Схемы главных подстанций предприятий

Схемой соединения элементов подстанции называется графическое изображение элементов на чертеже с указанием связей между ними. Также главной схемой электрических соединений подстанции называется совокупность основного оборудования со всеми выполненными физическими соединениями элементов между собой. К схемам подстанций предъявляются следующие требования:

• схема должна обеспечивать необходимую надежность электроснабжения потребителей;

• схема должна быть простой и удобной в эксплуатации;

• схема должна допускать развитие предприятия с учетом роста нагрузки без коренной реконструкции сети;

• схема должна обеспечивать надежную защиту всего электрооборудования в аварийных режимах и автоматическое восстановление питания;

• схема должна обеспечивать электроснабжение потребителей при аварийном выходе из строя одного из основных элементов (трансформатор, линия электропередачи), при этом оставшиеся в работе элементы должны принять на себя полностью или частично нагрузку отключившегося элемента с учетом допустимой перегрузки в послеаварийном режиме;

• схема должна иметь резервирование отдельных элементов, позволяющих проводить ремонтные и противоаварийные работы.

При выборе схемы соединений учитывается категория потребителей электроэнергии по надежности и степени бесперебойности электроснабжения. Надежность подстанции, как и надежность систем электроснабжения, определяется числом независимых источников питания и схемой подстанции.

Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, которые должны взаимнорезервироваться. Перерыв в электроснабжении от одного из источников питания допускается на время автоматического восстановления питания от другого источника.

Источник питания, на котором сохраняется напряжение в послеаварийном режиме в регламентированных пределах при исчезновении его на другом или других источниках питания считается независимым. К независимым источникам питания относятся две секции или системы шин одной или двух подстанций при одновременном соблюдении следующих двух условий:

• каждая из секций или систем шин, в свою очередь, имеет питание от независимого источника;

• секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций (систем) шин.

Электроприемники второй категории снабжаются электроэнергией от двух независимых источников питания, при этом допускаются перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания оперативным путем.

Электроснабжение приемников третьей категории может осуществляться от одного источника питания, если восстановление электроснабжения, связанное с ремонтом или заменой поврежденного элемента, потребует не более одних суток.

Главные понизительные подстанции, как и подстанции глубокого ввода, выполняются без сборных шин на стороне первичного напряжения. В основном используются блочные схемы.

В эксплуатации находится большое количество подстанций, выполненных по упрощенным схемам на высоком напряжении (рис. 2.2.1).

Главные схемы электрических соединений понижающих подстанций

Рис. 2.2.1. Упрощенные схемы распределительных устройств 35–330 кВ

а – блок трансформатор-линия с разъединителем;

б – блок трансформатор-линия с предохранителем у трансформатора на ВН; в – блок трансформатор-линия с выключателем ВН;

г – блок трансформатор-линия с отделителем;

д – два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой;

е – мостик с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов.

В этих схемах в качестве коммутационных аппаратов получили широкое распространение отделители и короткозамыкатели.

Принципиальным недостатком схем с отделителями и коротко-замыкателями является то, что искусственно создаваемое КЗ для отключения поврежденного участка сети в бестоковую паузу с помощью отделителя резко увеличивает общую продолжительность наиболее тяжелых условий работы выключателей на смежных подстанциях. Поэтому в настоящее время использование отделителей и короткозамыкателей на вновь сооружаемых подстанциях прекращено, а при реконструкции действующих – они заменяются выключателями. Типовые схемы, в которых отделители и короткозамыкатели заменены выключателями, приведены на рис. 2.2.2.

Рис. 2.2.2. Типовые схемы распределительных устройств 35–330 кВ

Цифры соответствуют номерам типовых схем. Области применения приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Типовые схемы распределительных устройств 35–330 кВ

Примечание. Количество присоединений равно количеству линий плюс два трансформатора (за исключением схемы 1 и 3Н, предусматривающих установку одного трансформатора).

