Большинство подстанций промышленных предприятий выполняются без сборных шин на стороне первичного напряжения по блочному принципу, реализуемому в виде схем: 1) линия — трансформатор; 2) линия—трансформатор—токопровод (магистраль). Блочные схемы просты и экономичны. Установка на подстанциях промышленных предприятий, как правило, двух трансформаторов обеспечивает по надежности электроснабжение потребителей I категории.
      На рис. 3.6 представлены схемы блочных ГПП, выполненные без перемычки (мостика) между питающими линиями (35) ПО — 220(330) кВ. На схемах показаны двухобмоточные трансформаторы. При конкретном проектировании могут применяться трансформаторы с расщепленными обмотками, трехобмоточные трансформаторы и др. При напряжении ПО кВ в нейтрали трансформаторов устанавливается заземляющий разъединительразрядник; при 220 кВ нейтраль заземляется наглухо. При необходимости высокочастотной связи на вводах ВЛ устанавливается аппаратура высокочастотной (ВЧ) обработки линии.
    В качестве заземляющего разъединителя используется аппарат типа ЗОНПО. Для защиты нейтрали трансформатора ее заземляют через разрядник, рабочее напряжение которого должно быть равным половине рабочего напряжения ввода. Для напряжения 11О кВ можно использовать составную колонку из разрядников РВС35 и РВС20, соединенных последовательно фланцами (с проверкой по току проводи м ости).
    Схема, представленная на рис. 3.6, а, является простейшей при радиальном питании и получила широкое распространение при закрытом вводе кабельной линии в трансформатор (глухое присоединение). Она особенно целесообразна при загрязненной окружающей среде, высокой стоимости земли, необходимости размещения ПГВ на плотно застроенном участке, например при расширении или реконструкции предприятия. При повреждении в трансформаторе отключающий импульс защиты трансформатора передается на отключение выключателя на питающей подстанции.
    Глухое присоединение — без разъединителей (см. рис. 3.6, а) — допускается при радиальном питании и для ВЛ, если территория — с загрязненной атмосферой, а проектируемая ГПП и источник питания эксплуатируются одной организацией. Обычно на спуске проводов от ВЛ к трансформатору устанавливается разъединитель (рис. 3.6, 6), создающий ремонтный разъем.
    На рис. 3.6, в показана схема с воздушными линиями с установкой короткозамыкателей и ремонтных разъединителей. При возникновении повреждения в трансформаторе короткозамыкатель включается под действием релейной защиты от внутренних повреждений в трансформаторе (газовой, ДНЖ « производит искусствительна защита головного участие вызываюшее отючение
ственное короткое замыкание линиголовной выключателя на головном участке трансформатор.
    На рис. 3.6, д показана «схема ремонтных разъединитеена короткозамыкателей, отделителеирс воЗДушной линии несколь схема применяется при питании, желательно не более трех, подстанций так называемыми отпайками. В отдельных случаях схема может быть применена и при радиальном питании, когда имеется реальная вероятность подсоединения в дальнейшем к этой линии других подстанций.
    Последовательность действий следующая: замыкается короткозамыкатель поврежденного трансформатора и отключается выключатель на головном участке питающей магистрали, снабженный автоматическим повторным включением. С помощью вспомогательных контактов короткозамыкателя замыкается цепь привода отделителя поврежденного трансформатора, который должен отключиться при обесточенной питающей линии, т.е. позже отключения головного выключателя и раньше его АПВ — во время так называемой бестоковой паузы. Если собственное время отключения отделителя меньше или равно времени действия защиты выключателя головного участка линии, то в схему отключения отделителя необходимо ввести выдержку времени, так как отделитель не способен отключить ток нагрузки и ток повреждения.
    Для фиксации отключения головного выключателя питающей линии в схемах с применением отделителей в цепи короткозамыкателя предусматривается трансформатор тока. После отключения отделителем поврежденного трансформатора АПВ головного участка линии, имеющее необходимую выдержку времени, вновь автоматически включает линию и тем самым восстанавливает питание всех неповрежденных трансформаторов на всех отпаечных подстанциях, подключенных к данной линии.
