%PDF-1.3
%
1 0 obj
>]/Pages 3 0 R/Type/Catalog/ViewerPreferences>>>
endobj
2 0 obj
>stream
2015-05-25T11:45:18+05:002015-05-25T11:45:27+05:002015-05-25T11:45:27+05:00Adobe InDesign CS6 (Windows)uuid:7411eeaa-bfce-4322-aefe-a3fd650177eaxmp.did:A3EFBA1FB752E4118BF5AA137F15CC0Cxmp.id:674673EFA802E5118DE6CC5A61AE014Eproof:pdf1xmp.iid:654673EFA802E5118DE6CC5A61AE014Exmp.did:A7EFBA1FB752E4118BF5AA137F15CC0Cxmp.did:A3EFBA1FB752E4118BF5AA137F15CC0CdefaultЛекция 3. Схемы распределительных устройств станций и подстанций. Оглавление. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств
Кокин Дмитриев_Схемы электрических.indd
elar.urfu.ru
Лекция 3. Схемы распределительных устройств станций и подстанций. Оглавление
Тема: Электрические станции и подстанции
3.1 Классификация схем коммутации 1
3.2 Типовая сетка схем коммутации. 1
3.3 Опыт использования схем коммутации 9
3.4 Особенности схем коммутации подстанций 12
3.5Особенности схем коммутации электростанций 24
3.1 Классификация схем коммутации
Распределительные устройства определяются типом, мощностью, напряжением и технологическим режимом электроустановок и выполняются по схемам, группируемым по виду подключения присоединений. В зависимости от количества выключателей на присоединение условно выделяются следующие группы схем (рис. 3.1—3.4).
Схемы с коммутацией присоединения одним выключателем (рис. 3.1) — одна-две системы шин с обходной системой шин либо без нее.
Схемы с коммутацией присоединения двумя выключателями (рис. 3.2) — две системы шин с тремя выключателями на два присоединения (схема 3/2, полуторная), две системы шин с четырьмя выключателями на три присоединения (схема 4/3), многоугольники (треугольник, четырехугольник, пятиугольник, шестиугольник.
Схемы с коммутацией присоединения тремя и более выключателями (рис. 3.3) — связанные многоугольники, генератор—трансформатор—линия с уравнительно-обходным многоугольником, трансформаторы—шины.
Схемы упрощённые, с количеством выключателей меньшим количества присоединений (рис. 3.4) — блочные, ответвления от проходящих линий (комбинирование блочных схем), мостики, расширенный четырехугольник, заход—выход; в некоторых из схем выключатели отсутствуют, а вместо них используются отделители и короткозамыкатели.
Схемы первой группы именуют радиальными, а второй и третьей — кольцевыми. Их классификация от количества выключателей на присоединение имеет технико-экономическую основу. Стоимость ячейки выключателя 110—500 кВ на мировом рынке составляет 0,1—3 и даже 5 млн долл. (ячейка КРУЭ 500 кВ с выключателем).
3.2 Типовая сетка схем коммутации.
Типовые схемы коммутации и области их применения определены нормами типового проектирования (НТП) электростанций и подстанций. В табл. 3.1—3.3 приведены типовые схемы коммутации электростанций, а в табл. 3.4 — подстанций. Знак «+» в табл. 3.1—3.4 относится к рекомендуемым схемам, знак «-» ставился, если рассматриваемая схема в НТП не упоминалась.
Рис. 3.1. Схемы коммутации первой группы с обходной системой шин:
а — с одной секционированной системой сборных шин с отдельными обходными выключателями на каждой секции; б — то же, но с системой сборных шин, секционированной двумя последовательно включенными выключателями; в — с одной секционированной системой сборных шин с одним обходным выключателем; г — то же, но с системой сборных шин, секционированной двумя последовательно включенными выключателями; д — с двумя системами сборных шин; е — то же, но с секционированием обеих систем сборных шин, с двумя шиносоединительными и двумя обходными выключателями; ж — то же, но с совмещением функций обходного и шиносоединительного выключателей; з — то же, но с секционированием одной системы сборных шин; ОВ — обходной выключатель; СВ — секционный выключатель; ШСВ — шиносоединительный выключатель
Рис. 3.2. Схемы коммутации второй группы:
а — схема 2/1; б — схема 3/2; в — схема 4/3; г — многоугольник (четырехугольник)
Рис. 3.3. Схемы коммутации третьей группы:
а — связанные многоугольники; б — трансформаторы—шины; в — генератор—трансформатор—линия с уравнительно-обходным многоугольником; г — трансформаторы—шины с полуторным присоединением линий
Рис. 3.4. Схемы коммутации четвертой группы:
а — блок с разъединителем; б — то же, но с выключателем; в — два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий; г, д — ответвления от проходящих линий; е — мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий; ж — мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов; з — сдвоенный мостик; и — расширенный четырехугольник; к — заход—выход
Таблица 3.1. Типовая сетка схем коммутации ТЭС
| Схема | Применение схем в сетях напряжением, кВ | ||||
| 110 | 220 | 330 | 500 | 750 | |
| Блочные | + | + | + | + | + |
| Ответвления от проходящих линий | + | + * | + * | + * | + * |
| Мостики | + | + | + | + | + |
| Одна секционированная система сборных шин с обходной системой шин | + | + | - | - | - |
| Две системы сборных шин с обходной системой шин | + | + | - | - | - |
| Схема 3/2 | - | - | + | + | + |
| Схема 4/3 | - | - | + | + | + |
| Многоугольники* * | + | + | + | + | + |
| Два связанных многоугольника*** | - | - | + | + | + |
| Генератор—трансформатор—линия с уравнительно-обходным многоугольником | — | — | + | + | + |
*Допускается использовать только при наличии достаточных обоснований.
