Вибір схеми електричних з'єднань

Загальні відомості.

Головна схема електричних з'єднань підстанції - це сукупність основного електроустаткування, збірних шин, комутаційної й іншої первинної апаратури з усіма виконаними між ними з'єднаннями.

Вибір головної схеми є визначальним при проектуванні електричної частини підстанцій, тому що він визначає повний склад елементів і зв'язків між ними. Обрана головна схема є вихідною при складанні принципових схем електричних з'єднань, схем власних потреб, схем вторинних з'єднань і т.д.

Основні вимоги, пропоновані до схем

Схеми розподільних пристроїв підстанцій при конкретному проектуванні розробляються на підставі схем розвитку енергосистеми, схем електропостачання району або об'єкта й інших робіт з розвитку електричних мереж і повинні:

1. забезпечити необхідну надійність електропостачання споживачів ПС відповідно до категорій електроприймачів і транзитних перетоків потужності по міжсистемним і магістральним зв'язкам у нормальному й післяаварійному режимах;

2. ураховувати перспективу розвитку підстанції;

3. ураховувати вимоги противоаварійної автоматики;

4. забезпечувати можливість проведення ремонтних й експлуатаційних робіт на окремих елементах схеми без відключення суміжних приєднань;

5. забезпечувати наочність, економічність й автоматичність;

6. схеми розподільних пристроїв повинні передбачати вихід вимикачів у ремонт без відключення споживачів;

7. число одночасно спрацьовуючих вимикачів, у межах одного розподільного пристрою повинне бути не більше:

а) при ушкодженні лінії - двох;

6) при ушкодженні трансформаторів напругою до 500 кВ - чотирьох. 750 кВ - трьох.

8. схема повинна забезпечувати надійну роботу установки, тобто всяке ушкодження в якому-небудь ланцюзі повинне локалізуватися в межах даного ланцюга й не торкатися нормальної роботи інших частин установки;

9. схема повинна бути простою з погляду сприйняття її черговим персоналом, тому що це забезпечує швидку орієнтацію при оперативних перемиканнях як в нормальному, так і в аварійному режимах.

Вибір схеми електричних з'єднань ВРП 330 кВ

Як зазначено в розділі 1 до ВРП 330 кВ проектованої підстанції на розрахунковий період (5 років з моменту уведення підстанції в експлуатацію) приєднуються дві лінії, два автотрансформатори напругою 330/110 кВ.

Відповідно до «Норм технологічного проектування підстанцій змінного струму з вищою напругою 6-750 кВ» (ГКД 341.004.001-94), при такій кількості приєднань рекомендується схема «чотирикутник», яка відноситься до кільцевих схем. (Рисунок 1.1).

Розподільні пристрої за схемою " чотирикутник" застосовуються на напругах 220-750 кВ при 4-6 приєднаннях (ліній і трансформаторів), при необхідності секціонування транзитної лінії, при наявності відповідального споживача на стороні СН або НН і потужності трансформаторів від 125 МВА й більше при напрузі ВН 220 кВ і будь-якої потужності при напрузі 330 - 750 кВ.

Схема " чотирикутник" має наступні переваги:

у схемі немає вузлів, аварія яких могла б вивести з роботи більше двох приєднань; кількість вимикачів відповідає кількості приєднань; вивід у ремонт будь-якого вимикача можливий без порушення роботи інших ланцюгів і з мінімальною кількістю операцій з роз'єднувачами при виході в ремонт вимикач відключається, а потім відключаються два роз'єднувачі, установлених по обох сторонах вимикача; схема має високу надійність.

