Принципы проектирования электроэнергетической системы и сети (стр. 8 из 10)
При уменьшении отношения среднего расстояния между проводами к эквивалентному радиусу провода увеличивается ёмкостная проводимость ВЛ b0, растут натуральная мощность линии и её КПД, так как снижаются потери мощности в линии в соответствии с формулой:
,где P2, Q2, U2, – параметры режима конца электропередачи.
Таким образом, подтверждается целесообразность перехода к линиям повышенной натуральной мощности PН при передаче по ВЛ-220 кВ нагрузки больше натуральной в условиях современной экономики.
схемы электрической сети и ру
Рассмотрим, какие схемы распределительных устройств используются для подключения подстанций к электрической сети. Эти схемы должны выбираться в привязке к схеме электрической сети.
При радиальных и магистральных схемах электроснабжения, рис.11.1, применяются блочные схемы подключения подстанций КТП1 и КТП2.
а б
Рис.11.1. Схема магистральной электропередачи.
а – расположение подстанций на местности;
б – принципиальная схема.
Также, если на рис.11.1а считать, что вместо КТП2 подключена системная подстанция и двухцепная линия служит для передачи мощности транзита, то КТП1 может подключиться на отпайках к магистрали по блочной схеме, рис.11.2. В настоящее время схемы на отделителях и короткозамыкателях на применяются в новом строительстве, а на подобных подстанциях, находящихся в эксплуатации, идет замена отделителей и короткозамыкателей на выключатели.
Пунктиром показано подключение трансформаторов напряжения: на 35 кВ устанавливаются однофазные ТН; на 110 и 220 кВ – трехфазные ТН.
В местах, помеченных знаком *, устанавливаются разъединители, если возможна подача напряжения на сторону ВН со стороны СН (что возможно при установке автотрансформаторов и трехобмоточных трансформаторов).
Ремонтные перемычки, рис.11.2, могут не устанавливаться по желанию заказчика. Они целесообразны при сезонных отключениях одного из трансформаторов. Тогда параллельная работа линий обеспечивает снижение потерь электроэнергии.
Рис.11.2. Блочные схемы подстанций 35 – 220 кВ.
а – блок (линия-трансформатор) с выключателем;
б – два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии.
На 35 кВ в мостиковых схемах ремонтные перемычки (на разъединителях), как правило, не устанавливаются. На 110 и 220 кВ они также могут исключаться из схем при соответствующем обосновании. В этом случае РУ выполняется согласно рис.11.3, но трансформаторы напряжения устанавливаются трехфазные, а трансформаторы тока устанавливаются во всех трех фазах. Данные схемы, рис.11.4. и рис.11.5, применяются при подключении трансформаторов мощностью до 63 МВА включительно.
Для повышения бесперебойности электроснабжении и снижения потерь мощности в трансформаторах и линиях в аварийных режимах (при отключении трансформатора или линии) мостиковые схемы могут применяться и для тупиковых подстанций или же подстанций, подключаемых на отпайках к магистрали, рис.11.6.
На тупиковых и ответвительных подстанциях ремонтная перемычка и перемычка с выключателем нормально разомкнуты. При отключении одной из линий автоматически отключается соответствующий линейный выключатель и включается выключатель в перемычке. Отключение линии при повреждении трансформатора является недостатком данной схемы.
Рис.11.3. Схема кольцевой электрической сети.
а – расположение подстанций на местности;
б – принципиальная схема.
На проходных подстанциях перемычка с выключателем нормально замкнута, через нее осуществляется транзит мощности.
Особенность схемы рис.11.3б в том, что при аварии в линии автоматически отключаются поврежденная линия и трансформатор. При аварии в трансформаторе после автоматических переключений в работе остаются две линии и два источника питания. Учитывая, что отключения трансформаторов в сравнении с отключениями линий происходят реже не менее чем на порядок, более предпочтительной является схема рис.11.3а.
Схема четырехугольника, Рис.6.2, применяется в РУ 110 – 750 кВ при четырех присоединениях (две линии и два трансформатора) и необходимости секционирования транзитной линии при мощности трансформаторов от 125 МВА и более при напряжениях 110 – 220 кВ и при любой мощности трансформаторов при напряжениях 330 кВ и выше. Очевидно, что данная схема более надежна в сравнении с мостиковыми схемами, так как авария в линии и трансформаторе приводит к отключению только поврежденного элемента.
Рис.11.4. Мостиковые схемы РУ-35 кВ
а – мостик с выключателями в цепях линий; б – мостик с выключателями в цепях трансформаторов.
Рис.11.5. Мостиковые схемы РУ – 110 – 220 кВ
а – мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий;
б – мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов.
лекции 18–23
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.
а б в г д е
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.