** Количество присоединений до шести включительно.
*** Количество присоединений к каждому многоугольнику до шести включительно.
Таблица 3.2. Типовая сетка схем коммутации АЭС
| Применение схем напряжениекВ | |||||
| Схема | |||||
| 110 | 220 | 330 | 500 | 750 | |
| Блочные* | - | - | + | + | + |
| Одна секционированная система сборных шин | + | + | - | - | - |
| с обходной системой шин | |||||
| Две системы сборных шин с обходной системой шин | + | + | - | - | - |
| Схема 3/2 | - | + | + | + | + |
| Схема 4/3 | - | + | + | + | + |
| Многоугольники* * | - | - | + | + | + |
| Связанные многоугольники*** | - | - | + | + | + |
| Генератор—трансформатор—линия с уравнительно- | - | - | + | + | + |
| обходным многоугольником | |||||
'* * * Количество присоединений к каждому многоугольнику до шести включительно.
Таблица 3.3. Типовая сетка схем коммутации ГЭС и ГАЭС
| Применение схем в сетях напряжением, кВ | |||||
| Схема | |||||
| 110 | 220 | 330 | 500 | 750 | |
| Блочные | + | + | + | + | + |
| Мостики | + | + | - | - | - |
| Одна секционированная система сборных шин | + | + | — | — | — |
| с обходной системой шин | |||||
| Две системы сборных шин с обходной системой шин | + | + | - | - | - |
| Схема 3/2 | - | - | + | + | + |
| Схема 4/3 | - | - | + | + | + |
| Многоугольники* | + | + | + | + | + |
| Трансформаторы—шины | - | - | + | + | + |
| Трансформаторы—шины с подключением линий | - | - | + | + | + |
| по схеме 3/2 или 4/3 | |||||
* Количество присоединений до четьгрех включительно
Таблица 3.4. Типовая сетка схем коммутации подстанций
| Схема | Применение схем в сетях напряжением, кВ | ||||
| 110 | 220 | 330 | 500 | 750 | |
| Блочные | + | + | + | + | - |
| Ответвления от проходящих линий | + | + | - | - | - |
| Мостики | + | + | - | - | - |
| Заход—выход | + | + | - | - | - |
| Одна секционированная система сборных шин с обходной системой шин | + | + | - | - | - |
| Две системы сборных шин с обходной системой шин | + | + | - | - | - |
| Схема 3/2 | - | - | + | + | + |
| Многоугольники* | - | + | + | + | + |
| Трансформаторы—шины | - | - | + | + | + |
| Трансформаторы—шины с подключением линий по схеме 3/2 | - | + | + | + | + |
* Количество присоединений до четырех включительно.
Согласно НТП область применения схем коммутации первой и четвертой групп определяется преимущественно напряжением до 220 кВ, и лишь блочная схема считается приемлемой для более высоких значений напряжения. Схемы второй и третьей групп предназначены для РУ 330 кВ и выше, и только схема многоугольников рекомендуется для более низких значений напряжения. Как видно из табл. 3.1— 3.4, схемы коммутации в НТП электроустановок различаются.
В схеме с двумя системами шин с обходной системой НТП регламентируют секционирование выключателями сборных шин в зависимости от количества присоединений к РУ. Для ГЭС, ГАЭС и подстанций при 16 и более присоединений обе рабочие системы шин секционируются выключателями; типовое решение предусматривает два шиносоединительных и два обходных выключателя. Для подстанций при 12—15 присоединениях допускается секционировать одну систему шин. При меньшем количестве присоединений сборные шины не секционируют. Для схем коммутации ТЭС и АЭС обе системы сборных шин секционируют при 17 и более присоединениях. При этом используются два выключателя, совмещающие функции обходного и шиносоединительного выключателей; при 12—16 присоединениях секционируется одна из рабочих систем шин. Сборные шины не секционируют при меньшем количестве присоединений.
