ЭлектрО

Схемы сетей

Ввиду высоких требований, предъявляемых к основным сетям и магистральным линиям внутрисистемной связи по надежности их работы, каждая линия, как правило, оборудуется по концам выключателями с селективной быстродействующей релейной за­щитой. Увеличение плотности нагрузки, появление новых потре­бителей и электростанций приводит к непрерывному изменению и развитию внутрисистемных сетей.

Перспективное развитие сетей, в том числе и межсистемных связей, происходит на основе пятилетних планов, разрабатываемых специальными проектными институтами. Электроснабжение от­дельных более или менее крупных потребителей электрической энергии от внутрисистемных сетей или непосредственно с шин ВН электростанций производится большей частью по упрощенным схе­мам. Применение упрощенных схем особенно характерно для глу­боких вводов к подстанциям промышленных предприятий. В основу упрощения схем положена частичная или полная замена выключа­телей короткозамыкателями и отделителями при наличии автомати­ческого повторного включения (АПВ) линий в послеаварийном режиме.

Сетевые или подстанции промышленных предприятий глубокого ввода напряжением 110—220 кВ строятся преимущественно двух-трансформаторными (подстанции с одним трансформатором, как правило, эксплуатируются временно). Типичная схема подстанции 110—220 кВ — это блоки линия — трансформатор с глубоким сек­ционированием на приемной подстанции.

Представленная на рис. 1 блочная схема подстанции приме­няется при тупиковом питании потребителей электрической энергии непосредственно с шин высокого напряжения электростанций или районной подстанции, либо от двух параллельных линий 110—220 кВ проходящих в зоне сооружения подстанции. Присоединение под­станций к питающим линиям в этом случае производится глухими ответвлениями (т. е. без выключателей в месте присоединения), а подстанции носят название ответвительных. Распространенной также является схема с присоединением одного из трансформаторов глухим ответвлением к ближайшей одиночной линии высоковольтной сети системы, а второго — к тупиковой линии передачи, прокладываемой на подстанцию непосредственно от ис­точника электроснабжения. Питание подстанций, сооружаемых по схеме рис. 1, от двух различных источников электроснабжения не допускается. Mf

 

Рис. 1. Схема двух-трансформаторной под­станции 110—220 кВ без выключателей на ВН

 

При любой схеме питания трансформаторы подстанций присое­диняются к сети через линейный разъединитель 1 и отделитель 2 (рис. 1). Для защиты трансформатора установлен однофазный короткозамыкатель 3. При повреждении трансформатора вступает в действие релейная защита, автоматически включающая короткозамыкатель, чем создает­ся однофазное короткое замыкание на линии. Линия отключается со стороны источника питания на время, достаточное для автомати­ческого отключения отделителем поврежден­ного трансформатора. Вслед за этим АПВ (однократное или двухкратное) снова вклю­чает питающую линию, обеспечивая электро­снабжение остальных присоединенных к ней потребителей. Разъединители 1 и 5 обеспе­чивают ремонт и испытание коммутационной аппаратуры при работе одного из трансфор­маторов.

Наличие перемычки ab со стороны транс­форматоров с отделителем двустороннего действия 4 обеспечивает автоматическое вос­становление питания трансформатора после аварийного отключения его линии. Включение трансформатора отделителем 4 (разъединитель 5 замкнут) происходит во время бестоковой паузы блока после отключения поврежденной линии от источника питания ИП (по­рядок действия автоматики здесь не рассматривается).

Для ответвительных или тупиковых подстанций, когда в первую очередь сооружается одна линия, а также в тех случаях, когда допустима длительная работа одного из двух трансформаторов при аварийном отключении питающей линии, вместо описанной выше схемы применяется аналогичная ей, но с неавтоматической перемычкой cd со стороны линий (на рис. 1 перемычка показана штриховой линией). Эта схема имеет широкое применение для подстанций 110 кВ.

