Читаем схемы подстанций. Часть 1

Марков Владимир

Для приобретения минимума знаний об электрических аппаратах и токоведущих частях электроустановок читатель может обратиться к испытанным временем книгам [10, 11]

В первой главе книги рассматриваются различные варианты конфигурации распределительных электрических сетей и способы подключения к ним ТП. В разделах 2-4 рассмотрены примеры электрических схем однотрансформаторных и двухтрансформаторных ТП 6-10 кВ, а также объектов называемых РП-ТП, оснащенных разной аппаратурой в устройствах высшего напряжения (УВН) и распределительных устройствах низкого напряжения (РУ НН). Объясняется роль всех элементов электрической схемы, выполняемые ими функции в нормальных условиях и в не штатных ситуациях. Описана работа оборудования под действием релейной защиты и автоматики при разного рода отказах. С автоматическим

переходом на работу по резервным схемам, когда это предусмотрено, и автоматическим возвратом установки к нормальному режиму (АВНР). Рассмотрены схемы резервирования питания от автономного (дизельного) источника.

В пятом разделе книги приводятся описания электрических схем модулей (шкафов, ячеек, щитов, панелей) комплектных низковольтных и высоковольтных распределительных устройств как отечественных, так и зарубежных производителей. Поясняется то, как они используются для связи с источником питания РУ, другими его присоединениями, организации связи секций РУ между собой.

Рассмотренные в качестве примеров электрические схемы ТП, РП-ТП, а также материалы по электрическим схемам комплектных низковольтных и высоковольтных распределительных устройств взяты автором из каталогов, распространяемых заводами изготовителями в бумажном и электронном виде. В списке источников, используемых при подготовке книги, указаны соответствующие сайты и электронные адреса [12-19].

Во второй части книги «Читаем схемы подстанций» автор намерен рассмотреть электрические схемы подстанций распределительных сетей с высшим напряжением 35-110 кВ и подстанций сетей системообразующих 220 – 750 кВ. В ней помимо схем подстанций, соответствующих типовым стандартным решениям, будут рассмотрены схемы реальных объектов электрических сетей России, с описанием их конкретных особенностей, как это сделано в моей книге «Главные электрические схемы и схемы питания собственных нужд электростанций и подстанций» (издательство «Инфра -инженерия», Вологда,2020 год)

Буду благодарен всем тем, кто выскажет свое мнение о данной книге и даст советы по ее улучшению. Их можно посылать на адрес электронной почты [email protected]

Автор

1.Варианты конфигурации электрических сетей 6-10 кВ и схем подключения к ним трансформаторных подстанций

Электрическая сеть – совокупность линий электропередачи (ЛЭП) и трансформаторных подстанций (ТП). Их различают, прежде всего по классу номинального напряжения, роли, выполняемой ею в электроэнергетической системе, свойствам и охвату территории, на которой они находятся, конструктивному исполнению и конфигурации. Сети 6-10 кВ относятся к распределительным сетям. Они обеспечивают питание электрической энергией потребителей и в сельской местности, и в городах, на транспорте, местах добычи полезных ископаемых, по сути везде, где есть необходимость использования электроэнергии. Конструктивно линии 0,4-10 кВ выполняются кабелем, голыми или изолированными проводами. На ТП сетей 6-10 кВ электроэнергия преобразуется по напряжению до 380/220 В. Схемы этих объектов весьма разнообразны. Они зависят от многих факторов, а именно: величины максимальных нагрузок, подключенных к ТП, количества линий 0,4 кВ, категории потребителей электроэнергии, наличия или отсутствия резервного варианта их питания, способа подключения ТП к сети 6-10 кВ (проходная, тупиковая, от РП), конструктивного выполнения внешней оболочки ТП и т.д.

.1. 

Варианты конфигурации электрических сетей 6-10 кВ

Существует несколько вариантов конфигурации электрических сетей 6-10 кВ: радиальные, магистральные, петлевые (кольцевые), с двухсторонним питанием [7,9]. В реальных условиях распределительная сеть состоит из фрагментов разной конфигурации.

Рисунок 1.1-Радиальная сеть

Самой простой можно считать сеть радиальную. В [1] к ней относят совокупность линий, питающих каждая не более одной тупиковой ТП. На рис.1.1. к центру питания (ЦП) А подключены три узла нагрузки.

Стрелки обозначают отборы мощности в этих узлах. В сети 6-10 кВ в этих узлах присутствуют

ТП. Радиальная сеть с питанием каждого потребителя отдельной линией обеспечивает достаточно высокий уровень надежности их питания, так как отказы на линиях приводят к отключению только одной ТП (РП). Главный недостаток этой сети – высокие капиталовложения в нее.

Рисунок 1.2- Магистральная сеть. а) без отпаек; б) с отпайками

С меньшими затратами сооружаются сети магистральные. Они состоят из линий, каждая из которых питает несколько узлов нагрузки. На рис.1.2. а) к ЦП А подключены четыре магистральных линии. На рис.1.2. б) показана магистраль A – f с отпайками (ответвлениями) b – c и d – e. Варианты линий с отпайками характерны для сельских электросетей. На рис.1.3. а) показана петлевая сеть для питания пяти узлов нагрузки, подклю

Рисунок 1.3-Замкнутые сети. а)-петлевая; б) – с двухсторонним питанием

ченная к разным секциям РУ источника А. На рис.1.3. б) показана сеть с двухсторонним питанием четырех узлов нагрузки, подключенная к разным источникам (объектам) А1 и А2. Питание потребителей от двух независимых источников питания, в том числе от разных секций РУ одного и того же объекта, обеспечивает более высокий уровень надежности их электроснабжения. В тех случаях, когда магистральная сеть не имеет секционирующих линии выключателей (выключателей нагрузки или реклоузеров) все подключенные к линии группы потребителей, одновременно отключаются при отказах на ней. Помимо увеличения зоны отключения, в магистральных сетях сложнее поиск поврежденного участка линии.

На рис.1.4. показана сложно-замкнутая сеть для питания шести узлов нагрузки. Сеть подключена к двум источникам А1 и А2. Как правило, такая сеть сооружается в несколько этапов.

Рисунок 1.4-Сложно-замкнутая сеть

Радиальные и магистральные линии или некоторые участки последних могут выполняться двумя цепями, что значительно повышает надежность питания потребителей. На рис.1.5. показаны два варианта работы парных радиальных линий: а) разомкнутый вариант; б) замкнутый вариант.

Показанный на этом рисунке варианты характерны для питания так называемых распределительных пунктов (РП). При раздельной работе линий отключенный в нормальных условиях выключатель В, включается или от автоматического ввода резервного питания (АВР), или вручную оперативным персоналом.

Рисунок 1.5- Парные радиальные линии. а) разомкнутый вариант; б) замкнутый вариант.

Упрощенные варианты изображения парных линий сети показаны на рис.1.6. а) – радиальная; б) – магистральная без отпаек; в) – магистральная с

Рисунок 1.6-Варианты использования парных линий. а) – радиальная; б) -магистральная без отпаек; в)-магистральная с отпайками; г)– питания РП

отпайками; г)– питания РП. Пример парной радиальной линии для питания ТП представлен на рис. 1.7. Линии W 2 W3. Пример парной магистральной линии для питания ТП представлен на рис. 1.8. Линии W 1 W2.

.2 

. Варианты подключения подстанции 6-10/0.4 кВ к распределительной сети.

Самыми массовыми ТП распределительной сети 6-10/0,4 кВ являются однотрансформаторные подстанции (ПС). Они используются для питания