Совмещение функций обходного и шиносоединительного выключателей затрудняет эксплуатацию электроустановок и снижает их надежность из-за сложности блокировок и большого числа переключений во вторичных цепях. Поэтому желательно не совмещать функции выключателей. В 60—70-х годах в типовых схемах ТЭС функции обходного и шиносоединительного выключателей были совмещены. Причем не только при секционировании систем шин, но и при наличии семи и менее присоединений к РУ.
При наличии двух обходных выключателей обходная система шин в ряде случаев секционируется разъединителем или состоит из двух независимых частей. Последнее решение, в частности, используется на подстанциях. Тем самым исключается непосредственная связь по обходной системе шин двух присоединений при задействованных в работе обходных выключателях. Плановые ремонты выключателей в РУ выполняются поочередно, поячеечно. Присутствие в схеме двух обходных выключателей оправдано при необходимости замены одного отказавшего выключателя во время планового ремонта другого.
Обходная система шин в схеме с одной-двумя системами сборных шин присутствует не всегда и ее не используют в РУ 35 кВ из-за непродолжительности плановых ремонтов выключателей данного класса напряжения.
Для схем коммутации подстанций с одной системой шин с обходной предусматривается, при наличии обоснования, секционирование системы шин двумя последовательно включенными выключателями. Традиционно для подстанций в схеме с одной секционированной системой сборных шин устанавливается один обходной выключатель с развилкой из двух шинных разъединителей с выходом на обе секции. Для ТЭС и АЭС обходной выключатель предусматривается на каждой секции.
На АЭС моноблоки мощностью 500—1000 МВт, а также автотрансформаторы связи мощностью 500 MB • А коммутируются не менее чем двумя выключателями независимо от типа схемы.
В настоящее время в проектных организациях рассматриваются предложения по усовершенствованию схем. Так, для ТЭС в схемах с одной системой сборных шин предусматриваются два последовательно включенных секционных выключателя. В схеме с двумя системами сборных шин с обходной при количестве присоединений 11 и менее системы шин не секционируются. При количестве присоединений 12 и более секционируются выключателями на две части каждая из систем шин. Секционирование обеих систем сборных шин выполняется независимо от количества присоединений при подключении к РУ двух пускорезервных трансформаторов СН. Моноблоки мощностью 500 МВт и более и автотрансформаторы связи мощностью 500 MB • А подключаются в схеме с двумя системами шин с обходной двумя выключателями. Область применения схем 3/2 и 4/3 распространяется практически на всю гамму повышенных напряжений, т.е. 110 кВ и выше. Видно, что новации направлены на повышение надежности схем коммутации.
устойчивости В НТП электростанций и подстанций содержатся дополнительные требования к схемам коммутации. Так, для ТЭС рекомендуется следующее:
на электростанциях с агрегатами мощностью 300 МВт и более отказ любого из выключателей, кроме секционного или шиносоединительного, не должен приводить к отключению более одного энергоблока и одной или нескольких линий, если при этом обеспечивается устойчивость энергосистемы или ее части;
при отказе секционного или шиносоединительного выключателя, а также при отказе одного из выключателей во время планового ремонта другого, от сети не должно отключаться свыше двух энергоблоков мощностью 300 МВт и более и двух линий, если при этом обеспечивается устойчивость энергосистемы или ее части. При обосновании допускается одновременная потеря более двух блоков, если последнее допустимо по условию сохранения устойчивости энергосистемы или ее части, не приводит к полному останову электростанции и не нарушает нормальной работы остальных блоков;
для ТЭЦ допустимое количество и суммарная мощность одновременно отключаемых агрегатов при отказе любого выключателя определяется не только условиями сохранения энергосистемы, но и обеспечением электро- и теплоснабжением потребителей;
отказ любого выключателя не должен сопровождаться отключением более одной цепи (двух линий) двухцепного транзита 110 кВ и выше;
отключение линий электропередачи должно производиться не более чем двумя выключателями, (автотрансформаторов — не более чем тремя выключателями в каждом из РУ повышенных напряжений;
плановый ремонт выключателей 110 кВ и выше осуществляется без отключения соответствующих присоединений;
при питании от рассматриваемого РУ двух пускорезервных трансформаторов СН блочной электростанции должна исключаться возможность их одновременного отключения при единичном отказе любого выключателя схемы.
Сходные, но более жёсткие требования установлены для схем коммутации АЭС. При реакторных блоках 1000 МВт и выше отказ любого выключателя не должен приводить к отключению более одного энергоблока и одной или нескольких линий, если при этом обеспечивается устойчивость энергосистемы. При отказе шиносоединительного или секционного выключателя при мощности блока менее 1000 МВт, а также при отказе одного из выключателей во время планового ремонта другого, от сети не должно отключаться более двух энергоблоков мощностью до 1000 МВт и выше и такого количества линий, при которых обеспечивается устойчивость энергосистемы.
В схемах РУ ГЭС и ГАЭС в послеаварийных режимах не регламентируется количество одновременно отключаемых от сети блоков. Отключение блочного трансформатора должно производиться не более чем тремя выключателями, отключение (автотрансформатора связи напряжением до 500 кВ — не более чем четырьмя, а 750 кВ — не более чем тремя выключателями в РУ одного напряжения.
