Схемы главных подстанций предприятий

Схемой соединения элементов подстанции называется графическое изображение элементов на чертеже с указанием связей между ними. Главной схемой электрических соединений подстанции также называется совокупность основного оборудования со всеми выполненными физическими соединениями элементов между собой. К схемам подстанций предъявляются следующие требования:

- схема должна обеспечивать необходимую надежность в электроснабжении потребителей;

- схема должна быть простой и удобной в эксплуатации;

- схема должна допускать развитие предприятия с учетом роста нагрузки без коренной реконструкции сети;

- схема должна обеспечивать надежную защиту всего электрооборудования в аварийных режимах и автоматическое восстановление питания;

- схема должна обеспечивать электроснабжение потребителей при аварийном выходе из строя одного из основных элементов (трансформатор, линия электропередачи), при этом оставшиеся в работе элементы должны принять на себя полностью или частично нагрузку отключившегося элемента с учетом допустимой перегрузки в послеаварийном режиме;

- схема должна иметь резервирование отдельных элементов, позволяющих проводить ремонтные и противоаварийные работы.

На выбор схем оказывает влияние категория потребителей электроэнергии по надежности и степени бесперебойности электроснабжения. Надежность подстанции, как и надежность систем электроснабжения, определяется числом независимых источников питания и схемой подстанции.

Электроприемники 1 категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, которые должны обеспечивать взаимное резервирование. Перерыв в электроснабжении от одного из источников питания допускается лишь на время автоматического восстановления питания от другого источника.

К независимым источникам питания относятся системы или секции шин одной или двух подстанций, распределительных устройств.

Электроприемники 2 категории, как правило, снабжаются электроэнергией от двух независимых источников питания, при этом допускаются перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания оперативным путем (действием оператора).

Электроснабжение электроприемников 3 категории может осуществляться от одного источника питания, если восстановление электроснабжения, связанное с ремонтом или заменой поврежденного элемента потребует не более 1 суток.

Главные понизительные подстанции предприятий, как и подстанции глубокого ввода, выполняются без сборных шин на стороне первичного напряжения (рис. 1.1). В основном используются блочные схемы.

Как правило, они питаются от районных сетей энергосистемы по схеме «блок линия – трансформатор». Отключить трансформатор Т от питающей линии можно выключателем Q2 (рис. 1.1, а). Однако установка выключателя для большинства случаев считается нецелесообразной, так как при необходимости вывода трансформатора в ремонт его можно отключить выключателем Q1 на районной подстанции и отсоединить от питающей линии разъединителем QS (рис. 1.1, б). Большинство трансформаторов можно отсоединить от питающей линии разъединителем после снятия с них нагрузки выключателем Q3 на стороне низшего напряжения без отключения выключателя Q на районной подстанции. Вместо выключателя устанавливаются короткозамыкатель QN и отделитель QR. Для отключения трансформатора в нормальном режиме достаточно отключить нагрузку выключателем Q2 со стороны низшего напряжения (6 – 20 кВ), а затем отключить ток намагничивания трансформатора отделителем QR.

Наиболее рациональной и достаточно надежной считается схема двухтрансформаторной подстанции с применением на стороне высшего напряжения короткозамыкателей и отделителей (рис. 1.1, в). При повреждении внутри трансформатора срабатывает релейная защита, которая замыкает цепь привода короткозамыкателя, который включается, создавая короткое замыкание на линии. Это короткое замыкание вызывает срабатывание релейной защиты выключателя на районной подстанции, который отключает линию вместе с трансформатором. При повреждении одной линии и отключении ее на районной подстанции, можно включить разъединители в перемычке и осуществить питание двух трансформаторов по одной линии.

В схеме на рис. 1.1, г применена схема с двухсторонним питанием с выключателем Q в перемычке и с разъединителями в ремонтной перемычке, обеспечивающих надежность электроснабжения при ревизии выключателя. Выключатель Q обеспечивает транзит мощности к другим подстанциям при необходимости. В цепях трансформаторов устанавливаются отделители. В нормальном режиме выключатель Q включен, разъединители QS3 или QS4 отключены.

При повреждении трансформатора Т 1 отключается Q3, включается QN1, отключается Q, а затем Q1 на опорной подстанции А. В бестоковую паузу отключается отделитель QR1, затем включаются Q1 и Q2. Переток мощности не нарушен, трансформатор T1 отключен. Потребители 6–20 кВ получают питание от трансформатора Т 2 через секционный выключатель QB.

При повреждении на одной линии, например, W2, отключится Q, затем Q2 на опорной подстанции Б. Если АПВ линии оказалось неуспешным, отключится Q4 и действием АВР будет включен выключатель QB.

Таким образом, электроснабжение потребителей не нарушится.

При необходимости ревизии выключателя Q включается перемычка QS3, QS4, через которую осуществляется переток мощности.

Если по климатическим условиям установка отделителей и короткозамыкателей недопустима, то в цепи трансформатора могут применяться выключатели, если это подтверждается технико-экономическим обоснованием.