Глава восьмая.
СООРУЖЕНИЕ ПРОЧИХ ОБЪЕКТОВ ПОДСТАНЦИИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.
1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ВНУТРИ ГЛАВНОГО КОРПУСА И ДРУГИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИИ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ.
Перспектива генерального плана тепловой электростанции изображена на рис. 8-1.
Главный корпус электростанции I категорий считается сооружением I класса. Вспомогательные объекты электростанции II категории считаются объектами III класса. По пожарной опасности главный корпус относится к категории Г.
Распределительные устройства собственных нужд на тепловой электростанции служат для распределения электроэнергии между потребителями собственного расхода: электродвигателями вращающихся механизмов, котло- и турбоагрегатов, вспомогательного оборудования, для освещения и питания приборов теплового контроля и автоматики, а также для питания электрофильтров газоочистительных устройств.
В зависимости от назначения из общей группы РУ собственных нужд могут быть выделены: РУ собственных нужд 6 и 3 кВ для питания большей части электродвигателей собственных нужд высокого напряжения; «центральные» РУ для питания общестанционных электродвигателей собственных нужд высокого напряжения (циркуляционных и питательных насосов и т. п.); РУ 0,5 кВ, часто выполняемые с применением магнитных станций; щиты освещения; щиты и магнитные станции управления задвижками; РУ электрофильтров; РУ собственных нужд высокого и низкого напряжений, береговых насосных; РУ топливоподачи; багерных насосов, топливных складов, механической мастерской, фекальных и пожарных насосных, маслохозяйства и т. п.
В подавляющем большинстве случаев РУ собственных нужд размещены на тепловых электростанциях в пределах главного корпуса на первом и втором этажах бункерной этажерки, а при разомкнутом варианте компоновки электростанций — в виде пристройки к машинному залу.
Иногда РУ размещают в помещении вдоль наружной стены машинного зала (рис. 8-2).
РУ собственных нужд 3 и 6 кВ выполняют без применения КРУ, двухэтажными, причем в верхнем этаже располагают КРУ, а в подземной части осуществляют разводку кабелей.
РУ собственных нужд делятся на секции, причем каждая из секций обслуживает собственные нужды одного котлоагрегата. Кроме того, к каждой из секций присоединяется часть электродвигателей собственных нужд турбогенераторов и часть электродвигателей вспомогательных механизмов. Однотипные электродвигатели собственных нужд каждого из турбогенераторов имеют питание от различных секций РУ. При применении КРУ секции имеют по одной системе шин и питание их резервируется путем присоединения резервных питающих линий.
У РУ других типов в большинстве случаев, помимо рабочих систем шин, в секциях имеется трансферная система шин, питаемая от резервного трансформатора, с помощью которой можно обеспечить питание любого потребителя собственных нужд, включенного к любой рабочей секции.
Комплектные РУ собственных нужд устанавливают в замкнутых помещениях, не имеющих перегородок. Для подвода кабелей из кабельных туннелей к комплектным РУ в перекрытии кабельных туннелей устраивают щелевидные прорези либо заделывают отрезки стальных труб.
В РУ собственных нужд с выключателями, содержащими значительный объем масла, устраивают взрывные камеры, отделяемые друг от друга, от коридора управления и от сборных шин железобетонными перегородками. Двери камер устанавливают стальные с застекленными окошками для осмотра камеры из коридора управления.
В этаже сборных шин ячейки разъединителей ограждают съемными или открывающимися сетчатыми ограждениями.
Шкафы РУ серии К-III крепят к полам на вмазанных болтах. Иногда применяют двухрядную компоновку шкафов.
Закладные части — швеллера — бетонируют в полах РУ.
Рис. 8-2. Поперечный разрез по главному зданию тепловой электростанции.
Работники эксплуатации во многих случаях не настаивают на устройстве прохода сзади КРУ собственных нужд. При сооружении РУ собственных нужд следует избегать пересечения РУ различными технологическими трубопроводами. Лишь при крайней необходимости может быть разрешено пересечение трубопроводом, заключаемым в защитный кожух из стальной трубы большого диаметра.
Отдельные секции РУ собственных нужд отделяют друг от друга железобетонными или кирпичными перегородками с дверями.