На схеме, представленной на рис. 3.6, е, приведен вариант с силовыми выключателями, который предпочтителен при наличии финансовых средств и который может быть применен как для отпаечных подстанций, питаемых по магистральным линиям, так и для тупиковых подстанций, питаемых по радиальным линиям. Эта схема может оказаться целесообразной и для подстанций, расположенных близко к источнику питания (применение короткозамыкателей в этих случаях приводит к значительным падениям напряжения на шинах ИП).
    Схемы с перемычками между питающими линиями следует применять лишь при обоснованной необходимости устройства перемычек. В загрязненных зонах их следует избегать, так как наличие дополнительных элементов, подвергающихся загрязнению, увеличивает вероятность аварий на подстанции.
    Распространена схема с отделителями и короткозамыкателя ми на линиях и с неавтоматизированной перемычкой из двух разъединителей, установленной со стороны питающих линий (рис. 3.7, а). Эта перемычка позволяет присоединить оба трансформатора к одной линии (при таком режиме при повреждении одного трансформатора отключаются оба); сохранить в работе трансформатор при повреждении питающей его линии, переключив его на вторую линию (перекрестное питание); обеспечить питание подстанции на время ревизии или ремонта трансформатора. В данной схеме может быть применен отключающий импульс вместо короткозамыкателя.
    Схема, представленная на рис 3.7, б применяется при питании подстанций по транзитным линиям 220 кВ или по линиям с двусторонним питанием. Как вариант может быть применена схема со второй (показанной штриховой линией) перемычкой со стороны линий, выполненная разъединителями. Этот вариант схемы позволяет не прерывать транзит электроэнергии в периоды ремонта одного из выключателей 220 кВ. Если в схеме предусмотреть дополнительную установку отделителей в цепях трансформаторов, то при повреждении трансформатор отключается отделителем (в бестоковую паузу), а транзит мощности автоматически восстанавливается.
    Схема, представленная на рис. 3.7, в, может быть применена для тупиковых подстанций с автоматикой в перемычке, если применение короткозамыкателя не представляется возможным по техническим причинам, а стоимость оборудования для передачи отключающего импульса соизмерима со стоимостью выключателя или же передача отключаемого импульса неприемлема по другим причинам.
    Эта схема может быть применена также при включении трансформаторов врассечку транзитных линий или линий с двусторонним питанием при сравнительно малых расстояниях между отпайками или между головным выключателем питающей подстанции и отпайкой. При этом повреждение трансформатора не нарушает питания всех других подстанций, связанных с этими линиями.
    Схемы с выключателями в электроснабжении промышленных предприятий применялись редко, так как капитальные затраты выше, чем при схемах с отделителями и короткозамыкателями. Обоснованиями для применения выключателей могут служить:
• условия самозапуска электродвигателей, так как время действия автоматики при схеме с отделителями больше, чем при выключателях, что может оказаться недопустимым для некоторых производств с непрерывным технологическим процессом;
• усложнение защиты и автоматики в схемах с отделителями при подпитке со стороны 6 — 10 кВ места короткого замыкания на линии 110—220 кВ или на ответвлении от нее;
• недостаточное качество отделителей и короткозамыкателей, что существенно для работы в загрязненных зонах, в районах Сибири и Севера;
• развитие проектируемой подстанции; требующей применения сборных шин на напряжении 110—220 кВ;
• включение трансформаторов в рассечку транзитных линий или линий с двусторонним питанием;
• невозможность по техническим причинам применения короткозамыкателей и большая стоимость устройств и кабелей, используемых для передачи отключающего импульса (с учетом его резервирования), соизмеримая со схемой с выключателями.
    При отсутствии перечисленных условий, определяющих применение выключателей, ранее рекомендовалась простейшая блочная схема без перемычек. Требования к повышению надежности и оперативности управления системой электроснабжения на 6УР, 5УР привели к более частому применению схем, представленных на рис 3.6, е, 3.7, в, т.е. к отказу от установки короткозамыкателей и переходу к установке выключателей.
    Мощность трансформаторов, присоединяемых по приведенным схемам, должна находиться в пределах коммутационной способности разъединителей и отделителей по отключению тока холостого хода, а при применении силовых выключателей она определяется их параметрами.