На подстанциях максимальное количество выключателей, отключающих линию электропередачи, должно быть не более двух, (автотрансформатор напряжением до 500 кВ — не более четырех, а 750 кВ — не более трех в РУ одного повышенного напряжения.
В настоящее время в проектных организациях анализируются дополнительные требования к схемам коммутации. Так, для блочных ТЭС предполагается, что отказ любого из выключателей или повреждение на развилке из шинных разъединителей не должно приводить к отключению более одного энергоблока и одной или нескольких линий, если при этом обеспечивается устойчивость энергосистемы или ее части. Отключение (автотрансформаторов связи осуществляется не более чем двумя выключателями в каждом из РУ повышенных напряжений. На ТЭЦ отказ любого выключателя или повреждение на развилке из шинных разъединителей не должно сопровождаться полной остановкой электростанции.
studfiles.net
Схемы принципиальные электрические 35-750 - Стр 4
31
3 ТИПОВЫЕ СХЕМЫ РУ 6-750кВ
Ниже приведены типовые схемы РУ 10(6)-750кВ, а также схемы подключения устройств компенсации реактивной мощности. В схемах количество присоединений принято условно.
32
3.1 Схемы распределительных устройств 35 кВ
№ п/п |
| Наименование схемы |
|
| Номер | Номер | ||
|
|
|
|
|
|
| схемы | страницы |
1 | Блок (линия-трансформатор) |
|
| 35-1 |
| |||
| с разъединителем |
|
|
|
|
| ||
2 | Блок (линия-трансформатор) |
|
| 35-3Н |
| |||
| с выключателем |
|
|
|
|
|
| |
3 | Два | блока | с | выключателями | и | 35-4Н |
| |
| неавтоматической перемычкой со стороны |
|
| |||||
| линий |
|
|
|
|
|
|
|
4 | Мостик с выключателями в цепях линий и | 35-5Н |
| |||||
| ремонтной перемычкой со стороны линии |
|
| |||||
5 | Мостик с выключателями в цепях | 35-5АН |
| |||||
| трансформаторов | и | ремонтной |
|
| |||
| перемычкой со стороны трансформаторов |
|
| |||||
6 | Одна | рабочая | секционированная | 35-9 |
| |||
| выключателем система шин |
|
|
|
| |||
В РУ 35 кВ используются, как правило, встроенные трансформаторы тока. Применение выносных трансформаторов тока требует обоснования.
39
3.2 Схемы распределительных устройств 110 кВ
№ | Наименование схемы | Номер | Номер |
|
| схемы | страницы |
1 | Блок (линия-трансформатор)с разъединителем | 110-1 |
|
2 | Блок (линия-трансформатор)с выключателем | 110-3Н |
|
3 | Два блока с выключателями и неавтоматической | 110-4Н |
|
| перемычкой со стороны линий |
|
|
4 | Мостик с выключателями в цепях линий и | 110-5Н |
|
| ремонтной перемычкой со стороны линий |
|
|
5 | Мостик с выключателями в цепях трансформато- | 110-5АН |
|
| ров и ремонтной перемычкой со стороны |
|
|
| трансформаторов |
|
|
6 | Заход-выход | 110-6 |
|
7 | Треугольник | 110-6Н |
|
8 | Четырехугольник | 110-7 |
|
9 | Шестиугольник | 110-8 |
|
10 | Одна рабочая секционированная выключателем | 110-9 |
|
| система шин |
|
|
11 | Одна рабочая секционированная по числу | 110-9Н |
|
| трансформаторов система шин, с подключением |
|
|
| трансформаторов к секциям шин через развилку |
|
|
| выключателей |
|
|
12 | Одна рабочая секционированная система шин с | 110-9АН |
|
| подключением ответственных присоединений |
|
|
| через полуторную цепочку |
|
|
13 | Одна рабочая секционированная выключателем и | 110-12 |
|
| обходная системы шин |
|
|
14 | Одна рабочая секционированная выключателями, | 110-12Н |
|
| и обходная системы шин с подключением транс- |
|
|
| форматоров к секциям шин через 2 выключателя |
|
|
15 | Две рабочие системы шин | 110-13 |
|
16 | Две рабочие и обходная системы шин | 110-13Н |
|
17 | Две рабочие секционированные выключателями, | 110-14 |
|
| и обходная системы шин с двумя обходными и |
|
|
| двумя шиносоединительными выключателями |
|
|
|
|
|
|
studfiles.net
1.1 Электрическая схема тэц, главное распределительное устройство, первичное и вторичное оборудование.
1. Структура электрической части станций и подстанций. Первичное и вторичное оборудование электростанций и подстанций. Понятие распределительного устройства. Классификация электрических аппаратов по назначению, их графическое и буквенное обозначение в электрических схемах.