На расстоянии 20—30 м друг от друга устраивают лестничные клетки с железобетонными маршами или со стальными или железобетонными косоурами с железобетонными ступенями.
При разрывном варианте компоновки главного корпуса в случае расположения РУ собственных нужд вдоль наружной стены насосного отделения машинного зала лестничные клетки РУ собственных нужд могут выполняться в виде наружных пристроек. В настоящее время сооружаются тепловые электростанции в открытом исполнении. На рис. 8-3 и 8-4 показана компоновка РУ мощной открытой тепловой электростанции.
В случаях, когда РУ собственных нужд примыкают сбоку к зданию главного корпуса, они имеют кровельное перекрытие, выполняемое с уклоном до 15°. Кровельное перекрытие выполняется из сборного железобетона с утеплением шлаком и с покрытием рулонными материалами (два слоя пергамина и один слой рубероида) на битумных мастиках. Кровля должна быть выполнена особо тщательно во избежание протекания.
Большое значение имеет качественное выполнение гидроизоляции в деаэраторной этажерке, под деаэраторами и баками, над помещениями щитов и РУ собственных нужд. Поэтому на отметке 12 деаэраторной этажерки должна выполняться надежная гидроизоляция, а полы помещений над РУ собственных нужд должны выполняться с уклонами.
Дневного света РУ собственных нужд обычно не имеет.
При выполнении РУ собственных нужд в виде пристройки, примыкающей снаружи к главному корпусу, фундаменты такой пристройки выполняются из сборных бетонных блоков из бутобетона либо из бута. Стены могут сооружаться из крупных блоков, из кирпича либо из мелких шлакоблоков. Стены из мелких шлакоблоков должны быть оштукатурены с обеих сторон известковой штукатуркой.
РУ собственных нужд 6 и 3 кВ оборудуются аварийной вентиляцией. Для регулирования температуры в помещении может быть также предусмотрена приточновытяжная вентиляция. РУ собственных нужд обеспечивается аварийной вытяжной вентиляцией из коридоров масляных выключателей из расчета шестикратного обмена воздуха в час.
Принятое в соответствии с указаниями технических условий по проектированию электростанций 8—12 Мет размещение электрических РУ изображено на рис. 8-5. При его осуществлении щитовой блок располагается в особом помещении, примыкающем к служебному корпусу и к главному РУ, комплектуемому из свободно стоящих ячеек шкафного или сборно-каркасного типа.
РУ собственных нужд 0,4/0,23 кВ помещается на отметке 0 между машинным залом и котельной в деаэраторной этажерке. Щитовой блок — двухэтажный. Иногда электрическая часть, включая щит управления на электростанциях малой мощности, размещается на отметке 0.
«Центральные» РУ выполняют для обеспечения питания электроэнергией общестанционных потребителей собственных нужд (например, циркуляционных и питательных насосов. На тепловых электростанциях, не имеющих потребителей генераторного напряжения, они сооружаются в виде пристроек изнутри или снаружи главного корпуса и часто располагаются вдоль наружной стены машинного зала, обращенной к зданию главного щита управления. Выполняются такие РУ большей частью двухэтажными с подвальным этажом кабельных туннелей. На верхнем этаже размещают сборные шины, на нижнем — камеры выключателей и другого оборудования.
Для поддержания постоянной температуры воздуха в РУ устраивается приточно-вытяжная вентиляция. Сооружение «центральных» РУ производится вместе с работами по строительству главного корпуса.
Ввиду повышенной влажности воздуха стены РУ, располагаемого в машинном зале, не следует выполнять из шлакоблоков. Силикатный кирпич может быть применен в качестве стенового материала при условии его последующей штукатурки.
Изнутри стены и потолок РУ оштукатуривают и окрашивают известковыми составами. Полы выполняются с цементной стяжкой. Камеры выключателей выполняются по аналогии с камерами выключателей РУ 6 и 3 кВ.
В современных компоновках «центральные» РУ не применяются.
РУ 0,5 кВ обеспечивают питание мелких электродвигателей собственного расхода мощностью до 150 кВт.
