Параллельная работа мини-электростанций на базе турбогенераторов противодавления с энергосистемой
Установка турбогенераторов противодавления на промышленных и отопительных котельных позволяет повысить живучесть котельной при плановых ограничениях и аварийных отключениях от энергосистемы и произвести электроэнергию "собственным паром" с себестоимостью ниже системной. Последнее предполагает базовый (с максимально возможной мощностью) режим их работы. При широком внедрении такого типа установок у энергосистемы возникает вопрос о возможном влиянии генераторов малых электростанций на качество электроэнергии.
В марте 1998 года на котельной ОАО "Владморрыбпорт" сданы в промышленную эксплуатацию три турбогенератора "Кубань-0,5" Калужского турбинного завода мощностью по 500 кВт каждый. В агрегате использован синхронный явнополюсный генератор производства АО "Сафоновский электромашинный завод" с напряжением статорной обмотки 0,4 кВ, частотой вращения ротора 1500 об/мин. Предусмотрены следующие режимы: автономная работа, параллельная работа с генераторами аналогичного типа и сетью неограниченной мощности. Система возбуждения генератора исключает возможность перегрузки генератора при параллельной работе за счет равномерного распределения реактивных нагрузок.
Турбогенераторы подключены к сборным шинам 0,4 кВ трансформаторной подстанции котельной 2х630 кВа 6/0,4 кВ.
Специалистами компании Турбоблок-сервис совместно с лабораторией "Дальэнергосбыта" были проведены комплексные непрерывные в течение 24 часов замеры показателей качества электроэнергии:
* в точках на границе балансовой принадлежности электросети 6 кВ п/с "Рыбный порт" при работе без турбогенераторов и при параллельной их работе с энергосистемой;
* в точках присоединения турбогенераторов к сети электроснабжения 0,4 кВ (в шкафах генераторного ввода) при параллельной работе турбогенераторов с энергосистемой.
Для проведения измерений был использован измерительно-вычислительный комплекс "Омск". Комплекс позволяет производить измерения с точностью по току 1,0 %, по напряжению 0,2 %. Количество входных каналов по току и по напряжению равно 3. Съем тока бесконтактный.
Измерения в точках присоединения генераторах (0, 4 кВ) показали следующее:
1. Отклонение напряжения прямой последовательности не превышает 0,1 %.
2. Коэффициент несинусоидальности напряжения не более 5 %.
3. Коэффициент нулевой последовательности не более 0,1 %.
4. Коэффициент обратной последовательности не более 0,25 %.
5. Коэффициент гармонической составляющей (для 3-й) не более 5 %.
Измерения в точках балансовой принадлежности с АО "Дальэнерго" (6 кВ) при работе с генераторами и только от энергосистемы (в скобках) показали:
1. Отклонение напряжения прямой последовательности 4,43 (3,62) %.
2. Коэффициент несинусоидальности напряжения 1,4 (1,39) %.
3. Коэффициент нулевой последовательности 0,17 (0,19) %.
4. Коэффициент обратной последовательности 0,53 (0,56) %.
5. Коэффициент гармонической составляющей не превышает допустимый по ГОСТ (5% для нечетного порядка, 2,5 % для четного порядка).
В результате измерений установлено, что в точках подключения измерительных приборов величины показателей качества электроэнергии по всем результатам не превышают допустимых значений, определенных в ГОСТ 13109-87. Внедрение мини-электростанции с паровыми турбогенераторами малой мощности не приводит к заметному изменению показателей качества. Это является основополагающим моментом при выдаче энергоснабжающей организацией и Ростехнадзором разрешения на эксплуатацию параллельно с энергосистемой. Режим параллельной работы турбогенераторов с энергосистемой важен по следующим причинам:
* повышение надежности электроснабжения котельной;
* работа турбогенераторов противодавления по тепловому графику, что позволяет получить электроэнергию с себестоимостью в 2,5 раза меньше тарифа энергосистемы;
* возможность выдачи излишков электроэнергии в сеть. Согласно "Закона об энергосбережении" электроэнергия, произведенная по энергосберегающей технологии, должна быть принята энергоснабжающей организацией.
Дополнительно проведенные измерения турбогенераторов в режимах автономной и параллельной работы показали наличие тока третьей гармоники в фазах и нулевом проводе кабельной линии, связывающей нейтрали генератора и трансформатора. Для явнополюсного генератора (2Р=4) с явнополюсным возбудителем (2Р=12) появление тока третьей гармоники в нулевом проводе не является неожиданностью. Амплитуда тока третьей гармоники не превышает 10 % номинального тока генератора, что предусмотрено "Правилами технической эксплуатации электростанций и сетей". При установке турбоагрегатов с неявнополюсным генератором с частотой вращения 1500 или 3000 об/мин ток третьей гармоники будет существенно меньше.
Таким образом, внедрение турбогенераторов малой мощности на котельных позволяет:
1. Получить дополнительный источник электроснабжения котельных.
2. Снизить затраты на производство тепловой электроэнергии за счет обеспечения механизмов котельной электроэнергией с себестоимостью дешевле тарифа энергосистемы в 2 3 раза.
3. Повысить коэффициент использования топлива.
актив”