ФЭА / Электроэнергетика / Лекция Схемы электрических соединений подстанций
(автор - student, добавлено - 22-01-2013, 19:00)
Схемы электрических соединений подстанций
9.1. Принципы выбора схем электрических подстанций Схемы подстанций выбираются с учетом общей схемы электро¬снабжения, т.е. вид схемы сетей (радиальной или магистральной) значительно влияет на вид схем подстанций, входящих в общую систему электроснабжения. Схемы подстанций всех напряжений разрабатываются исходя из следующих основных положений: применение простейших схем с минимальным числом выключа¬телей; преимущественного применения одной системы сборных шин на ГПП и РП с разделением ее на секции; применения, как правило, раздельной работы линий и раздель¬ной работы трансформаторов; применения блочных схем и бесшинных подстанций глубоких вводов напряжением 110...220 кВ. На вводах напряжением 6...10 кВ распределительных подстан¬ций и на выводах вторичного напряжения ГПП и ПГВ, как прави¬ло, следует устанавливать выключатели для автоматического вклю¬чения резерва. При секционировании разъединителями шин на напряжении 6...10 кВ рекомендуется устанавливать два разъединителя последо¬вательно для безопасной работы персонала на отключенной сек¬ции, а также на самом секционном разъединителе при работающей другой секции. Для уменьшения токов КЗ в сетях напряжением 6...10 кВ следу¬ет применять трансформаторы с расщепленными вторичными об¬мотками. При реактировании наиболее целесообразны схемы с групповыми реакторами в цепях вторичного напряжения трансфор¬маторов или на вводах питающих линий. Трансформаторы тока и реакторы следует устанавливать после выключателя. 9.2. Схемы главных понижающих подстанций и подстанций глубокого ввода Присоединение главных понижающих подстанций и подстанций глубокого ввода к линиям напряжением 35...220 кВ Схемы подстанций без сборных шин на первичном напряжении 35...220 кВ (рис. 9.1, а, б), основанные на блочном принципе, при¬меняются при питании как непосредственно от районных сетей энер¬госистемы, так и от узловых подстанций. Установка выключателя на стороне высшего напряжения транс¬форматора считается нецелесообразной, так как отключить транс¬форматор (при необходимости вывода его в ремонт) можно выключателем на районной подстанции и разъединителем Р1 транс¬форматора ГПП или ПГВ. Большинство трансформаторов после снятия с них нагрузки выключателем на вторичном напряжении можно отсоединять от напряжения разъединителем или отделите¬лем без отключения выключателя на районной подстанции. Наиболее рациональной и достаточно надежной считается схе¬ма с применением на высшей стороне подстанции короткозамыкателей (рис. 9.1, в, г). При повреждении внутри трансформатора действует релейная защита, которая замыкает цепь привода короткозамыкателя, и ножи короткозамыкателя включаются. Создается ко¬роткое замыкание на линии, что приводит в действие защиту, уста¬новленную на питающем конце линии, и выключатель на районной подстанции отключает линию вместе с трансформатором. В схеме, изображенной на рис. 9.1, г, на стороне высшего напря¬жения трансформаторов применена перемычка с отделителями. При повреждении одной линии и отключения ее выключателем на пита¬ющем конце и отсоединения разъединителем на стороне высшего напряжения трансформатора можно включить перемычку из отде¬лителей. Таким образом, можно осуществить питание двух транс¬форматоров от одной линии. При питании ГПП или ПГВ на отпайках от двухцепной магист¬ральной линии напряжением 35...220 кВ также используются схемы с короткозамыкателями (рис. 9.2). Однако здесь последователь¬но с разъединителем включен отделитель. При повреждении внут¬ри трансформатора действует релейная защита, которая включает короткозамыкатель. Выключатель на районной подстанции отклю¬чает магистральную линию вместе со всеми присоединенными к ней трансформаторами. Затем приводится в действие привод отделите¬ля и отделитель отсоединяет поврежденный трансформатор от ма¬гистральной линии. Далее, после бестоковой паузы срабатывает ав¬томатическое повторное включение выключателя на головном уча¬стке магистрали и питающая линия включается под напряжение со всеми неповрежденными присоединениями. На рис. 9.3 приведена схема подстанции напряжением 35/6... 