В РУ 0,5 кВ монтируются магнитные станции с установленными на них автоматами, плавкими предохранителями и другой аппаратурой.
В РУ 0,38/0,2 кВ экономия строительных объемов может быть достигнута применением щитов прислонного типа. Для обеспечения осмотра контактов при этом щиты выполняются с сетчатыми дверями.
Помещения для магнитных станций 0,5 кВ и для щитов 0,4 кВ располагаются в бункерной или насосной галерее главного корпуса, или же в отдельной пристройке к главному корпусу. Они могут располагаться этажом выше РУ 6 и 3 кВ или же на одном этаже с шинным этажом этих РУ. Полы выполняются бетонные с цементной стяжкой. Возможно также устройство дощатых полов. В последнем случае полы выполняются двойные, с укладкой деревянных настилов на столбиках из кирпича.
Рис. 8-6. Компоновка электрической части на электростанциях малой мощности на отметке 0.
В двойных полах между железобетонным основанием и настилами чистых полов осуществляется разводка кабелей.
При размещении РУ 0,5 кВ над помещениями комплектных РУ 6 и 3 кВ устройство двойных полов необязательно и разводка кабелей к магнитным станциям может быть осуществлена под верхним перекрытием помещения КРУ.
Дистанционное управление задвижками на тепловых электростанциях производится с помощью электродвигателей, работающих на напряжении 0,2 кВ.
РУ 0,2 кВ размещается в том же помещении, что и 0,4 кВ, или же в различных помещениях, располагаемых в большинстве случаев на том же этаже; иногда по условиям компоновки помещения для щитов управления задвижками могут быть размещены на свободных участках главного корпуса в других местах.
Щиты освещения в большинстве случаев размещаются на первом этаже главного щита управления. На крупных тепловых электростанциях, помимо этого, могут быть предусмотрены отдельные помещения для местных щитов освещения и в пределах главного корпуса. В случаях, когда главный щит управления размещается в пределах главного корпуса, щиты освещения могут быть расположены в служебной пристройке.
Местные РУ собственных нужд береговых насосных, топливоподачи, багерных насосных и угольных складов выполняются в виде отдельных пристроек к зданиям либо размещаются в пределах зданий. В случае необходимости на этих объектах предусматривается сооружение РУ нескольких напряжений: 6 либо 3 кВ и 0,5 или 0,38/0,2 кВ.
РУ 6 и 3 кВ выполняются в виде шинной сборки с одной системой шин, с установкой выключателей на ответвлениях к электродвигателям. При применении выключателей с большим объемом масла последние устанавливаются во взрывных камерах, отделенных взрывобезопасными железобетонными перегородками. РУ выполняются двухэтажными, с размещением на первом этаже выключателей и на втором этаже сборных шин. Подвод кабелей осуществляется в кабельных каналах. РУ могут быть также выполнены и одноэтажными как в случаях применения КРУ, так и при применении аппаратуры других типов. Местные РУ низкого напряжения выполняются в виде щитов управления и магнитных станций. В береговых насосных щиты низкого напряжения и магнитные станции могут быть установлены на площадках машинного зала на отметке планировки. Пространство за щитами отделяется сетчатыми ограждениями или глухими перегородками с дверями.
В дробильном блоке магнитные станции и шиты низкого напряжения размещаются в замкнутых помещениях с двойными деревянными или цементными полами. Щиты низкого напряжения и магнитные станции топливного склада и багерных насосных также в большинстве случаев размещаются в отдельных замкнутых помещениях.
РУ собственных нужд механической мастерской, маслохозяйства, пожарного хозяйства и фекальных насосных обслуживают в большинстве случаев потребителей низкого напряжения. В пожарнохозяйственных и фекальных насосных, кроме того, могут быть установлены и более мощные электродвигатели на напряжения 6 либо 3 кВ. Однако выключатели этих двигателей устанавливаются чаще всего в общих РУ собственных нужд и управляются дистанционно с места обслуживания с помощью ключей управления или кнопочных контакторов, устанавливаемых на местных щитках. В редких случаях в пожарнохозяйственных и фекальных насосных выполняются местные РУ с числом выключателей, соответствующим числу установленных насосов.