    Короткозам ы катели нельзя ставить в зоне действия дифференциальной защиты трансформатора, так как каждое включение короткозамыкателя от действия газовой защиты или по другой причине будет вызывать срабатывание дифференциальной защиты. Это будет дезориентировать обслуживающий персонал, так как он не сразу сможет выяснить причину отключения трансформатора и тем самым будет затягивать ликвидацию аварии. Разрядники также нужно ставить вне зоны действия дифференциальной защиты, так как их работа может вызвать ложное действие этой защиты и неправильное отключение трансформатора.
    От схем подстанций 5УР со стороны высокого напряжения практически не зависят схемы присоединения трансформаторов мощностью 10 М В А и выше к секциям сборных шин распределительных устройств вторичного напряжения. Число секций, напряжение, количество отходящих линий определяются в большой степени требованиями потребителей и с учетом вариантов электроснабжения на напряжении, отличном от наиболее распространенного (10 кВ).
    При выборе схемы подключений учитываются: мощность подстанции, определяющая число выводов и секций шин 6—10 кВ; наличие, единичная мощность и напряжение крупных потребителей (электропечей, воздуходувок и др.|; мощность КЗ на стороне 6—10 кВ, определяющая необходимость установки реакторов; характер нагрузок, определяющих подпитку места КЗ и число секций на стороне 6—10(35) кВ. Рекомендации по схемам представленным на рис. 3.8, составлены для мощности КЗ от системы до 5 000 М В А в сети НО кВ и до 10 000 MB • А в сети 220 кВ при раздельной работе сборных шин. При выборе схемы могут быть предложены некоторые общие рекомендации.
    Присоединение одной секции сборных шин к обмотке трансформатора или к параллельно соединенным ветвям трансформатора с расщепленной обмоткой 6—10 кВ без реагирования отходящих линий основывается на использовании в качестве вводных, межсекционных и линейных выключателей для всего РУ выключателей с одинаковым номинальным током отключения. Рекомендуется применять выключатели с предельным током отключения выключателя /п о, равным 20 или 31,5(40) кА, который не меньше предельного тока термической стойкости и действующего значения периодической составляющей предельного сквозного тока КЗ.
    Применение выключателей I = 31,5(40) кА и более вместо выключателя с I= 20 кА (присоединяемых к двум ветвям трансформаторов с расщепленными обмотками или в различных схемах с реакторами) следует обосновывать технической необходимостью или экономической целесообразностью.
    Присоединение сборных шин (двух секций) к трансформатору с расщепленной обмоткой 6 — 10 кВ без реактирования отходящих линий выполняется так, что каждая секция присоединяется к одной ветви обмотки трансформатора стороны 6—10 кВ. Преимущество данной схемы заключается в том, что она позволяет значительно уменьшить отрицательное влияние нагрузок одной ветви на качество напряжения питания нагрузок другой ветви при резкопеременных графиках нагрузки, вызывающих колебания напряжения на шинах подстанции, или при вентильной нагрузке, искажающей форму кривой напряжения. Данная схема не может быть рекомендована при наличии крупных присоединений с нагрузкой, соизмеримой с номинальной мощностью одной ветви обмотки трансформатора, так как при этом, как правило, трудно равномерно распределить нагрузки между секциями сборных шин подстанции и обеспечить необходимое резервирование.
    Присоединение одной секции сборных шин к обмотке трансформатора или к параллельно соединенным ветвям трансформатора с расщепленной обмоткой 6—10 кВ с реактированием отходящих линий предусматривает в качестве вводных и межсекционных выключателей применение выключателей с номинальным током отключения более 31,5(40) кА. На отходящих от сборных шин РУ линиях устанавливают групповые реакторы, к каждому из которых присоединяют от одной до четырехпяти линий с номинальным током отключения выключателей 20 кА.
    Количество линий, присоединяемых к каждому групповому реактору, зависит от расчетных токов линий и специфики присоединяемых вторичных подстанций или отдельных токоприемников. Иногда к сборным шинам присоединяются нереактированные линии или токопроводы (через выключатели с соответствующим номинальным током отключения), для которых нецелесообразно снижение мощности КЗ (например, крупный преобразовательный агрегат или обеспечение самозапуска).
