Навчальний посібник розроблено у відповідності з робочою програмою дисципліни "Електричні станції та підстанції" для студентів очної та заочної форм навчання напрямку 6.090600-бакалавр електротехніки спеціальності 7.090603 "Електротехнічні системи електроспоживання" Зміст Вступ 10 1. Основні типи електричних станцій і їх коротка харакерис- тика 14 1.1 Загальні відомості про електричні станції 14 1.2 Конденсаційні електростанції 14 1.3 Теплоенергоцентралі 16 1.4 Атомні електростанції 17 1.5 Гідроелектростанції 20 1.5.1 Гідроакумулюючі електростанції 21 1.6 Нетрадиційні джерела живлення 23 1.6.1 Газотурбінні електростанції 23 1.6.2 Дизельні електростанції 24 1.6.3 Геліоелектростанції 24 1.6.4 Геотермальні електростанції 25 1.6.5 Припливні електростанції . 25 1.6.6 Вітрові електростанції 26 1.6.7 Графіки навантаження електроустановок 26 2 Основне обладнання електричних станцій і підстанцій 29 2.1 Синхронні машини на електричних станціях і підстан- ціях 29 2.1.1 Синхронні генератори 29 2.1.2 Системи охолодження гідрогенераторів 29 2.1.3 Системи збудження генераторів 30 2.1.3.1 Пряма електромашинна система збудження 32 2.1.3.2 Система незалежного збудження з використанням напівпровідникових випрямлячів 33 2.1.3.3 Система незалежного іонного збудження 33 2.1.3.4 Система безщіткового збудження 34 2.1.3.5 Система самозбудження 35 2.2 Автоматичне гасіння поля 36 2.3 Автоматичне регулювання збудження генераторів 38 2.4 Включення синхронних генераторів і компенсаторів на паралельну роботу 40 2.5 Самосинхронізація 41 2.6 Асинхронний пуск синхронних компенсаторів 42 2.7 Частотний пуск синхронних компенсаторів 42 3 Синхронні компенсатори 43 4 Силові трансформатори і автотрансформатори 45 4.1 Типи трансформаторів і їх параметри 45 4.2 Тепловий режим і системи охолодження трансформаторів 47 4.3 Навантажувальна здатність силових трансформаторів 49 4.4 Особливості конструкції та режими роботи автотрансформаторів 52 4.5 Особливості вибору потужності автотрансформаторів 54 4.5.1 Режими роботи автотрансформаторів 54 4.6 Регулювання напруги трансформаторів 55 4.7 Паралельна робота трансформаторів 57 5 Струмопроводи в розподільчих пристроях 6-20 кВ 57 5.1 Шинні конструкції 57 5.2 Вибір шинної конструкції 59 5.2.1 Вибір шин за економічною густиною струму 59 5.2.2 Перевірка перерізу шин на нагрівання 59 5.2.3 Перевірка шин на термічну стійкість при короткому замиканні 60 5.2.4 Перевірка шин та динамічну стійкість при КЗ 62 5.2.4.1 Механічний розрахунок односмугових шин 63 5.2.4.2 Механічний розрахунок багатосмугових шин 64 5.2.4.3 Механічний розрахунок шин коробчастого перерізу 66 5.3 Вибір ізоляторів шинної конструкції 67 5.4 Комплектні струмопроводи 67 6 Головні схеми електричних станцій та підстанцій 70 6.1 Вибір кількості і потужності трансформаторів електрич- них станцій і підстанцій 71 6.1.1 Загальні вимоги вибору потужності трансформаторів…71 6.1.1.1 Вибір трансформаторів електричних станцій 71 6.1.2 Трансформатори понижуючих підстанцій 73 6.1.2.1 Однотрансформаторні підстанції 73 6.1.2.2 Двохтрансформаторні підстанції 74 6.2 Головні схеми теплоенергоцентралей 74 6.2.1 Схеми на генераторній напрузі 75 6.2.1.1 Одинична несекціонована система шин 75 6.2.1.2 Одинична секціонована