Щиты низкого напряжения и магнитные станции устанавливаются в фекальных и пожарнохозяйственных насосных в машинном зале. Пространство сзади щитов и магнитных станций ограждается. В механических и трансформаторных мастерских щиты низкого напряжения и магнитные станции устанавливаются в отдельных замкнутых помещениях е двойными деревянными либо с цементными полами.
При наличии различных напряжений генераторных РУ собственных нужд трансформаторы собственных нужд 10—6/3 кВ мощностью 1 800—1 000 кВА устанавливаются в большинстве случаев на открытом воздухе у наружной стены РУ генераторного напряжения, обращенной в сторону машинного зала.
Для трансформаторов строятся бетонные фундаменты. Площадка вокруг трансформаторов ограждается легкой оградой. В фундаментах устраиваются маслосточные ямы со стальными решетками, поверх которых отсыпается слой гравия или щебня. Маслосточные ямы должны быть соединены с общей системой маслостоков. Подвод и вывод тока осуществляются с помощью кабелей, прокладываемых в земле или же в кабельных каналах, перекрываемых бетонными или железобетонными плитами.
Выводы концевых кабельных муфт присоединяются к выводам трансформаторов с помощью шин. Стальные конструкции, поддерживающие кабель и шины, устанавливаются на бетонных фундаментах. Между кабельными выводами и трансформатором согласно противоаварийному циркуляру. МЭС устанавливаются стальные защитные щиты, предохраняющие силовые трансформаторы от поражения осколками при коротких замыканиях в кабельных муфтах.
На ограде, ограждающей ячейку трансформатора, установленного на открытом воздухе, должны быть надписи: «Стой», «Высокое напряжение». Калитки в ограде снабжаются замками, ключи от которых находятся на главном щите управления.
Более мелкие трансформаторы собственных нужд, служащие для связи общего РУ собственных нужд 6 или 3 кВ с РУ 0,5 и 0,38/0,22 кВ, устанавливаются в трансформаторных камерах, располагаемых в главном корпусе либо в местных РУ береговых насосных, топливоподачи, угольного склада, багерных насосных, механических мастерских, маслохозяйства, фекальных, пожарнохозяйственных насосных и т. п. Мощность таких трансформаторов обычно не превышает 1 000 кВА. Желательно применение трансформаторов с воздушным охлаждением.
Полы камер трансформаторов с маслосточными ямами должны иметь уклоны по направлению к маслосточным ямам. Двери в камерах устанавливаются стальные с жалюзийными решетками для вентиляции. Из верхней части камер выводятся вентиляционные шахты.
В соответствии с «Правилами технической эксплуатации» в особо запыляемых помещениях воздух для охлаждения электродвигателей следует забирать снаружи и в нужных случаях пропускать через фильтры.
Вентиляция электродвигателей собственных нужд котельной должна обеспечиваться самовентиляцией за счет напора, создаваемого электродвигателем. Воздух для вентиляции электродвигателей котельных забирают снаружи либо из смежных малозапыленных помещений.
Для управления котлоагрегатами, турбогенераторами, питательными и циркуляционными насосами вблизи от перечисленных агрегатов устанавливаются шиты управления. В котельной, в машинном зале и в насосном отделении машинного зала щиты управления агрегатами устанавливаются на площадке обслуживания (на отметках 7 или 8). В насосных циркуляционного водоснабжения щиты управления ставятся на площадках обслуживания, располагаемых на отметке 0 насосных.
При расположении щитов управления котлоагрегатами в бункерной этажерке и при наличии железобетонных междуэтажных перекрытий (например, на отметке 11), на которых монтируются питательные и другие трубопроводы, железобетонные перекрытия должны выполняться с гидроизоляцией во избежание попадания на щиты управления воды при неплотностях в соединениях дренажных и других трубопроводов, а также при авариях.
Кабели к щитам управления агрегатами подводятся снизу через отверстия в перекрытиях, на которых устанавливаются щиты, или же за щитом по перекрытию. В последнем случае кабели перекрываются съемными настила-ми из рифленого железа.
Для управления блоками котел—турбина в настоящее время применяют центральные щиты управления блоками, располагаемые в главном корпусе между котельной и машинным залом.