    Основные преимущества схем с групповыми реакторами: уменьшается ток подпитки КЗ от синхронных и асинхронных электродвигателей; повышается остаточное напряжение на сборных шинах при КЗ на отходящих линиях за реакторами; при наличии электроприемников, ухудшающих качество электроэнергии в питающей их сети (вентильных, сварочных, с резкопеременными графиками нагрузки и др.), их неблагоприятное влияние меньше сказывается на качестве электроэнергии на сборных шинах подстанции. К недостаткам таких схем следует отнести, как правило, большую стоимость электрооборудования 6—10 кВ; наличие постоянных потерь в реакторах; увеличение габаритных размеров РУ 6—10 кВ; технические затруднения в выполнении релейной защиты в части обеспечения чувствительности и дальнего резервирования.
    Различные схемы с реакторами на вводах 10(6) кВ от трансформаторов, обеспечивающие снижение мощности короткого замыкания после реактора, позволяют независимо от мощности трансформатора применять (в качестве вводных, секционных и линейных) выключатели с небольшим номинальным током отключения 20 кА или 31,5(40) кА. Значение, до которого целесообразно снижать мощность КЗ на шинах 6—10 кВ, определяется техникоэкономическим анализом схемы подстанции и системы электроснабжения от шин подстанции. Существенными недостатками реагирования вводов являются ухудшение условий пуска и самозапуска крупных электродвигателей; сложности осуществления релейной защиты трансформаторов и крупных единичных электроприемников или линий, отходящих к вторичным подстанциям.
    Если имеется значительное количество электродвигателей с большими пусковыми токами и не исключена перспектива дополнительного присоединения электродвигателей, следует по возможности избегать применения таких схем.
    Распределение электроэнергии с шин 5УР (см. рис. 3.8) осуществляется, как правило, радиальными линиями к распределительным подстанциям РП 6—10 кВ, отдельным крупным электроприемникам и отдельным установленным вблизи трансформаторам ЗУР. Увеличение единичной мощности потребителей (цехов) и ограничения по генплану привели к сооружению магистральных токопроводов, от которых записываются РП через реакторы или без них, на соответствующее РП. Эта схема, реализованная для ряда предприятий, не получила широкого распространения изза тяжелых аварийных последствий. Реакторы устанавливаются изза больших токов КЗ, например для шинопровода Uном = 6 кВ; Iном = 5 000 А, питающегося от ГРУ 10 кВ ТЭЦ.
    Распределительные устройства 6 — 10 кВ ГПП и подстанции 4УР выполняются в настоящее время, как правило, комплектными, состоящими из отдельных шкафов, каждый из которых предназначен для одной технологической операции (отключение, присоединение, измерение и др.). Для принятой схемы электроснабжения предприятия (района) разрабатываются однолинейная схема РУ, под которую подбираются отдельные шкафы, т.е. электрические схемы главных цепей КРУ определяют вид шкафа КРУ.
    Поэтому шкафы КРУ по электрическим схемам главных цепей подразделяются на основные виды с выключателями (вводы, отходящие линии, секционирование), с разделителями, с ошиновкой и разъемными контактными соединениями — разъединителями, с разрядниками, с измерительными трансформаторами напряжения, с трансформаторами тока, с кабельными сборками или кабельными перемычками, с шинными выводами и перемычками, с силовыми трансформаторами, комбинированные (например, с измерительными трансформаторами напряжения и разрядниками, с выключателями и измерительными трансформаторами напряжения и др.), с силовыми предохранителями, со статическими конденсаторами и разрядниками для защиты вращающихся машин от атмосферных перенапряжений, со вспомогательным оборудованием и аппаратурой.

Рекомендуйте эту статью другим!



янв 26, 2013 9248

Чстичные разряды в бумажно-масляной изоляции высоковольтного оборудования

Проблема образования и развития частичных разрядов (ЧР) в изоляции маслонаполненного…
Cоздание автоматизированной системы учета и управления потреблением электроэнергии в Италии 1
дек 11, 2014 2154

Cоздание автоматизированной системы учета и управления потреблением электроэнергии в Италии

В настоящее время крупнейшая национальная энергоснабжающая компания Enel успешно ведет в…
рис. 1.133
окт 16, 2016 588

Краткое описание операционного усилителя

Операционный усилитель (ОУ) — это высококачественный усилитель, предназначенный для…
пример обозначения
авг 23, 2016 780

Классификация и система обозначений диодов

Классификация современных полупроводниковых диодов (ЦЦ) по их назначению, физическим…
mosh1
март 13, 2017 797

Зависимость мощности от силы тока, формула мощности, физический смысл

Первое упоминание об электричестве встречается в опытах древнегреческого философа Фалеса.…