система збірних шин 75 6.2.1.3 Кільцева схема 76 6.2.1.4 Схема "зірки" 77 6.3 Схеми на підвищених напругах 78 6.3.1 Блок "трансформатор-лінія" з вимикачем і без нього 78 6.3.2 Схема "містка" 79 6.3.3 Схема багатокутника 80 6.3.4 Схема з двома несекційними системами шин з одним вимикачем на коло 81 6.3.5 Схема з одною секційною системою шин і обхідною системою шин 81 6.3.6 Схема з двома несекційними системами шин і обхідною системою шин 82 6.4 Методи і засоби обмеження струмів короткого замикання в схемах ТЕЦ 83 6.4.1 Роздільна робота частин ТЕЦ (генераторів, трансформаторів, секцій) 83 6.4.2 Обмеження струмів короткого замикання з допомогою лінійних реакторів 84 6.4.2.1 Схеми включення лінійних реакторів 88 6.4.3 Обмеження струмів короткого замикання за допомогою секційних реакторів 88 6.4.3.1 Струмообмежуючі дії секційного реактора 89 6.4.3.2 Використання здвоєних реакторів в якості секційних. 90 6.4.4 Обмеження струмів короткого замикання з допомогою безінерційних струмообмежуючих пристроїв (БСП) 90 7 Схеми КЕС 91 7.1 Схеми на генераторній напрузі 91 7.2 Схеми на підвищеній напрузі 92 7.2.1 Схема з двома вимикачами на приєднанні 93 7.2.2 Схема з двома системами шин і трьома вимикачами на два приєднання - схема півтора 93 7.2.3 Схеми з двома системами шин і чотирма вимикачами натри приєднання (схема 1,33) 94 7.2.4 Схема з двома зв'язаними чотирикутниками з вимикачами в перетинках 95 7.2.5 Схема шестикутника 95 7.2.6 Схема генератор-трансформатор-лінія (ГТЛ) з зрівню-вальною системою шин 96 7.2.7 Схема ГТЛ з вирівнювальним багатокутником 97 7.3 Схеми зв'язку між розподільними пристроями (РП) під- вищених напруг 97 8 Особливості схем АЕС і ГЕС 99 8.1 Схеми на високій напрузі 101 8.1.1 Схема блок "лінія-трансформатор" 101 8.1.2 Схема трикутника 102 8.1.3 Схеми містків 103 8.1.4 Схеми здвоєних містків 103 8.1.5 Схеми чотирикутника 104 8.2 Схеми на низькій напрузі 104 9 Компонування електричного обладнання на електростанціях і підстанціях. Конструкції розподільних пристроїв 105 10 Розподільні пристрої (РП) 106 10.1 Закриті розподільні пристрої (ЗРП) 106 10.1.1 Комплектні розподільні пристрої 6-10 кВ 107 10.1.2 Типові конструкції ЗРП 110 10.2 Відкриті розподільні пристрої (ВРП) 110 10.2.1 Типові конструкції ВРП 111 10.3 Комплектні трансформаторні підстанції (КТП) 112 11 Власні потреби електричних станцій і підстанцій 113 11.1 Власні потреби КЕС 114 11.2 Власні потреби ТЕЦ 117 11.3 Власні потреби ЛЕС 118 11.4 Власні потреби ГЕС 119 11.5 Власні потреби підстанцій 121 12 Джерела оперативного струму на електростанціях та під- станціях 122 12.1 Установки постійного струму на акумуляторних батареях. 122 12.2 Схеми акумуляторних установок 123 12.3 Вибір акумуляторних батарей, підзарядного та зарядного агрегатів 126 12.4 Випрямлений оперативний струм 127 13 Щити керування і другорядні кола на електричних станціях і підстанціях 129 13.1 Класифікація вторинних кіл 130 13.2 Схеми керування вимикачами 130 13.3 Схеми блокування вимикачів і роз'єднувачів 132 13.3.1 Схема блокування від багаторазових включень вими- кача на стійке коротке замикання 132 13.3.2 Блокування вимикачів та роз'єднувачів 133 13.4 Контрольно-вимірювальна апаратура 134 13.5 Системи сигналізації 134 Додатки 136