На тупиковых блочных подстанциях, присоединенных к шинам высшего напряжения крупных центров питания 110 или 220 кВ через относительно короткие воздушные или кабельные линии электропередачи, короткозамыкатели на трансформаторах не уста­навливаются. Аварийное отключение трансформаторов в этом случае производится линейными выключателями на источниках питания, импульс на отключение которых передается с подстанции по про­водам (телеотключение).

При подсоединении подстанций к параллельным линиям с двусторонним питанием или к одиночной транзитной линии 110—220 кВ эти линии секционируют выклю­чателями. При этом возможны две упрощенные схемы подстанций: схема мостика с линейными выклю­чателями или только с одним вы­ключателем в перемычке. В обеих этих схемах поврежденный трансформатор отключается отделителем, еле действия короткозамыкателя. Схема мостика с линейными выключателями, как более доро­гая, применяется только при нали­чии пофазного автоматического включения линий (ОАПВ).

Рис. 2. Схема подстанций 110— 220 кВ, присоединяемых к параллельным и одиночным линиям электропередачи с двусторонним питанием

 

Рис. 3. Присоединение подстанций со схемой соединения по рис. 2 к двухцепной линии электропередачи с двусторонним

 

питанием На рис. 2 приведена схема соединения подстанции с выклю­чателем в перемычке, а на рис. 3 — принципиальная схема при­соединения ряда таких подстанций к параллельным линиям с дву­сторонним питанием (разъедините­ли на схеме не показаны). Достоин­ство схемы заключается в том, что одновременное повреждение обеих цепей на любом участке не вызывает погашения ни одной ив присоединенных подстанций. Кроме того, благодаря многократному секционированию длинной линии, вероятность погашения каждой отдельной подстанции снижается в несколько раз из-за уменьшения длин секций линии. При питании ряда подстанций от двойных ма­гистралей, выполненных параллельными линиями на разных опо­рах, между двумя соседними подстанциями, включенными в рас­сечку линий (рис. 3), допускается присоединение одной ответвительной подстанции по схеме рис. 1.

Внутри городов воздушные линии 110—220 кВ, как правило, не прокладываются. Поэтому внутригородские электрические сети высокого напряжения, питающие районные и крупные заводские подстанции, сооружаются кабельными линиями. Учитывая труд­ности в организации работ по прокладке кабельных линий 110—220 кВ по городским транспортным магистралям и большую трудо­емкость восстановительных работ в случае их повреждения, кабель­ные сети сооружаются сразу на длительную перспективу их работы. Приемные подстанции на улицах городов и большей частью на терри­ториях промышленных предприятий сооружаются закрытыми. Стоимость таких подстанций с развитой схемой электрических соединений на высшем напряжении довольно высока. Поэтому раз­работаны и осуществляются на практике упрощенные схемы внутри­городских районных подстанций 110 кВ с минимальным количеством коммутационной аппаратуры. На рис. 4 приведена примерная схема питания трех городских подстанций, каждая мощностью до 2 X 63 MB·А (разъединители на схеме не показаны).

Рис. 4. Схема городской кабельной сети 110 кВ

 

Узловые подстанции 110—220 кВ с большим числом присоеди­нений сооружаются с выключателями на всех присоединениях с одиночной секционированной или двумя системами шин и обход­ными шинами.

Линии электропередачи напряжением 330 кВ и выше как на конечных, так и на промежуточных пунктах присоединяются к шинам через выключатели. При этом широко применяются про­стейшие кольцевые схемы (например, четырехугольник при двух линиях и двух автотрансформаторах) и схема «трансформатор — шины», в которой линии присоединяются к шинам через два выклю­чателя (развилкой), а автотрансформаторы — наглухо. Эта схема экономична и рекомендуется к применению при 3 и 4 линиях с двумя автотрансформаторами. При применении этой схемы для большего числа линий шины секционируются выключателями.

При числе линий более четырех применяется так называемая «полуторная» схема, т. е. схема с тремя выключателями между системами шин на каждые два присоединения. Эта схема рекомендована к применению на подстанциях 330—750 кВ как типовая.