10 кВ с трансформаторами мощностью до 3200 кВ•А. В схе¬ме для защиты используется предохранитель на напряжение 35 кВ. Для отключения тока холостого трансформатора служит разъеди¬нитель на напряжение 35 кВ. Перед отключением разъединителя трансформатор отключается от тока нагрузки выключателем со сто¬роны вторичного напряжения. Схемы с двумя системами шин Схема с двумя системами сборных шин обладает гибкостью и универсально-стью, она позволяет: ремонтировать сборные шины без перерыва питания потреби¬телей; быстро восстанавливать питание потребителей при поврежде¬нии одной из систем шин; выделять одну из систем шин для проведения испытаний обору-дования и линий; осуществлять различные группировки цепей и присоединений. Каждый выключатель может быть присоединен шинными разъединителями к любой системе шин. Схема с двумя системами шин на промышленных предприятиях применяется на мощных под¬станциях ответственного назначения, например на крупных узло¬вых подстанциях больших заводов с развитой электрической се¬тью, с большим числом присоединений и наличием связей и транзитных линий. Также она применяется в тех случаях, когда это требуется по режиму эксплуатации, например при необходи¬мости разделения источников питания или выделения отдельных потребителей. При применении двойной системы шин при напря¬жении 6...10 кВ одна из них обычно разделяется на секции по чис¬лу вводов или понизительных трансформаторов, а другая выпол-няется несекционированной. На рис. 9.4 приведена схема мощной ГПП с двойной системой шин на вто-ричном напряжении. На схеме показаны индивидуаль¬ные реакторы на линиях напряжением 6 кВ. Распределительные устройства с двумя системами шин доро¬ги, сложны в экс-плуатации и требуют сложных блокировок. При широком применении комплект-ных распределительных устройств (КРУ) также ограничивается целесообразность применения двой¬ной системы шин, так как заводские КРУ изготавливаются пре-имущественно с одной системой шин. Поэтому даже на крупных подстанциях применяется одиночная секционированная система с автоматикой. 9.3. Схемы распределительных подстанций напряжением выше 1 кВ На распределительных подстанциях РП напряжением 6...10 кВ наибольшее распространение получили схемы коммутации с одной системой шин. От РП получают питание трансформаторы, элект¬родвигатели напряжением выше 1 кВ, электропечи и другие уста¬новки с электроприемниками напряжением выше 1 кВ. При одиночной системе шин надежность питания повышается вследствие со-кращения числа коммутационных операций и возмож¬ных при этом ошибок. Разъединители здесь не являются оператив¬ными и служат лишь для снятия напряжения с выключателя на вре¬мя его ревизии и ремонта. Поэтому серьезных последствий от ошибок при оперировании с ними не бывает, так как они снабжены надежной и простой механической блокировкой с выключателями. Одиночные системы шин бывают секционированные и несекци¬онированные. Для потребителей первой и второй категории применяются толь¬ко секционированные схемы при помощи разъединителя или вык¬лючателя. Число секций определяется схемой электроснабжения, с одной стороны, и характером подключенных электроприемников, с другой стороны. Каждая секция РП питается отдельной линией. Если одна из питающих линий отключается и питаемая ее секция обесточивается, то ее питание восстанавливается путем включения секционного аппарата. Параллельная работа линий применяется в виде редкого исклю¬чения. На рис. 9.5 приведены схемы небольших РП, секционированных при помощи разъединителей. Крупный ответственный двигатель на рис. 9.5, в выделен на среднюю секцию, что обеспечивает его беспе¬ребойное питание при любых режимах работы РП. При применении секционных выключателей можно осуществить автоматическое включение резерва. Иногда АВР применяется на вводных выключателях. На рис. 9.6 и 9.7 даны примеры выполне¬ния схем распределительных подстанций с одной системой шин, сек¬ционированной при помощи выключателей. На рис. 9.6 дана схема ответственной распределительной под¬станции средней мощности, секционированной при помощи вы¬ключателя, с АВР на секционном выключателе напряжением 6...10 кВ и на секционном автомате напряжением 0,4 кВ вторичной стороны