Схемы электрических соединений подстанций

Схемы электрических соединений подстанций

а) Общие сведения

Главная схема электрических соединений подстанции выбирается с учетом схемы развития электрических сетей энергосистемы или схемы электроснабжения района.

По способу присоединения к сети все подстанции можно разделить на тупиковые, ответвительные, проходные, узловые.

Тупиковая подстанция – это подстанция, получающая электроэнергию от одной электроустановки по одной или нескольким параллельным линиям.

Ответвительная подстанция присоединяется глухой отпайкой к одной или двум проходящим линиям.

Проходная подстанция включается в рассечку одной или двух линий с двусторонним или односторонним питанием.

Узловая подстанция – это подстанция, к которой присоединено более двух линий питающей сети, приходящих от двух или более электроустановок.

По назначению различают потребительские и системные подстанции. На шинах системных подстанций осуществляется связь отдельных районов энергосистемы или различных энергосистем. Как правило, это подстанции с высшим напряжением 750 — 220 кВ. Потребительские подстанции предназначены для распределения электроэнергии между потребителями.

Схема подстанций тесно увязывается с назначением и способом присоединения подстанции к питающей сети и должна:

— обеспечить надежность электроснабжения потребителей подстанции и перетоков мощности по межсистемным или магистральным связям в нормальном и в послеаварийном режиме, учитывать перспективу развития;

— допускать возможность постепенного расширения;

— учитывать требования противоаварийной автоматики;

— обеспечивать возможность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах схемы без отключения соседних присоединений.

На подстанциях рекомендуется применение простейших схем с минимальным числом выключателей высокого напряжения.

б) Схемы тупиковых и ответвительных подстанций:

Тупиковые и ответвительные подстанции выполняются по упрощенным схемам без выключателей высокого напряжения.

Однотрансформаторная подстанция может присоединяться к питающей сети по схеме блок трансформатор — линия с установкой КЗ и ОД или передачей телеотключающего импульса на опорную подстанцию (см. рис. 3.7,б ).

Подстанции 35 — 110 кВ с двухобмоточными трансформаторами небольшой мощности (до 6300 кВ·А) могут иметь на стороне ВП только предохранитель и разъединитель. В этом случае необходимо проверить селективность работы предохранителей и релейной защиты линий.

Двухтрансформаторные подстанции в отличие от схемы (рис. 3.7,б ) снабжаются автоматической или неавтоматической перемычкой на стороне высшего напряжения (рис. 6.12).

В автоматической перемычке (рис. 6.12, а) установлен разъединитель и отделитель двустороннего действия. Нормально РЗ включен, а ОДЗ отключен, так как режим работы двух линий на один трансформатор через включенную перемычку недопустим: при повреждении в одной из параллельных линий релейная защита отключит обе линии.

Рис. 6.12. Схемы двухтрансформаторных ответвительных подстанций:

а – с автоматической перемычкой; б – с неавтоматической перемычкой

Аварийное отключение линий происходит гораздо чаще, чем трансформаторов. В этом случае и используется перемычка. Так, при устойчивом к. з. на линии Л1 отключается выключатель В1 на питающем конце, защитой минимального напряжения отключается выключатель ВЗ, а затем отделитель ОД1. Для восстановления в работе трансформатора Г1 автоматически включается отделитель ОДЗ в перемычке, а затем выключатель ВЗ. Таким образом, на подстанции будут работать оба трансформатора и одно из ответвлений к транзитной линии Л2.

Если при включенной перемычке произойдет к. з. в трансформаторе Т1, то отключится ВЗ, включится короткозамыкатель К31, отключится В2, в бестоковую паузу отключится ОДЗ, затем сработает АПВ. и линия Л2 останется в работе, следовательно останется в работе и трансформатор Т2.

Как видно из описания различных режимов работы схемы, автоматические переключения возможны только при четком согласовании работы всех элементов. Например, нельзя включить ОДЗ, если не отключен ОД1 или ОД2; ОД1 и ОД2 можно отключать лишь после надежного отключения ВЗ или В4 и при отсутствии напряжения на линиях Л1. Л2 ; если включен КЗ1 или К32, включать ОДЗ нельзя. Соблюдение всех этих условий достигается специальными блокировками.

Возможно применение схемы с ремонтной перемычкой из двух разъединителен РЗ, Р4, один из которых в нормальном режиме отключен (рис. 6.12, б ). При устойчивом повреждении на линии Л1 отключаются В1 и ВЗ и действием АВР на стороне 6 — 10 кВ включается ВС, обеспечивая питание потребителей от Т2. Если линия выводится в ремонт, то действиями дежурного персонала подстанции или оперативной выездной бригадой отключается Р1, включается перемычка РЗ, Р4 и трансформатор Т1 ставится под нагрузку включением ВЗ с последующим отключением ВС. В этой схеме возможно питание Т1 от линии Л2 при ремонте Л1 (или Т2 от линии Л1).

Для увеличения надежности работы таких подстанций отделители и короткозамыкатели открытого исполнения заменяются отделителями и короткозамыкателями с элегазом..

Дальнейшим развитием упрощенных схем будет внедрение выключателей нагрузки высокого напряжения на одно, два и три направления. Такие выключатели позволят не только присоединить подстанцию к проходящей линии, но и секционировать последнюю.

в) Схемы проходных подстанций:

Если подстанция включена в рассечку линии с двусторонним питанием, то в цепях трансформаторов устанавливаются отделители, а в перемычке — выключатель (рис. 3.23). В нормальном режиме выключатель В1 включен, ремонтная перемычка разомкнута разъединителем РЗ или Р4.

Рис. 6.13. Схема проходной подстанции с выключателем в перемычке.

