1.1. Виды электрических станций и подстанций

Выработку электрической энергии в нашей стране делают станции различных типов: тепловые, гидравлические, атомные и другие. Краткие сведения о наиболее крупных российских электростанциях приведены в следующих таблицах:

Тепловые электростанции

№ п.п.	Электростанция	Установленная мощность, МВт
1	Сургутская ГРЭС-2	4800
2	Рефтинская ГРЭС	3800
3	Костромская	3600
4	Сургутская ГРЭС-1	3324
5	Рязанская ГРЭС	3070
6	Троицкая ГРЭС	2455
7	Ставропольская ГРЭС	2400
8	Заинская ГРЭС	2400
9	Конаковская ГРЭС	2400
10	Новочеркасская ГРЭС	2400
11	Ириклинская ГРЭС	2400
12	Пермская ГРЭС	2400
13	Киришская ГРЭС	2102

Гидроэлектростанции

№ п.п.	Электростанция	Установленная мощность, МВт
1	Саяно-Шушенская ГЭС	6400
2	Красноярская ГЭС	6000
3	Братская ГЭС	4500
4	Усть-Илимская ГЭС	3840
5	Волжская ГЭС	2629
6	Жигулевская ГЭС	2300
7	Чебоксарская ГЭС	1370
8	Саратовская ГЭС	1360
9	Зейская ГЭС	1330
10	Нижнекамская ГЭС	1205
11	Воткинская ГЭС	1020
12	Чиркейская ГЭС	1000
13	Загорская ГАЭС	1000

Атомные электростанции

№ п.п.	Электростанция	Установленная мощность, МВт
1	Курская АЭС	5000
2	Белоярская АЭС	4000
3	Балаковская АЭС	4000
4	Ленинградская АЭС	4000
5	Смоленская АЭС	3000
6	Калининская АЭС	2000
7	Ростовская АЭС	2000
8	Нововоронежская АЭС	1834
9	Кольская АЭС	1760

1.1.1. Газотурбинные и парогазовые силовые установки

Основная область применения газотурбинных (ГТУ) и простейших парогазовых силовых установок (ПГУ) - покрытие пиковых и полупиковых нагрузок, но эти установки могут использоваться и в длительном режиме работы.

Газотурбинные установки. В качестве рабочего тела в ГТУ используется смесь продуктов сгорания топлива с воздухом или нагретый воздух при большом давлении и температуре. В газовой турбине происходит преобразование тепловой энергии газов в кинетическую энергию вращения ротора. Конструктивно газовые турбины аналогичны паровым, но они более компактны за счет меньшего объёма рабочего тела. Это позволяет уменьшить по сравнению с паровыми турбинами такой же мощности капитальные затраты на 20…25%, расход металла на 50%, численность обслуживающего персонала в 2...2,5 раза. Диапазон мощностей выпускаемых газовых турбин велик - от десятков киловатт для ГТУ на транспорте до 150 МВт для промышленных энергоблоков, например, турбина совместной разработки фирм "Ленинградский (Санкт-Петербургский) металлический завод" и "Сименс".

Работа ГТУ осуществляется следующим образом. B камеру сгорания 1 (рис.1.1) подается жидкое или газообразное топливо и воздух. Получающиеся в камере сгорания газы 2 с высокой температурой и под большим давлением направляются на рабочие лопатки газовой турбины 3. Турбина вращает вал электрического генератора 4 и компрессора 5. Компрессор необходим для подачи под давлением воздуха 6 в камеру сгорания. Этот воздух подогревается в регенераторе 7 отработавшими в турбине газами 8, что повышает эффективность сжигания, топлива в камере сгорания.

Практическое использование мощных ГТУ связано с увеличением их КПД, который пока составляет 30…35%, и с увеличением ресурса их работы.

Рис.1.1. Схема ГТУ.

Парогазовые установки. Отработанные газы ГТУ имеют высокую температуру, что и снижает КПД термодинамического цикла. Повысить экономичность установки можно, используя парогазовый цикл. ПГУ (рис.1.2) представляют собой технологическое соединение паротурбинной и газотурбинной установок, объединенных общим тепловым циклом.

Рис.1.2. Схема ПГУ.

Газовая турбина 1 обеспечивает работу генератора 2. Рабочее тело подается в турбину компрессором 3 через камеру сгорания 4. Отработавший в ГТУ газ с достаточно высокой температурой поступает в топку парового котла 5, вытесняя соответствующее количество сжигаемого топлива. Котел снабжает паром паровую турбину 6, обеспечивающую работу генератора 7. Из турбины конденсат возвращается в паровой котел. В такой схеме используется низконапорный котел с давлением газа в топке около 0,1 МПа, что лишь немного повышает КПД цикла в целом. Используя схемы ПГУ с высоконапорным котлом (давление до 1,0 МПа), можно получить КПД 42...43%. Такие системы предполагается широко использовать в ближайшие годы: до 2010 года должно быть введено 20…25 МВт мощности.