Собственные нужды, как указывалось выше, определяются потребностью в электроэнергии для приведения в действие систем и механизмов, необходимых для обеспечения нормальной эксплуатации оборудования гидроэлектростанции [56, 83]. В зависимости от «назначения все потребители собственных нужд можно разделить на следующие группы.
Потребители, не допускающие перерыва в работе: система масляного хозяйства, система технического водоснабжения агрегатов, система пневматического хозяйства, система возбуждения генераторов, система пожаротушения, устройства для аварийного закрытия затворов, приводы выключателей и разъединителей, вторичные устройства, освещение.
Потребители, допускающие кратковременные перерывы в энергоснабжении: система осушения проточной части агрегатов, система дренажа здания станции, система внешнего освещения и общебытовых помещений, приводы электрозадвижек «и затворов.
Потребители, допускающие длительные перерывы в электроснабжении: система фильтрации и регенерации масла, ремонтные мастерские и складские помещения.
Общий расход энергии на собственные нужды на гидроэлектростанциях в несколько раз меньше, чем на тепловых, и не превышает 0,2 — 1% выработки. (На ТЭС этот расход достигает 8 — 10 % выработки.)
В зависимости от мощности станции потребители собственных нужд работают при напряжениях от 220 В до 6 — 10 кВ. Питание собственных нужд осуществляется через понижающие трансформаторы, подключаемые непосредственно к генераторам или к шинам генераторного напряжения. На рис. 13.3
Рис. 13.7. Открытое распределительное устройство 110 кВ:
I — разъединители; 2 — разрядник; 3 — гибкая система шин высокого напряжения; 4 — выключатель; 5 — трансформатор напряжения. Размеры даны в метрах, приведена возможная схема питания собственных нужд станции от системы шин генераторного напряжения. На схеме видно, как в зависимости от назначения собственных нужд изменяется надежность их подключения. Так, собственные нужды агрегатов (Г1 — Г4), не допускающие перерыва в электроснабжении (система возбуждения генераторов, система технического водоснабжения, регулирование и др. I, 2, III и VII, IX), подключаются к секционированной системе шин собственных нужд; освещение, насосная имеют дублированное питание; мастерские, масляное хозяйство (IV, V, VIII)—одинарное питание, так как допускают перерыв в работе без остановки агрегатов станции. Вся система секционированных шин собственных нужд, которая на крупных станциях может быть дублирована, подключена через два понижающих трансформатора к шинам генераторного напряжения, что повышает ее надежность.
Подключение электродвигателей крана здания станции при совпадении напряжения на шинах собственных нужд и двигателях может быть осуществлено непосредственно от шины, как это показано на рис. 13.3. Если напряжения не совпадают, требуется установка дополнительного трансформатора.
Собственные нужды ГАЭС в случае установки агрегатов большой мощности целесообразно подключать непосредственно к шинам высокого напряжения через специальные понижающие трансформаторы вместо установки агрегатных трансформаторов собственных нужд. Это позволяет уменьшить колебания напряжения в системах собственных нужд. Вместе с тем применение таких понижающих трансформаторов приводит к некоторому увеличению стоимости системы собственных нужд за счет стоимости дополнительных ячеек высокого напряжения (выключатели и разъединители) и трансформаторов.
Сказанное выше также относится к проектированию схем электрических соединений и собственных нужд крупных насосных станций, применяемых на оросительных системах.
Устройства управления станцией, автоматика, релейные защиты питаются, как правило, постоянным током от аккумуляторных батарей, зарядка которых ведется выпрямительными устройствами.
Системы автоматического управления основным и вспомогательным оборудованием, контрольно-измерительная аппаратура, защита, отключающая поврежденные механизмы и участки схем, сигнализация, относящиеся к так называемым вторичным устройствам, служат для повышения надежности работы основного оборудования, контроля за режимом его работы и для своевременной сигнализации о нарушении этого режима.
В здании гидроэлектростанции располагаются закрытые распределительные устройства (ЗРУ) генераторного напряжения. Все оборудование ЗРУ поставляется в виде комплектных устройств, что позволяет легко их монтировать и заменять при ремонтах и авариях. ЗРУ располагаются по длине всего здания ГЭС в помещениях высотой 4 — 5 и шириной 6 — 8 м. Комплектные распределительные устройства (КРУ) располагаются непосредственно в машинном зале.
Распределительные устройства высокого напряжения размещаются на открытых площадках (ОРУ), к которым предусматриваются подъезды транспорта. Площадь одной ячейки ОРУ (три фазы), включающей выключатели и разъединители, в зависимости от напряжения на предварительной стадии проектирования может приниматься равной;
Одна из возможных схем ОРУ напряжением 110 кВ показана на рис. 13.7.
Место расположения ОРУ должно быть выбрано с учетом удобства расположения подъезда (практически во всех случаях только автомобильного транспорта), размещения воздушных переходов от здания станции с минимальным числом опор и необходимых пролетов. Когда здание станции соединяется с ОРУ посредством кабелей (например, на Братской ГЭС), взаимное расположение здания и ОРУ имеет меньше ограничений.
