP de categoria 0 (zero) ( consumatori vitali

Categorii de consumatori vitali:

Categoria 0 - a:

ntreruperea lor timp de o secund poate scoate din funciune ntregul grup (de ex. proteciile);

Se asigur 3 surse de alimentare (2 de la bateria de acumulatoare prin intermediul unor invertoare i o a treia surs de la barele de alimentare n curentul alternativ al serviciilor 0 - b);

Categoria 0 - b:

ntreruperea lor timp de 10(20 secunde poate scoate din funcionare grupul pe care-l deservesc (de ex. pompe de ulei pentru ungerea lagrelor grupului, staii de reducere - rcire, unele automatizri, iluminatul de siguran etc.); Se asigur trei surse de alimentare (una normal, una de rezerv dintr-o surs independent i o a treia de siguran: grup Diesel cu pornire automat); Categoria 1:

ntreruperea lor timp de peste 3 secunde poate afecta sarcina grupului sau poate scoate chiar grupul din funcionare;Ex.: pompele de alimentare cu ap a cazanelor, ventilatoarele de aer i gaze la cazane etc.

Se asigur 2 ci de alimentare cu comutaie automat prin AAR (anclanarea automat a rezervei)

Categoria 2:

ntreruperea lor timp de 10(15 minute nc nu afecteaz bunul mers al grupului;Ex.: concasoarele de crbune dac exist buncr tampon, sistemele de evacuare a zgurii i cenuii. Se asigur 2 ci de alimentare fr comutare automat; Categoria 3 ( consumatori auxiliari

Ex.: iluminatul culoarelor, instalaii de ridicat, ateliere, laboratoare etc.

Se asigur o singur surs de alimentare. Consumuri procentuale ale serviciilor proprii la sarcina nominal a grupurilor n cazul diferitelor categorii de centrale electriceCTE:

Gaze sau pcur: 5(7%

Crbune: 7(10%

Crbune (lignit) cu putere calorific sczut: < 16%

CET: consumul de la CTE se amplific cu 1,3(1,5

CNE: depinde de filiera prii nucleare: 5(14%Filiera CANDU: ( 7%

CDE (Centrale Diesel Electrice): Motorin: 3(5%

Pcur: 5(7%

CTG (centrale cu turbine cu gaze): 1(2%

CHE: 0,2(2%

Consumul global al serviciilor proprii la noi n ar este n jur de 9%.

Forme de energie necesare serviciilor proprii

n marea lor majoritate serviciile proprii sunt alctuite din motoare electrice. Un procent mic l reprezint iluminatul i consumurile pentru alte instalaii.

( cea mai comod i indicat form de energie pentru SP este energia electric.

Excepie: pompele de alimentare (cu puteri de 4,5(5MW) a cazanelor sunt acionate cu turbine cu abur (mai economic). Trepte de tensiune n alimentarea SP

a) Motoarele de putere mic i iluminatul se alimenteaz la JT: 380/220V, mai nou 400/230V

b) Motoarele cu Pn ( 160 kW sunt alimentate la 6kV.

9.4 Principalele categorii de motoare electrice folosite pentru acionarea serviciilor proprii

1. Motoare asincrone (cu rotor n scc.) - cele mai folosite Avantaje:

Construcie simpl

Robuste Pre redus

Pot autoporni (este suficient s li se aplice tensiunea pentru a porni). Dezavantaje:

oc de curent la pornire: 5(7 In Nu se preteaz la un reglaj comod de vitez

n prezent se folosesc acionrile cu vitez variabil (AVV) prin care se alimenteaz cu tensiune de frecven variabil motoarele.

2. Motoare sincrone

Se folosesc numai la acionri de mare putere (civa MW) i turaie constant.

Se folosesc supraexcitate pentru a debita puterea reactiv n reeaua SP.

Au un sistem de excitaie mai puin fiabil. Sunt scumpe.3. Motoare de c.c cu excitaie n derivaie

Turaia variaz liniar cu curentul absorbit:

Este un motor cu colector ( fiabilitate mai sczut

Necesit instalaii speciale de pornire (Rp)

Este folosit la benzile transportatoare (de crbune) i la pompele de ulei.

9.5 Soluii de principiu pentru alimentarea serviciilor proprii Vom aborda:

1. Soluii de principiu pentru alimentarea SP din centrale

2. Soluii de principiu pentru alimentarea SP vitale

1. Soluii de principiu pentru alimentarea SP din centrale

1.1 SP sunt alimentate n regim normal de un grup de cas, antrenat de o turbin de abur Este o soluie sigur

Se folosete n sistemele energetice slabe, n care ieirea din sincronism este frecvent i timpii de repornire trebuie s fie mici

Costul specific (lei/kW) este mare i randamentele sunt reduse

Este o schem independent ( scurcircuitele din SEN sau scderea frecvenei nu sunt resimite de agregatele de servicii proprii

1.2

Turbogeneratoarele de cas au fost nlocuite cu grupuri de cas montate pe acelai arbore cu generatorul principal.