двухтрансформаторной подстанции, питаемой от разных секций данной РП. На рис. 9.7 приведена схема крупной подстанции с АВР на сек¬ционном выключателе с применением КРУ с выдвижными выключателями. РП предназначена для питания электро¬двигателей на напряжение выше 1 кВ. На рис. 9.8 показаны схемы узловых распределительных подстан¬ций на напряжение 110...330 кВ. Эти подстанции получают элект¬роэнергию от энергосистемы и распределяют ее при помощи глу¬боких вводов по предприятию. Питающие линии, а также линии, проходящие вне загрязненных зон предприятия, – воздушные; ли¬нии же, питающие подстанции глубоких вводов, расположенные в загрязненных зонах, – кабельные. Подстанция, схема которой приведена на рис. 9.8, б, предназ¬начена для очень крупного предприятия. Она имеет автотрансфор¬матор. 9.4. Схемы присоединения цеховых трансформаторных подстанций к линиям напряжением 6...10 кВ На цеховых трансформаторных подстанциях напряжением 6...10/0,4 кВ применяются схемы без сборных шин (рис. 9.9). При радиальном питании по схеме блока линия – трансформатор обыч¬но применяется глухое присоединение трансформаторов на сторо¬не высшего напряжения (см. рис. 9.9, а). При питании по магистра¬ли на вводе к трансформатору в большинстве случаев устанавлива-ются выключатели нагрузки или разъединители (см. рис. 9.9, б). Если же необходимо обеспечить селективное отключение трансформа¬тора при его повреждении или недопустимой перегрузке, то после¬довательно с выключателем нагрузки или разъединителем устанав¬ливается предохранитель. При магистральном питании ТП на вводе к трансформатору с номинальной мощностью SHOM.T устанавливаются аппараты в сле¬дующем порядке по направле-нию тока: предохранитель и выключатель нагрузки (при SHOM.T 630 кВ•А); разъединитель и предохранитель (при SHOM.T 400 кВ•А). Схемы комплектных трансформаторных подстанций состоят из следующих основных элементов: вводов первичного напряжения, трансформаторов, выводов вторичного напряжения от трансфор¬маторов, отходящих линий вторичного напряжения в различных модификациях, секционных аппаратов на шинах вторичного на¬пряжения. Вводы в КТП напряжением 6...10 кВ выполняются в основном по схемам, приведенным на рис. 9.9, а и б, в зависимости от схемы электроснабжения. . 9.5. Схемы распределительных подстанций на напряжении до 1 кВ Схема распределительной подстанции (распределительного пун¬кта, силового пункта, распределительного щита, шкафа и т.д.) оп¬ределяется ее назначением, числом и мощностью отходящих линий, уровнем токов короткого замыкания. Для ввода питания в жилые и общественные здания применяют вводные распределительные устройства (ВРУ). Схема панели ВРУ в однолинейном изображении дана на рис. 9.10. При выполнении РП на напряжении до 1 кВ используют стан¬дартные панели, на которых устанавливаются комплекты из рубиль¬ников с предохранителями или рубильников с автоматами, иногда с контакторами. Схема панели распределительного щита с рубиль¬никами и предохранителями РПс-2 и трансформаторами тока ТК-20 дана в трехфазном изображении на рис. 9.11. При составлении схемы распределительной подстанции необходи¬мо так подбирать нагрузки и отходящие линии, чтобы РП не получи¬лась громоздкой и дорогостоящей, но в то же время была устойчива к токам короткого замыкания. Если есть необходимость в отходящих линиях небольших сечений, следует группировать нагрузки по мел¬ким магистралям. В случае применения рубильников с предохранителями пропускную способность отходящих линий для силовой нагрузки рекомендует¬ся принимать силой тока 250 и 400 А. Сече¬ния проводов и кабелей выше 150 мм2 применять не рекомендуется. В схемах распределительных подстан¬ций для силовых и осветительных сетей должно быть обеспечено отключение всей РП без нарушения работы остальных РП, питающихся от одной магистрали. Для силовых РП это достигается приме-нением общих рубильников на вводе, причем при питании группы РП «цепоч-кой» каждая РП может быть отключена без нарушения работы самой цепочки. Для потребителей, требующих более на¬дежного электроснабжения, применяют¬ся РП с двумя рубильниками или контак¬торами на вводе для подключения к независимым источникам питания. Ответвления от РП защищаются пре¬дохранителями или автоматами. |
|