Электрические аппараты есть в любой электроустановке: ТЭЦ, ГЭС, КЭС, подстанции. Места их установки и назначение удобно рассмотреть на примере ТЭЦ.
На рисунке 1.1 приведена принципиальная схема электрических соединений ТЭЦ. Схема электрических соединений - это графическое изображение оборудования электрической установки в условных обозначениях в той последовательности, в какой находятся в реальности. Схемы составляются в однолинейном и трехлинейном исполнении. Если фазы симметричны, то достаточно изобразить схему одной фазы, имея ввиду, что две другие - такие же.
Рис. 1.1. Принципиальная схема электрических соединений ТЭЦ.
Все оборудование электроустановки можно разделить на 2 группы:
- оборудование, которое участвует в производстве, преобразовании, передаче и потреблении электроэнергии, относится к первичному, силовому или основному оборудованию;
- оборудование, предназначенное для контроля, управления первичным называется вторичным.
Электроэнергию (активную и реактивную), на электрических станциях производят генераторы G1 иG2 (рис.1.1), на подстанциях - синхронные компенсаторы (реактивную энергию). Любая электростанция и подстанция связана с системой. Связь осуществляется на напряжении выше генераторного, что ведет к использованию трансформаторов связи с системой Т1 и Т2 (рис.1.1). На электростанциях и подстанциях имеются собственные нужды (СН): двигатели механизмов СН, освещение и т.д. Если генераторное напряжение отличается от напряжения СН (3 и 6 кВ), то необходима установка трансформаторов СН первой ступени Т3 и Т4 (рис.1.1). Эти трансформаторы преобразовываютUген вUсн. Если жеUген совпадает сUсн, то вместо Т3 и Т4 ставится токоограничивающий реакторLR. Трансформаторы Т5 и Т6 (рис.1.1) являются трансформаторами СН второй ступени. ЗдесьUсн первой ступени снижается доUл = 380В иUф = 220В.Для питания местной нагрузки (МН) к сборным шинам подсоединяется большое количество кабельных линий (КБ).
В каждой электроустановке есть распределительные устройства (РУ). РУ - это совокупность электрических аппаратов и токоведущих частей соединенных по определенной электрической схеме и предназначенных для приема и распределения электрической энергии на одном и том же напряжении. Рассмотрим более подробно главное распределительное устройство.
Рис. 1.2. Схема главного распределительного устройства (ГРУ).
Для увеличения надежности работы электростанций и подстанций шины ГРУ делятся на части, которые называются секции. Число секций равно числу генераторов, присоединенных к ГРУ. Разделение на секции осуществляется с помощью секционных выключателей. На п/cна стороне низшего напряжения (НН) секционный выключатель в нормальном режиме отключен, что ведет к снижению токов короткого замыкания (Iк). На э/с, где необходимо обеспечить параллельную, синхронную работу генераторов, секционный выключатель нормально включен. Секции симметричны, поэтому достаточно остановиться подробнее на одной секции ГРУ.
studfiles.net
41. Электрические схемы вводных, вводно-распределительных устройств здания.
В современных жилых зданиях вводы внешних сетей и коммутационно-защитная аппаратура распределительных линий внутренних сетей объединяются в единое комплексное вводно-распределительное устройство (ВРУ), которое является и главным распределительным щитом.
Схема ввода зависит от схемы наружных питающих линий, этажности здания и требований к надежности, наличия лифтов и других силовых электроприемников, наличия встроенных предприятий и учреждений, величин электрических нагрузок. В зависимости от перечисленных условий здание получает питание по одному, двум, а иногда и большему числу вводов.
Типичные схемы вводов.
На рис. 1 показаны типичные схемы вводов: одиночный с рубильником и предохранителями (рис. 1,а), одиночный с автоматическим выключателем (рис. 1,б), одиночный с переключателем и предохранителями (рис. 1,в), двойной с переключателями и предохранителями (рис. 1, г), двойной с АВР для электроприемников первой категории надежности (рис. 1,д).
В настоящее время для повышения надежности электроснабжения противопожарных устройств и полного отключения электроприемников дома при пожаре применяется установка специального щита, присоединяемого к кабельным вводам до вводных переключателей. Такая схема применяется для домов высотой 16 этажей и более и показана на рис. 1,е.
Вводы, показанные на рис. 1, а и б, применяются для зданий до пяти этажей включительно без лифтов и других силовых потребителей. Ввод, показанный на рис. 1, в, может быть использован для домов до пяти этажей включительно. Эта схема обеспечивает возможность резервирования, однако при тупиковом вводе резервный кабель нормально не работает (холодный резерв), что является ее недостатком.
На рис. 1, г представлена схема двойного ввода в здание высотой от 6 до 16 этажей включительно с взаимным резервированием вводов. Для зданий выше 16 этажей применяется схема рис. 1, д, в которой питание лифтов, аварийного освещения и противопожарных устройств резервируется автоматически. Кабели, показанные штриховыми линиями, предназначены для питания смежных зданий при магистральной схеме электроснабжения. При тупиковых вводах эти кабели не нужны.