Reeaua de SP este independent de perturbaiile din reea. Ex. CHE Bicaz

Soluiile 1.1 i 1.2 nu mai au rspndire astzi.1.3 Alimentarea SP se face de la generatoarele principale i din sistem

Toate soluiile au rezerv de alimentare a SP i din SEN

2. Soluii de principiu pentru alimentarea SP vitale

2.1

n mod normal, consumul SP vitale este asigurat din reeaua de curent alternativ prin IA (ntreruptor automat) n momentul dispariiei tensiunii pe barele de SP, se d comanda pornirii MDR (motor cu demaraj rapid). Demarajul are loc pe un interval de 10(20 secunde, timp n care SP ar rmne nealimentate.

Pe perioada pornirii MDR, SP vor fi alimentate de BA (baterie de acumulatoare) cu redresorul ce poate lucra i ca invertor. Redresorul menine ncrcat bateria i n regim de invertor se alimenteaz SP.

2.2

n regim normal, SP sunt alimentate de grupul M -G care poate fi de curent alternativ sau c.c. funcie de necesitile SP

n momentul ntreruperii sursei de alimentare normal a SP, intr n funciune MDR i CE (cupl electromagnetic). Dar sunt necesare circa 10 secunde pentru ca ele s antreneze motorul la plin sarcin.

n aceast pauz, V (volant) care are nmagazinat energie n masele de rotaie, asigur energia necesar antrenrii G, pn este preluat aceast funcie de MDR.

9.6 Msuri pentru mrirea continuitii n funcionarea serviciilor proprii alimentate de la generatoarele cuplate la SEN

Se acioneaz pe trei direcii:

1. Secionarea barelor colectoare a staiei de SP;

2. Rezervarea;3. Folosirea unor motoare care autopornesc.1. Secionarea barelor colectoare ale staiilor de SP

Avantajele secionrii:

Creterea continuitii n alimentare, n cazul unor revizii la bare sau la separatoarele de bare;

Limitarea curenilor de scc.

Se prevd:

1 etaj de bare colectoare de 6kV (cu una sau dou secii de bare pentru fiecare grup, foarte rar trei); se prevd 2 secii de bare colectoare pentru serviciile proprii generale ale centralei; 1 etaj de bare la 380V (pot aprea zeci de secii de bare de JT n reeaua de SP a unui grup); gruparea consumatorilor pe secii se face dup:

deprtarea dintre consumatori

gradul de importan n continuitatea funcionrii grupului.2. Rezervarea2.1. rezervarea tehnologic, de exemplu, prevederea a dou pompe de alimentare, a 2(3 ventilatoare (1 pomp n plus, etc.);2.2. rezervarea alimentrii cu energie electric

a) rezervare ascuns

b) rezervare evident

a) rezerva ascuns

Rezervarea este "ascuns" n supradimensionarea fiecruia dintre cele 2 trafo. de SP (2(100%).

n ipoteza unei avarii la TSP2, protecia deconecteaz I1 i I2 i apoi AAR anclaneaz Ic (ntreruptor de cupl) i SP rezult alimentate numai prin TSP1 dimensionat 100%.

AAR nchide Ic dup ce verific deschiderea lui I2 pentru a nu alimenta defectul.b) rezerva evident

se prevede a "n+1" cale de alimentare a SP, transformatorul de rezerv evident Trez. evid.. Alimentarea SP prin Trez. evid. poate fi comutat prin AAR, pentru a alimenta seciile de SP de grup dac a disprut tensiunea de pe aceste secii.

Ialim este deschis n funcionarea normal a schemei, pentru a nu determina pierderi permanente de mers n gol la trafo. de rezerv evident.

3. Folosirea unor motoare care autopornesc

n prealabil trebuie verificate i asigurate condiiile de autopornire. Aplicnd tensiune acestor motoare, ele pornesc singure fr a fi necesar intervenia omului sau a unor automatizri. Se folosesc:

Motoare asincrone cu rotorul n scurcircuit

Motoare sincrone special construite cu rotorul robust astfel nct s se poat nchide curenii de pornire n asincron. Condiia de autopornire:

UBC ( 0,7 Un(Mmax ( U2)

Mmax - cuplu motor maximTensiunea pe barele de alimentare a SP nu trebuie s scad sub 0,7 Un pentru a se asigura cuplul necesar autopornirii motoarelor.9.7 Alimentarea SP n cazul centralelor electrice cu bare la tensiunea generatoarelor

Schema principal, detaliat n zona SP:

De la staia la care sunt racordate generatoarele (G1 i G2) se alimenteaz:

Serviciile proprii de bloc (prin TSP1 i TSP2)

Serviciile proprii generale + rezerva serviciilor proprii de bloc

( sigurana n funcionare a acestor bare (la care sunt racordate direct generatoarele G1 i G2) trebuie s fie ridicat. Pentru grupurile bloc generator - trafo. alimentarea SP se ia n derivaie de la bornele generatorului (G3). Dac barele pe care debiteaz energie G1 + G2 sunt la 6kV se prevede alimentarea SP prin bobine limitatoare n loc de trafo. (curenii de scurcircuit sunt mari pe barele de SP datorit prezenei generatoarelor n apropiere).