На рис. 3.1 в качестве примера приведена схема главной понизительной подстанции 35…220/6…10 кВ для предприятия средней мощности, получающего электроэнергию от энергосистемы по двум радиальным линиям ВЛ1 и ВЛ2. Трансформаторы Т1, Т2 подключают к линиям только через разъединители РЛНД, так как при радиальной схеме нет необходимости в отделителях. Перемычка между цепями напряжением 35–220 кВ позволяет питать трансформаторы не только от своей, но и от другой линии. Исходя из условий ремонта, в перемычку включают последовательно два разъединителя. Применение перемычки целесообразно в тех случаях, когда по условиям режима работы ГПП возникает необходимость в питании двух трансформаторов от одной линии.

На вводах к трансформаторам устанавливают короткозамыкатели КЗ: в одной фазе – в сетях с глухозаземленной нейтралью и в двух фазах – в сетях с изолированной нейтралью. Короткозамыкатель автоматически включается при срабатывании релейной защиты от внутренних повреждений в трансформаторе ГПП, к которым нечувствительна защита головных выключателей ВЛ1 и ВЛ2 энергосистемы. При включении короткозамыкателя КЗ создается искусственное металлическое короткое замыкание на вводах высокого напряжения трансформатора. На него реагирует релейная защита линии в системе и отключает соответствующую цепь.

Двухобмоточные трансформаторы ГПП имеют схему соединения обмоток Y/Δ − 11 или Y₀/Δ − 11. Включение нейтрали трансформатора 110–220 кВ на землю осуществляется через однополюсный разъединитель типа ЗОН. Последний включают не всегда. Число включенных на землю нейтралей регулируется так, чтобы ток одно- и двухфазного короткого замыкания на землю не выходил за установленные пределы. Для защиты изоляции трансформатора от пробоя при перенапряжениях в период его работы с разземленной нейтралью предусмотрены разрядники в нейтрали, рабочее напряжение которых должно быть равным половине рабочего напряжения ввода.

Рис. 3.1. Схема главной понизительной подстанции 35–220 кВ с

секционированной системой шин на стороне 6/10 кВ

Для напряжения 110 кВ можно использовать составную колонку из разрядников РВС–35 и РВС–20, соединенных последовательно фланцами. Кроме того, разрядники устанавливают на вводе высокого напряжения трансформатора во всех трех фазах для защиты от набегающих по линиям волн перенапряжений.

Трансформаторы ГПП подключают к сборным шинам вторичного напряжения 6/10 кВ через высоковольтные выключатели В1, В2 и разъединители. Если требуется ограничение тока короткого замыкания в сети 6/10 кВ, то между выключателем и разъединителем ввода включают токоограничивающий реактор.

На рис. 3.2 показаны схемы подключения вводов трансформаторов ГПП с сборных шин РУ напряжением 6/10 кВ. Схему на рис. 3.2, а применяют при установке трансформаторов мощностью до 25 МВ·А. При большей мощности трансформаторов обычно требуются мероприятия по ограничению токов короткого замыкания. При мощности трансформаторов 40 МВ·А применяют схемы, изображенные на рис. 3.2, б и в, а при мощности трансформатора 63 МВ·А рекомендуются схемы г и д. Если мощность трансформатора достигает 80 МВ·А, то применяют схемы е, ж, з.

Рис. 3.2. Схемы вводов напряжением 6/10 кВ трансформаторов на напряжение 35–220 кВ

Сборные шины напряжением 6/10 кВ распределительного устройства секционируют выключателем. Благодаря этому при повреждении или ремонте сборных шин отключается только одна секция, а при внезапном исчезновении напряжения на одной из секций, например при отключении питающей линии, с помощью АВР включится секционный выключатель и обеспечит ее питание.

Секционный выключатель выбирают по нагрузке одной секции шин, а выключатель ввода трансформатора – по нагрузке двух секций в послеаварийном режиме ГПП. Для ограничений токов короткого замыкания секционный выключатель нормально отключен.

Дата добавления: 2014-01-07