При повреждении Т1 включается К31, отключается В1, а затем В2 на опорной подстанции А. В бестоковую паузу отключится отделитель ОД1. затем включаются В1 и В2. Переток мощности не нарушен, трансформатор отключен.

При повреждении на одной линии, например Л2. отключится В2. затем В3 на опорной подстанции Б. Если АПВ линии оказалось неуспешным, отключится В5, и действием АВР будет включен выключатель ВС. Таким образом, электроснабжение потребителей не нарушится.

При необходимости ревизии выключателя В1 включается перемычка РЗ, Р4, через которую осуществляется переток мощности.

Значительная экономия средств может быть достигнута внедрением схем подстанций с выключателями нагрузки 110 — 220 кВ. Выключатели нагрузки с элегазом на одно, два и три направления (ВНЭ I, ВНЭ II, ВНЭ III ) позволяют создать схемы автоматического секционирования сети. На подстанции 1 (рис. 6.14) установлены три выключателя нагрузки на одно направление каждый, на подстанции 2 — один выключатель нагрузки на три направления (третья камера использована для установки трансформатора тока) и один — на два направления. Подстанцию можно оборудовать одним выключателем нагрузки на три направления, что еще больше упростит ее конструкцию и снизит капитальные затраты.

Рис. 6.14. Схема проходной подстанции с выключателями нагрузки:

а – с ВНЭ I, б – с ВНЭ II и ВНЭ III.

Линия между опорными подстанциями А и Б разделена на три участка. При повреждении на Л2 отключатся В1. В2. автоматически отключатся ВН2 и ВН4 в сторону линии Л2, а затем АПВ включит В1, В2. Работа подстанций не нарушена.

Если подстанцию 1 присоединить глухой отпайкой , то при повреждении Л2 она потеряет питание на время, необходимое для прибытия персонала, отыскания места повреждения, и отсоединения поврежденного участка. Ущерб от недоотпуска электроэнергии в этом случае может быть значительным.

Для двухтрансформаторных подстанций, присоединяемых к двухцепным линиям, секционирование линий с помощью выключателей нагрузки также целесообразно.

Освоение выпуска таких выключателей позволит широко применить секционирование сетей, автоматизировать работу сетевых подстанций и увеличить надежность электроснабжения.

На проходных подстанциях возможно также применение схем мостика с выключателями (см. рис. 3.8). В сетях 220 — 330 кВ применяют также кольцевые схемы, обеспечивающие более высокую надежность и оперативную гибкость. В отличие от схемы по рис. 3.9, а трансформаторы (автотрансформаторы) присоединяются через отделители в вершинах четырехугольника (рис. 3.25): АТ1 соединен в блок с Л1. АТ2 — в блок с Л4. Линии Л1, Л4 — радиальные, линии Л2, ЛЗ — транзитные. В цепях линий могут устанавливаться отделители или разъединители с дистанционным приводом.

Рис. 6.14. Схема расширенного четырехугольника.

Это позволит восстановить работу схемы на стороне 220 — 330 кВ после отключения поврежденной линии.

г) Схемы мощных узловых подстанций:

На шинах 330 — 750 кВ узловых подстанций осуществляется связь отдельных частей энергосистемы или связь двух систем, поэтому к схемам на стороне ВН предъявляют повышенные требования в отношении надежности. Как правило, в этом случае применяют схемы с многократным присоединением линий: кольцевые схемы, схемы 3/2 выключателя на цепь и схема шины — трансформатор.

На рис. 6.15 показана схема мощной узловой подстанции. На стороне 330 — 500 кВ применена схема шины — автотрансформатор. В цепи каждой линии — два выключателя, автотрансформаторы присоединяются к шинам без выключателя (устанавливаются разъединители с дистанционным приводом или отделители). При повреждении АТ1 отключаются все выключатели, присоединенные к 1СШ, работа линий 330 — 500 кВ при этом не нарушается. После отключения АТ1 со всех сторон отключается дистанционно разъединитель Р1 и схема со стороны ВН восстанавливается включением всех выключателей 1СШ.

В зависимости от числа линий 330 — 500 кВ возможно применение кольцевых схем или схемы 3/2 выключателя на цепь.

На стороне среднего напряжения 110 — 220 кВ мощных подстанций применяется схема с одной рабочей и обходной системой шин при количестве одиночных линий до шести, а параллельных до десяти. При большем числе линий применяется схема с двумя рабочими и обходной СШ.

При выборе схемы на стороне НН в первую очередь решается вопрос об ограничении тока к. з. Для этой цели можно применять трансформаторы с повышенным значением UК . трансформаторы с расщепленной обмоткой НН или устанавливать реакторы в цепи трансформатора. В схеме, показанной на рис. 3.26, на стороне НН установлены сдвоенные реакторы. Синхронные компенсаторы с пусковыми реакторами присоединены непосредственно к выводам НН автотрансформаторов. Присоединение мощных СК к шинам 6 –

10 кВ привело бы к недопустимому увеличению токов к. з.

Рис. 6.15. Схема узловой подстанции.

6.1. Как изображаются аппараты в оперативных схемах?

6.2. Какие требования предъявляются к главным схемам электроустановок?

6.3. Какие показатели оценивают экономическую целесообразность структурных схем электроустановки?

6.4. Как выбирается число и мощность трансформаторов связи на ТЭЦ?

6.5. Сравните схемы блоков генератор-трансформатор с генераторным выключателем и без него в режиме отключения блока и включения его в работу.

6.6. В каких целях применяются схемы укрупненных блоков: два генератора и более на один трансформатор?

infopedia.su не принадлежат авторские права, размещенных материалов. Все права принадлежать их авторам. В случае нарушения авторского права напишите сюда.