9.8 Alimentarea SP din CET sau CTE cu grupuri bloc generator - transformator

A. SP sunt alimentate printr-o derivaie de la bornele generatorului

Legtura fiind dup TES, perturbaiile din sistem sunt mai puin resimite (datorit impedanei TES)

TSP1 are tensiune superioar medie ( mai ieftin.B.

TSP2 este racordat la bara de T a staiei sau la teriarul AT ( TSP2 este mai scump, TSP3 ceva mai ieftin. n regim normal, alimentarea serviciilor proprii se face prin 2 trafo. serie (trafo. bloc + TSP2) sau prin 3 trafo. serie (trafo. bloc + AT + TSP3) ( cresc pierderile

TSP2 racordat direct la T ( se resimt perturbaiile din sistem (avariile).

Pentru alimentare normal, soluia A este mai bun. Calitatea soluiei B este legtura direct, mai sigur a TSP2 cu SEN. Aceast legtur este util la:

Pornirea blocurilor (P)

Oprirea blocurilor (O)

Alimentarea serviciilor proprii generale (G)

Cale de alimentare de rezerv mai sigur (R).9.6.1 Evoluia concepiilor privind aparatajul de comutaie pe derivaia de alimentare a SP de bloc

(1)

n aceast soluie, Id (ntreruptor de derivaie) era obligatoriu pn acum 25 ani

Rolul lui Id era: n caz de avarie n TSP, protecia deconecteaz I1 i Id i AAR cupleaz alimentarea de rezerv

Pe msura creterii puterii grupurilor i a creterii valorii Iscc, Id devenea mai greoi, mai scump i mai puin fiabil.

De asemenea, defectele n TSP au o probabilitate mic ( s-a renunat la Id.

(2)

Id este nlocuit, pe cele 3 faze, cu trei legturi debulonabile. n cazul unei avarii n TSP, se deconecteaz ntregul bloc i lucreaz ADR (automatul de dezexcitare rapid). Dup aceea, se desface Ld , se deschide I1 i se alimenteaz SP pe calea de rezerv i se repornete grupul.9.6.2 Soluii pentru limitarea curenilor de scurtcircuit pe calea de alimentare normal a SP TID, fracionarea puterii, utilizarea bobinelor limitatoare

(a) Folosirea TID

(b) Fracionarea puterii instalate ntr-un trafo. prin folosirea a 2 trafo. de putere mai mic

(c) Folosirea bobinei limitatoare n cazul n care UnG = 6kV.

(

(a)

TID

G

TES

SEN

(

(

(2)

Alim. de

rezerv

Sp

AAR

I1

TSP

Ld

G

TES

SEN

(

(

6kV

(1)

Alim. de

rezerv

Sp

AAR

I1

TSP

ID

G

TES

SEN

(

(

6kV

A

SP

TSP1

6kV

G

TES

SEN

(

(

(

(

6kV

AT

TSP3

SP

TSP2

SP

110(220kV

SEN

TES

G

SAU

B

6kV

SP generale

AAR

AAR

AAR

AAR

6kV

6kV

6kV

G2

G1

TSP3

G3

TSP2

TSP1

STAIA

SP generale + Rezerv

(PORG)

(

(

(

(6kV) 10 kV

SEN

CET

110 kV

(

(

G4

AAR

TSP1

TSP4

AAR

Ialim

Trez. evid.

10 kV

(

G1

TSP2

G1

(

TSP1

(

I1

I1

Ic

G2

SP

SP

AAR

Cca. 100%

6(10kV

3(6kV

c.c. sau c.a.

2.2.

SP vitale

Alimentare

normal

V

CE

M

G

(

(

MDR

400/240V

Alimentare normal

(

MDR

(

SP vitale

G

BA

+

Inv.

2.1.

(

(

G

SP

Sistem

1.3.

T

SP

T

GSP

(

1.2.

Sistem

Grup de cas

G

(

(

T

1.1.

Sistem

SP

Grup de cas

G

(

(

(

n

I

(

SEN

G

6kV

110(220 (400)kV

(b)

(

(

SEN

TES

G

110kV

UnG = 6kV

PnG = 50MW

sau

BPM

(c)

-

IA

SP

SP

110(400kV

6kV

220(400kV

8/10