Схемы электрических соединений электрических станций и подстанций основные требования к схемам, нормативные материалы

Двойная секционированная система шин с одним выключателем на цепь (при этом секционируется только рабочая система шин)
На рисунке 3 показана схема первичных соединений электростанции с двойной системой шин, позволяющих резервировать любую секцию с другой.
Рисунок 3 - Схема соединений электростанций с двойной системой шин
На рисунке 4 показана схема первичных соединений электростанции с двойной системой шин, одна из которых является резервной, с фиксированным распределением присоединений. Каждое присоединение может быть подключено к любой секции через резервную систему шин.
Рисунок 4 - Схема с двойной системой шин, одна из которых резервная
Схемы подстанций
Подстанции размещаются вблизи центров электрических нагрузок, причём на подстанциях всех категорий обычно устанавливают два трансформатора (автотрансформатора). Установка одного трансформатора на подстанции допускается, если обеспечивается требуемая степень надёжности электроснабжения потребителей. Выбор мощности трансформаторов производится с учётом характера графиков нагрузок и допустимых систематических и аварийных перегрузок по ГОСТ 399-85.
Аппараты и проводники (ошиновка) в цепях трансформаторов подстанций рассчитывается по номинальному току и току КЗ с учётом перспективы установки более мощных трансформаторов (следующих по стандартной шкале номинальных мощностей).
В основу классификации подстанций положены следующие признаки:
* номинальное напряжение сети высшего напряжения;
* число ступеней трансформации;
* число трансформаторов и их единичная мощность;
* положение подстанции в сети высшего напряжения, определяющее схему РУ этого напряжения;
* способы регулирования напряжения.
* номинальное напряжение низшего распределительного напряжения (6-10-9 кВ).
Схемы электрических соединений на стороне высшего напряжения
энергосистема генерирующий станция подстанция
Подстанции являются наиболее массовыми элементами энергосистем; их число значительно больше числа электростанций. Отсюда следует необходимость упрощения главных схем и удешевление соответствующих РУ подстанций.
Подстанции делят на тупиковые (концевые), ответвительные, проходные иузловые. Трансформаторные тупиковые подстанции выполняют по блочной схеме линия-трансформатор с установкой на стороне высшего напряжения разъединителя (рисунок 5,а), разъединителя и предохранителя (рисунок 5,б), разъединителя, отделителя и короткозамыкателя (рисунок 5,в), или разъединителя и отделителя с передачей отключающего импульса на выключатель головного участка линии по телеканалу (рисунок 5,г); в отдельных случаях устанавливают выключатель и разъединитель (рисунок 5,д).
Рисунок 5 - Схемы тупиковых подстанций
На напряжении 35-110-29 кВ применяются схемы подстанций, позволяющие подключить потребительскую нагрузку практически в любом месте вдоль существующей ЛЭП. Схема с двумя разъединителями и двумя выключателями показана на рисунке 6.
Рисунок 6 - Схемы подстанций с ответвлением от проходящих линий
На рисунке 7 приведена схема подстанции, трансформаторы которой подключены к ЛЭП при помощи отделителей и короткозамыкателей. В настоящее время применяются более гибкие и надёжные схемы с выключателями и автоматической перемычкой на стороне высокого напряжения. Применение таких схем стало возможным, т.к. промышленностью освоен выпуск недорогих, надёжных выключателей 35-110-29кВ. На рисунке 8а, б, в, показаны варианты включения трансформаторов через выключатели.
Схема (а) позволяет включить оба трансформатора на оставшуюся в работе линию, применяется в случаях частых отключений питающих ЛЭП; схема (б) применяется при частом отключении трансформаторов, выполняет те же функции, что и схема (а); схема (в) позволяет вывести в ремонт секционный выключатель, не прерывая транзита по питающей ЛЭП.
Рисунок 7 - Подключение трансформатора к ЛЭП при помощи отделителей и короткозамыкателей
Рисунок 8 - Показаны варианты включения трансформаторов через выключатели
Схемы многоугольников обладают повышенной технической гибкостью. Число выключателей здесь соответствует числу присоединений, однако отключение любого поврежденного элемента (трансформатор, линия) производится двумя выключателями, причём все остальные элементы остаются в работе. Очевидно, что такие схемы особенно удобны при наличии транзита по линиям связи с системой. На рисунке 9 приведена схема четырёхугольника, следует отметить, что могут применяться схемы пяти- и шестиугольников.