Рис. 1. Схема вводов: 1 — вентиляторы дымоудаления и приводы клапанов, 2 — аварийное освещение по путям эвакуации, 3 — цепи пожарной сигнализации.
42. Схемы питающей и распределительной сети напряжением до 1000 в.
Сети напряжением до 1000 В осуществляют распределение электроэнергии внутри промышленных предприятий и установок и непосредственное питание большинства приемников электроэнергии. Схема сети определяется технологическим процессом производства, взаимным расположением источника питания подстанций и приемников электроэнергии и их единичной установленной мощностью.
К сетям напряжением до 1000 В, как и ко всякой электрической сети, предъявляют следующие требования. Они должны: обеспечивать необходимую надежность электроснабжения; быть удобными, простыми и безопасными в эксплуатации; требовать минимальных приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию.
Схемы электрических сетей бывают радиальными, магистральными и смешанными.
Рис. 6. Радиальные схемы сетей напряжением до 1000 В:
а — одноступенчатая; 6 — двухступенчатая; 1 — распределительный щит; 2— приемники электроэнергии; 3 — распределительный пункт
Радиальные схемы (рис. 6) характеризуются тем, что от, источника питания, например от распределительного щита 1, отходят линии, питающие непосредственно мощные приемники электроэнергии 2 или отдельные распределительные пункты 3, от которых по самостоятельным линиям питаются более мелкие приемники 2.
Примерами радиальных схем могут служить сети насосных или компрессорных станций, а также удовлетворять условиям окружающей среды; обеспечивать применение индустриальных методов монтажа.
При радиальных схемах используются изолированные провода и кабели.
Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных потребителей, так как при аварии отключается только поврежденная линия. Все потребители могут потерять питание только при повреждении на сборных шинах.
Радиальные схемы позволяют легче решать задачи автоматизации. Однако сети, построенные по таким схемам, требуют больших капитальных вложений из-за значительного расхода проводов и кабелей, большого количества защитной и коммутационной аппаратуры и обладают худшими экономическими показателями.
Рис. 7. Магистральные схемы сетей напряжением до 1000 В:
а — с сосредоточенными нагрузками; 0 — трансформатор — магистраль; 1 — распределительный щит; 2 — распре делительный пункт; 3 — приемники электроэнергии сети взрыво- и пожароопасных помещений и установок.
Магистральные схемы (рис. 7, а) находят наибольшее применение при равномерном распределении нагрузки от распределительных щитов 1 и при питании приемников электроэнергии 3 одного технологического агрегата или одного технологического процесса. Магистрали выполняют кабелями, проводами, шинопроводами и присоединяют к распределительным щитам / подстанции или непосредственно к трансформатору при схеме трансформатор — магистраль (рис. 7, б).
Магистральная схема менее надежна, чем радиальная, поскольку при повреждении магистрали происходит отключение всех потребителей, присоединенных к ней. Применение резервирования по сети устраняет этот недостаток.
В отдельных случаях, когда требуется высокая степень надежности питания приемников электроэнергии, применяется двухстороннее питание магистральной линии.
В чистом виде радиальные и магистральные схемы применяются редко. Наибольшее распространение получили смешанные схемы (Рис.5, б), сочетающие в себе элементы магистральных и радиальных схем и позволяющие рациональнее использовать преимущества тех и других.
Для повышения надежности применяют схемы с взаимным резервированием, устройством перемычек между отдельными магистралями или соседними подстанциями при радиальном питании.
Рис. 5. Схемы электроснабжения производственных потребителей: б) – смешанная; ТП – трансформаторная подстанция; Т1, Т2 – трансформаторы двухтрансформаторной ТП
studfiles.net
Проектирование схем распределительных устройств
При необходимости распределения электроэнергии и для повышения надежности электроснабжения применяются схемы со сборными шинами следующих видов на напряжениях 35 – 220 кВ:
– с одной несекционированной системой шин;
– с одной секционированной системой шин;
– с одной секционированной и обходной системами шин;
– с двумя системами шин;
– с двумя секционированными системами шин;
– с двумя системами шин и обходной;
– с двумя секционированными системами шин и обходной.
Схема "с одной несекционированной системой шин" применяется в сетях 6 – 35 кВ. В сетях 6(10) кВ схему называют одиночной системой шин. Объединение двух таких схем через секционный выключатель, рис.13.1, обеспечивает подключение подстанции к двум независимым источникам со стороны ВН. Эту схему широко применяют в промышленных и городских электрических сетях на напряжениях до 35 кВ включительно. Допускается также ее применение при пяти и более присоединениях в РУ 110 – 220 кВ из герметизированных ячеек с элегазовой изоляцией, а также в РУ – 110 кВ с выкатными выключателями при условии возможности замены выключателей в эксплуатационный период. В настоящее время такие выкатные выключатели на 110 кВ отсутствуют в отечественной практике (на 35 кВ есть), но в связи с разработкой вакуумных выключателей на 110 кВ в перспективе возможно применение данной схемы на базе ячеек КРУ-110 кВ.