Однак схема має наступні недоліки:

- ускладнюється вибір трансформаторів струму, установлених у кільці (при цьому повинні бути розглянуті всі можливі випадки виходу в ремонт різних вимикачів), і відповідно ускладнюється вибір релейного захисту окремих ланцюгів;

- ушкодження на лінії відключається двома вимикачами, через що останні необхідно частіше виводити в ремонт, що збільшує обсяг робіт в експлуатації;

- при виводі в ревізію одного з вимикачів чотирикутника, останній розмикається й перетворюється в одиночну, багаторазово секціонірованну систему шин. Відключення одного із приєднання в цей період може привести до розпаду РП, а частини, у яких буде порушений баланс між існуючими потужностями й навантаженнями: в одній частині виявиться надлишок потужності, остання може бути замкнена, в інший недолік потужності, що може привести до необхідності відключення частини навантаження, якщо ці небаланси не вирівнюються через мережу системи. При відключенні в цьому режимі лінії на наступній секції розімкнутого кільця автотрансформатор, приєднаний до секції кільця, виявиться відключеним від РП тобто його потужність буде короткочасно загублена для мережі.

За розрахунковим періодом до ВРП 330 кВ приєднуються ще дві лінії й два автотрансформатори. Приєднання автотрансформаторів передбачається в блоці з існуючими. Автотрансформатори приєднуються до збірних шин через роз'єднувачі.

Таким чином, до ВРП 330 кВ приєднуються чотири лінії й два трансформаторних блоки.

При такій кількості приєднань рекомендується застосування наступних схем:

розширений чотирикутник;

трансформатори-шини з приєднанням ліній через два вимикачі (русунок 1.2).

З огляду на відповідальність проектованої підстанції, приймаємо в перспективі схему «трансформатори-шини».

Вибір схеми електричних з'єднань ВРП 110 кВ

Як зазначено в розділі 1, до ВРП 110 кВ проектованої підстанції на розрахунковий період приєднуються шість ліній і два автотрансформатори.

Відповідно до «Норм технологічного проектування підстанцій змінного струму з вищою напругою 6-750 кВ» при такій кількості приєднань рекомендується схема «дві робочі й обхідна система шин» (рисунок 1.3).

У перспективі, при збільшенні кількості ліній до дванадцяти обрана схема зберігається.

При двох системах шин з обхідною можливо:

1. по черзі ремонтувати збірні шини без перерви роботи установки й порушення живлення споживачів;

2. ремонтувати будь-який шинний роз'єднувач, відключаючи тільки той ланцюг, до якої належить даний роз'єднувач;

3. швидко відновлювати роботу установки після короткого замикання на робочій системі збірних шин;

4. ремонтувати вимикач будь-якого ланцюга, не перериваючи його роботи на тривалий час.

Однак установки із двома системами збірних шин володіють і недоліками. Одним з основних недоліків є використання шинних роз'єднувачів як оперативні апарати, тобто таких апаратів, за допомогою яких виконують операції по різних перемиканнях при наявності струму навантаження в ланцюзі. При таких операціях помилки в послідовності перемикань можуть привести до розриву ланцюга роз'єднувачем й утворенню дуги й, як наслідок, до короткого замикання на збірних шинах й у результаті цього до повного виходу з роботи всього розподільного пристрою.

Зазначені недоліки установок із двома системами збірних шин з обхідною у значній мірі можна усунути наступними заходами:

1. застосуванням спеціальних пристроїв, що блокують;

2. одночасною роботою на обох системах збірних шин;

3. секціонуванням систем збірних шин;

4. застосуванням обхідної системи шин.

Вибір схеми електричних з'єднань ВРП 35 кВ

До ВРП 35 кВ проектованої підстанції підключаються трансформатори власних потреб. При виборі схеми на стороні НН, необхідно врахувати, що на нижчій напрузі, згідно НТПП, приймається роздільна робота автотрансформаторів. Виходячи із цього, на напрузі 35 кВ на розрахунковий період приймаємо схему «блок з установкою вимикача» (Рисунок 1.4).

Рисунок 1.1 - Схема 330 кВ, Чотирикутник

Рисунок 1.2 - Схема 330 кВ. Трансформатори-шини з приєднанням ліній через два вимикачі

Рисунок 1.3 - Схема 110 кВ. Дві робочі й обхідна система шин

Рисунок 1.4 - Схема 35 кВ. Блок лінія – трансформатор з вимикачем