Рисунок 9 - Схема четырёхугольника
Схемы многоугольников имеют и определенные недостатки: снижается надёжность при ремонте любого выключателя, так как в этом случае происходит разрыв многоугольника; возникают определенные затруднения с настройкой релейной защиты; возникают конструктивные трудности в случае расширения РУ. Система с двумя не секционированными системами сборных шин и с одним выключателем на цепь, приведена на рисунке 10.
Рисунок 10 - Система с двумя не секционированными системами сборных шин
Эта схема применяется при относительно небольшом числе присоединений (6-1). Нормально обе системы шин находятся под напряжением, и шиносоединительный выключатель QA включён; питающие элементы, и линии примерно поровну распределены между системами шин (фиксированное присоединение элементов). Переток мощности через шиносоединительный выключатель при этом мал, и выключатель фактически выполняет функции секционного выключателя. В случае ремонта одной системы шин или любого шинного разъединителя все присоединения переводятся на другую (исправную) систему шин, хотя надёжность работы РУ в этом режиме понижается.
Схема с одной секционированной системой сборных шин и с обходной системой шин показана на рисунке 11.
Рисунок 11 - Схема с одной секционированной системой сборных шин и с обходной системой шин
Данная схема, обеспечивая достаточную простоту и надёжность распределительных устройства, нашла применение при напряжении 110-29 кВ. Применяя эту схему, можно, используя обходной выключатель Q и обходную систему шин ОСШ, выводить в ремонт выключатель любого присоединения без разрыва цепи тока. Нормально обходная система шин обесточена. При необходимости вывода в ремонт выключателя какого-либо присоединения обходная система шин опробуется путём подачи напряжения с соответствующей системы сборных шин обходным выключателем Q. При исправности ОСШ обходной выключатель отключают, далее к ОСШ подключают обходной разъединитель данного присоединения и вновь включают обходной выключатель, затем отключают выключатель присоединения и его шинный и линейный разъединители.
Схема с двумя не секционированными системами сборных шин и с обходной системой шин показана на рисунке 12.
Рисунок 12 - Схема с двумя не секционированными системами сборных шин и с обходной системой шин
Эта схема применяется на крупных узловых подстанциях со значительным числом присоединений. При необходимости одна или обе системы шин, а также обходная система шин могут быть секционированы. Нормально имеет место, фиксированное присоединение элементов; шиносоединительный выключатель включён, а обходная система шин обесточена. Замена выключателя производится в той же последовательности, как и в предыдущей схеме. При ремонте одной системы сборных шин или её шинных разъединителей все присоединения переводятся на другую систему сборных шин.
На рисунке 13(а, б) приведены схемы РУ 330-750 кВ мощных узловых подстанций.
Рисунок 13(а) - Полуторная схема
Полуторная схема (рисунок 13 (а)) имеет следующие преимущества: ревизия любого выключателя или системы шин производится без нарушения работы присоединений и с минимальным числом операций при выводе этих элементов в ремонт; разъединители используются только при ремонте (обеспечение видимого разрыва до элементов РУ, находящихся под напряжением); обе системы шин могут быть отключёны одновременно без нарушения работы присоединений. Полуторная схема сочетает надёжность схемы со сборными шинами с маневренностью схемы многоугольника. К недостаткам полуторной схемы относят большое число выключателей и трансформаторов тока, усложнение релейной защиты присоединений и выбор выключателей и всего остального оборудования на удвоенный номинальный ток. Повышенное число выключателей в полуторной схеме частично компенсируется отсутствием междушинных выключателей.
Схема 4/3 (рисунок 13 (б)) сходна с полуторной, но более экономична, так как в ней приходится не на 1/2 выключателя на цепь больше, чем в схеме с двойной системой шин, а только 1/3.
Рисунок 13(б) - Схема подстанции 4/3