Одним из главных недостатков схемы рис.13.1. является отключение присоединения при выводе в ремонт соответствующего выключателя. Также, при ремонте одной из шин необходимо отключать все присоединения данной секции шин.
Первый недостаток устраняется при использовании обходной системы шин, а второй – при использовании двух систем шин. Данные схемы широко освещены в учебной литературе, поэтому на рис.13.1. приведены только отдельные ячейки. Схемы с двумя рабочими системами шин от схем с одной секционированной системой шин легко отличить по "вилке" из двух разъединителей, рис.13.1г, так как при одной секционированной системе шин (с обходной или без обходной шины), каждое присоединение содержит один шинный разъединитель, рис.13.2.
В электрическом отношении ячейки "в" и "е" на рис.13.2. одинаковые. Отличие заключается в разном монтажном исполнении: в первом случае шинные разъединители конструктивно расположены в РУ в одном ряду, во втором случае – в разных рядах. .
К обходной шине к фазе "b" глухо присоединяется, как правило, однофазный трансформатор напряжения. Однако могут устанавливаться по желанию заказчика и трехфазные трансформаторы напряжения, что обеспечивает полный контроль за всеми тремя фазами обходной шины.
Рис.13.1. Схема четырехугольника
Рис.13.2. Схема одна секционированная система шин
Секционный выключатель находится в отключенном состоянии в нормальном режиме в РУНН 6 – 10 кВ двухтрансформаторных подстанций. Это обеспечивает снижение токов короткого замыкания и выбор более дешевой коммутационной аппаратуры. На стороне СН и ВН подстанций секционные и шиносоединительные выключатели, как правило, включены, что связано с необходимостью перераспределения потоков электроэнергии на подстанции от питающих линий по отходящим присоединениям.
В технической литературе высказываются аргументы в пользу как схемы "с одной секционированной и обходной системами шин", так и схемы "с двумя системами шин и обходной" в отношении их надежности. В настоящее время нет общего установившегося мнения и руководствуются следующим: при числе присоединений 5 – 8 применяют первую схему; для ответственных системных подстанций, начиная с 5 присоединений, применяют вторую из упомянутых схем.
Рис.13.3. Ячейки схем с системами сборных и обходной шин.
а, б, в – ячейки схемы с одной секционированной и обходной системами шин соответственно линии, трансформатора и секционного выключателя; г, д, е – ячейки схем с двумя системами шин и обходной соответственно узла из шинных разъединителей, обходного выключателя и шиносоединительного выключателя.
Схема с двумя системами шин, рис.13.4, вышла из употребления достаточно давно так как предполагала частые переключения с помощью разъединителей, что существенно снижало ее надежность. При этом ремонт любого выключателя приводил к длительному отключению соответствующего присоединения. Однако в связи с появлением новых коммутационных аппаратов опять вернулись к ее использованию.
Рис.13.4. Схема с двумя системами шин
Схему "две рабочие системы шин" допускается применять в РУ 110 – 220 кВ при числе присоединений от5 до 15, если РУ выполнено из герметизированных ячеек с элегазовой изоляцией, а также в РУ 110 кВ с выкатными выключателями при условии замены выключателя в удовлетворяющее эксплуатацию время.
На рис.13.4. подробно показан узел заземления нейтрали силового трансформатора, состоящий из заземляющего однофазного ножа (ЗОН) и ограничителя перенапряжения нелинейного (ОПН). В сетях напряжением 110 – 220 кВ именно так организуется заземление нейтрали. Дело в том, что если наглухо заземлить нейтрали всех трансформаторов, то может оказаться, что токи однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) превысят токи трехфазного замыкания и электрооборудование на них не будет рассчитано. Друга причина (в том числе и если токи ОЗЗ не выше токов трехфазных замыканий) состоит в том, что при выводе в ремонт трансформаторов или же при отключениях линий нарушается уровень токов ОЗЗ, который сильно зависит от количества заземленных нейтралей. В результате необходимо перенастраивать соответствующие виды релейной защиты (РЗ), реагирующие на токи нулевой последовательности.
Чтобы избежать этого, в результате расчетов режимными службами энергосистемы определяется число и место расположения трансформаторов, у которых нейтраль разземляется. Ограничением служит допустимая величина напряжения на разземленной нейтрали, так как на напряжении более 35 кВ нейтрали трансформаторов не рассчитаны по уровню изоляции на фазное напряжение. Если, например, все нейтрали разземлить, то при однофазных замыканиях в сети на землю на нейтрали будет по отношению к земле фазное напряжение.