Главный щит управления на тепловых электростанциях может также располагаться между машинным залом и котельной. В этом случае сокращается расстояние между главным щитом к основными цехами станции. Такая компоновка, однако, не имеет в настоящее время распространения.
На электростанциях малой и средней мощности, до 6 тыс. кВт, в качестве независимого источника оперативного тока применяют часто аккумуляторные батареи 24 в. При этом бывают распространены компоновки, при которых помещение щита управления располагается на отметке 0 и примыкает к РУ генераторного напряжения и собственных нужд, а также к лестничной клетке главного корпуса. В подобных случаях аккумуляторные батареи 24 в помещают в шкафах, примыкающих к наружной стене главного корпуса. Выпрямитель, питающий аккумуляторную батарею, монтируют на кронштейне на стене.
В особом помещении располагается вспомогательный дизель-генератор.
На небольших электростанциях щит управления располагается в торце машинного зала. При последующем расширении тепловых электростанций при такой компоновке главного щита управления приходится производить и его расширение, причем часто возникают большие конструктивные трудности. При размещении главного щита управления в торце машинного зала в некоторых случаях помещение щита отделяется от машинного зала стеклянной перегородкой, в других случаях глухой перегородкой с звуконепроницаемой дверью.
В качестве топлива на тепловых электростанциях в настоящее время все большее распространение получают жидкое топливо и особенно газ.
В хранилищах нефтепродуктов между стыками труб выполняют перемычки из медных проводников, а переносные сливные либо наливные устройства должны выполняться с наконечником из металла, не высекающего искры (медь, латунь), который должен быть соединен с системой заземления гибким многожильным медным проводником, пропущенным внутрь гибкого шланга и обвитым вокруг него.
Оргэнергостроем разработана конструкция комплектных блочных выводов генераторов ТВ2-150-2 мощностью 150 тыс. кВт, напряжением 18 кВ, генераторов ТВ-2-100-2 мощностью 100 тыс. кВт, напряжением 13,8 кВ и генераторов ТВ-50-2 мощностью 50 тыс. кВт, напряжением 10,5 кВ (рис. 8-7).
При осуществлении такой конструкции шинные мосты в пределах машинного зала и камеры 18 кВ генераторов 150 тыс. кВт выполняются блоками, в которые включены лестницы и площадки для обслуживания. Вентиляция замкнутых блоков предусмотрена естественная с помощью жалюзи. Блоки монтируются с соединением отдельных элементов на сварке. Во избежание нагрева стальных элементов токами Фуко замкнутые стальные контуры блоков разрезаны с установкой прокладочных колец из меди и алюминия.
Блоки отделены от фундаментов генераторов во избежание передачи вибрации фундамента на несущие конструкции выводов и на шины. В последние годы получили распространение закрытые комплектные выводы генераторов с разделенными фазами (рис. 8-8).
Рис. 8-7. Выводы генератора.
Установленное 7-летним планом развития народного хозяйства увеличение мощностей тепловых электростанций до 1—2 млн. кВт в единице поставило перед строителями энергетики задачу о создании новых экономичных конструкций тепловых электростанций.
На типовых конденсационных электростанциях Теплоэлектропроекта 1 200 Мвт с агрегатами по 200 Мвт РУ 6 и 0,4 кВ помещаются в машинном зале. Генератор с повышающим трехфазным трансформатором соединяется закрытыми шинопроводами. Щиты управления мощными блоками располагают в одном помещении с РУ собственных нужд между каждым из двух блоков
котел — турбина большой мощности. При этом РУ собственных нужд располагаются на отметках 0 в указанных помещениях, а щиты управления блоками котел- турбина на рабочих отметках обслуживания (отметки + 9 или +8, считая от 0).
Рис. 8-8. Выводы генератора с комплектными шинопроводами.
1 — повышающий трансформатор; 2 — понижающий трансформатор собственного расхода; 3 — линия электропередачи.
Трансформаторы собственных нужд располагаются на отметке 0 у наружной стены машинного зала.
Согласно типовому проекту ГРЭС 2 400 Мвт блочные щиты размещаются между котельной и машинным залом в замкнутых помещениях.