При частичном разземлении нейтралей у соответствующих трансформаторов для защиты нейтрали от перенапряжений, возникающих в сети, служат ОПН. Понятно, что когда нейтраль заземлена, ОПН не работает. Как правило, на одной подстанции оба трансформатора не работают с разземленными нейтралями: если у одного нейтраль разземлена, то у другого заземлена. Это позволяет без перенастройки РЗ выводить в ремонт трансформаторы с заземленной нейтралью на данной подстанции – достаточно заземлить при этом нейтраль соседнего трансформатора.
В табл.13.1. представлена сетка камер КСО.
Таблица 13.1. Схемы первичных соединений камер КСО-366М
Рис.13.1. Пример принципиальной схемы распределительной подстанции
*Примечания.
1. В обозначении камер КСО цифры и буквы означают: 400 и 630 – номинальный ток коммутационного аппарата, А; а – автоматический привод выключателя нагрузки; н – неавтоматический привод выключателя нагрузки.
2. Камеры 14 и 15 применяются для заземления сборных шин в случае, когда в распределительном устройстве не применены камеры 1з, 10, 13, 17, 18.
3. Направление вывода шин в камерах 17, 18 производится по желанию заказчика (влево, вправо, назад).
В КРУ выкатного исполнения в качестве коммутационных аппаратов применяются вакуумные, элегазовые и маломасляные выключатели. Одним из преимуществ элегазовых выключателей является низкий уровень коммутационных перенапряжений, исключающих возможность повреждения изоляции, а также коммутационная способность до 50 кА и электродинамическая стойкость до 128 кА, что позволяет их применять в сетях с большими токами короткого замыкания. Сетка соединений представлена в табл.13.2.
Таблица 13.2. Схемы первичных соединений камер К-63
Таблица 13.2.1.
Таблица 13.2.2.
*Примечания.
* В камерах трансформаторы тока установлены в двух фазах.
** Камеры с выводом шин влево (вправо).
| Следующая >Основные преимущества шинопровода |
xn----8sbnaarbiedfksmiphlmncm1d9b0i.xn--p1ai
Электрическое оборудование распределительных устройств
Основные понятия и определения
Электрические машины и трансформаторы, установленные на электростанциях и подстанциях, линии электрических сетей нуждаются в управлении и защите от повреждений и анормальных режимов. Для этого необходимы коммутационные аппараты, измерительные трансформаторы, токоограничивающие реакторы, разрядники и другое электрическое оборудование первичных (силовых) цепей. Необходимы также аппараты управления, контроля, измерений, релейной защиты и автоматики, образующие вторичные цепи электрической установки. Перечисленные элементы электрического оборудования первичных и вторичных цепей вместе с вспомогательными устройствами и строительной частью образуют распределительное устройство (РУ) станции или подстанции.
Различают внутренние и наружные РУ с электрическим оборудованием, размещенным в зданиях и вне зданий. В последнем случае оно должно быть приспособлено для работы при температуре воздуха, изменяющейся в широких пределах, под дождем и снегом, при ветре и гололеде.
На станциях имеются РУ нескольких ступеней номинального напряжения, связанные через силовые трансформаторы или автотрансформаторы. Каждое РУ. как правило, содержит сборные шины (трехфазную систему проводников) и ряд присоединений или ответвлений от сборных шин с соответствующим оборудованием. В зависимости от назначения электроустановки, номинального напряжения, числа и мощности присоединений РУ может быть выполнено с одной или двумя системами сборных шин; с одним или двумя выключателями в каждом присоединении и другими особенностями, определяющими эксплуатационные свойства РУ и его стоимость.
Наглядное представление о РУ или установке в целом дает электрическая схема - графическое изображение электроустановки с помощью условных символов в соответствии с действительным составом электрического оборудования и порядком электрических соединений. Степень детализации схемы может быть различной. В дальнейшем широко используются однолинейные схемы, в которых указаны элементы оборудования и проводники одной фазы. Приборы, аппараты управления и релейной защиты, а в ряде случаев измерительные трансформаторы в таких схемах опускают.
Рис.1. Однолинейная схема электростанции средней мощности с РУ 10 и 110 кВ: G - генератор; Т - трансформатор; Q - выключатель; QB - выключатель секционный; QS - разъединитель; LR - токоограничивающий реактор; F - разрядник; W - линия электропередачи
В качестве примера на рис.1 приведена однолинейная схема станции средней мощности с РУ 10 и 110 кВ. Чтобы не усложнять схемы, для обоих РУ условно приняты одиночные системы сборных шин. К сборным шинам 10 кВ присоединены два генератора G1 и G2, два главных трансформатора Т1 и Т2, два понижающих трансформатора собственных нужд станции Т3 и Т4 и четыре линии местной распределительной сети с токоограничивающими реакторами LR. К сборным шинам 110 кВ присоединены два главных трансформатора и две линии W, связывающие станцию с системой.
Оборудование РУ
www.gigavat.com
Поделиться с друзьями: