.Составление схемы электрических соединений подстанции. Электрические схемы подстанций

.Составление схемы электрических соединений подстанции

Схема электрических соединений подстанции выбирается на основании требований к надежности, экономичности и маневренности, с учетом перспективы развития. Рекомендуется по возможности использовать типовые схемы распределительных устройств (РУ).

В курсовом проекте необходимо выбрать одну из типовых схем РУ ВН, приведенных на рис. 2.1-2.7, или предложить иную при соответствующем обосновании.

На низком напряжении (6-10 кВ), как правило, применяется одиночная секционированная система сборных шин. При этом секционный выключатель при работе обоих трансформаторов отключен в целях ограничения токов короткого замыкания.

Рис.2.1. Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий

Рис.2.2. Мостик с выключателями в цепях линий

Рис.2.3. Мостик с выключателями в цепях трансформаторов

Рис.2.4. Мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий

Рис.2.5. Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов

Рис.2.6. Одиночная секционированная система сборных шин

Рис.2.7. Одиночная секционированная и обходная системы шин

Схема двух блоков с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий (рис. 2.1) применяется преимущественно в РУ 35 кВ на ПС промышленного значения, питаемых либо по тупиковым ВЛ, либо по ответвлениям от проходящих ВЛ.

Схемы мостиков с выключателями в цепях линий и цепях трансформаторов (рис. 2.2-2.3) применяются в РУ 35 кВ на тупиковых, ответвительных и проходных ПС преимущественно при использовании индустриальных комплектных трансформаторных ПС блочного типа (КТПБ-35). Возможно применение этих схем в РУ 110 кВ на ответвительных ПС.

Схемы мостиков с ремонтными перемычками (рис. 2.4-2.5) применяются преимущественно на проходных ПС напряжением 110-220 кВ.

Схема одиночной секционированной системы сборных шин (рис. 2.6) применяется в РУ 35, 110, 220 кВ при числе присоединений от 5 до 10.

Схема одиночной секционированной и обходной систем шин (рис. 2.7) применяется в РУ 110-220 кВ при пяти и более присоединений при специальном обосновании.

Согласно [2] для РУ 110-220 кВ применение отделителей и короткозамыкателей не допускается. Для РУ 35 кВ применение отделителей и короткозамыкателей запрещается в случае: распределительных устройств, расположенных в районах холодного климата, а также в районах, где часто наблюдается гололед; сейсмичности более 6 баллов по шкале MSK-614; использования подстанции на транспорте и в нефте- и газодобывающей промышленности.

2.5. Расчет токов коротких замыканий

За расчетный вид короткого замыкания (к.з.) для выбора электрических аппаратов и проводников принимается трехфазное к.з. Для расчета тока к.з. предварительно необходимо составить расчетную схему, соответствующую максимальному значению тока к.з. в намеченной точке. При этом необходимо помнить, что секционный выключатель на напряжении 6‑10 кВ всегда отключен при работе обоих силовых трансформаторов, а секционный выключатель на напряжениях 35 кВ и выше может быть включен.

По расчетной схеме составляется схема замещения, в которой указываются источники питания и все элементы цепи к.з. своими сопротивлениями. Для упрощения расчетов активными сопротивлениями элементов электрической сети можно пренебречь. Однако при определении ударного тока к.з. необходимо знать постоянную затухания апериодической составляющей тока к.з., с,

, (2.10)

где xрез,, rрез – результирующие индуктивное и активное сопротивления электрической цепи, Ом; - угловая частота, 1/с.

Для определения Ta можно воспользоваться табл. 2.1.

Таблица 2.1 Значения постоянной затухания Ta

Место короткого замыкания	Ta, с
Шины высокого напряжения подстанции с трансформаторами мощностью до 100 МВА	0,115
Шины среднего напряжения подстанции с трансформаторами мощностью до 100 МВА	0,095
Шины низкого напряжения подстанции с трансформаторами мощностью 25-100 МВА	0,065
Шины низкого напряжения подстанции с трансформаторами мощностью до 25 МВА	0,045

Для выбора электрических аппаратов и проводников достаточно рассчитать значения сверхпереходного и ударного токов к.з. I”, iуд, кА, на высокой и низкой ступенях напряжения подстанции.

Подробно метод расчета токов к.з. и расчетные выражения определения ЭДС и сопротивлений элементов приведены в [1]. Ударный ток к.з., кА, определяется по формуле:

. (2.11)

studfiles.net

Выбор главной схемы электрических соединений подстанции

Главная схема электрических соединений определяет основные качества электрической части станций и подстанций: надежность, экономичность, ремонтопригодность, безопасность обслуживания, удобство эксплуатации, удобство размещения электрооборудования, возможность дальнейшего расширения и т. д.

Выбор главной схемы – сложная задача. Многообразие исходных данных исключает возможность типовых универсальных решений, справедливых для любых условий. В большинстве случаев выбор схемы базируется на технико-экономических расчетах. А для подстанций с двумя напряжениями схема определяется однозначно и ее проектирование сводится к выбору уже существующих типовых схем – это упрощенные, с сокращенным числом выключателей или без них (блочные схемы), схемы мостиков, схемы с короткозамыкателями и отделителями.

 

В соответствии с нормами технологического проектирования /1/ главная схема электрических соединений подстанции выбирается с использованием схем РУ 35...750 кВ, утвержденных Минэнерго и согласованных с Госстроем. Ниже рассматриваются наиболее распространенные и характерные схемы электрических соединений подстанций.

Блочные схемы являются наиболее простыми (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Блочная схема однотрансформаторных подстанций

 

Они применяются на тупиковых подстанциях напряжением до 330 кВ включительно или на ответственных подстанциях, присоединенных к одной или двум параллельным линиям напряжением 220 кВ.

На двухтрансформаторных подстанциях небольшой и средней мощности напряжением от 35 до 220 кВ для присоединения к линиям с двухсторонним питанием применяются схемы с одной секционированной системой шин и схемы "мостика" (рисунки 4.2 –4.6).

Блочная схемы без перемычки (рисунок 4.2) целесообразна при небольшой длине линий, поскольку при этом вероятность отключения линии вместе с трансформатором относительно мала.

Недостаток этой схемы заключается в том, что при повреждении и ремонте линии в работе остается один трансформатор. Электроснабжение не прерывается, но оставшийся в работе трансформатор может оказаться сильно перегруженным.

 

 

Рисунок 4.2 - Блочная схема двухтрансформаторной подстанции

 

Схема с ремонтной перемычкой из разъединителей (рисунок 4.3) обеспечивает возможность присоединения обоих трансформаторов к одной линии при ремонте второй. Это схема с "неавтоматической" перемычкой.

Схема с отделителем двухстороннего действия на перемычке (с "автоматической" перемычкой) (рисунок 4.4) обеспечивает при повреждении на линии и отключении соответствующего трансформатора возможность автоматического подключения ко второй линии, в связи с чем уменьшается время срабатывания защиты.

Для обеспечения большей надежности и уменьшения времени срабатывания защиты, перемычка может быть выполнена на выключателе (рисунок 4.5).

Место расположения перемычки "в сторону линии" (рисунок 4.3, 4.4) или "в сторону трансформатора" (рисунок 4.5, 4.6) зависит от длины линии и графика нагрузки подстанции. Если питающие линии короткие и график нагрузки подстанции неравномерный, то перемычку целесообразно ставить "в сторону линии". Если питающие линии длинные и график нагрузки подстанции равномерный, то перемычку ставят "в сторону трансформатора" (рисунок 4.6).

Рисунок 4.3 - Блочная схема двухтрансформаторной подстанции с ремонтной перемычкой из двух разъединителей

Рисунок 4.4 - Блочная схема двухтрансформаторной подстанции с автоматической перемычкой

 

Наиболее надежной, но и самой дорогой является схема, выполненная на выключателях (рисунок 4.5 а, б). 80% схем тупиковых подстанций выполняются без выключателей на высокой стороне.

При коротких линиях обходятся и без короткозамыкателя, так как повреждение трансформатора может быть отключено выключателем, стоящим в голове линии без дополнительного сигнала.

Характерные схемы транзитных (проходных) подстанций приведены на рисунках 4.5 – 4.8. Если допустимо прервать транзит мощности на высокой стороне, то можно применять схемы, представленные на рисунок 4.5 и 4.6. Мощность трансформатора при этом не должна превышать 125 МВА. Сюда относятся схемы сдвоенного мостика (рисунок 4.6, 4.7). В противном случае применяются упрощенные схемы с ремонтной перемычкой (рисунок 4.8). Для увеличения надежности данные схемы полностью выполняются на выключателях, применение которых должно быть экономически обосновано.

 

 

а) б)

Рисунок 4.5

 

 

 

а) б)

Рисунок 4.6

 

 

Рисунок 4.7

 

 

а) б)

 

Рисунок 4.8

 

 



infopedia.su

Схемы электрических сетей и РУ

Рассмотрим, какие схемы распределительных устройств используются для подключения подстанций к электрической сети. Эти схемы должны выбираться в привязке к схеме электрической сети.

При радиальных и магистральных схемах электроснабжения, рис.11.1, применяются блочные схемы подключения подстанций КТП1 и КТП2.

Рис.11.1. Схема магистральной электропередачи.

а – расположение подстанций на местности;

б – принципиальная схема.

Также, если на рис.11.1а считать, что вместо КТП2 подключена системная подстанция и двухцепная линия служит для передачи мощности транзита, то КТП1 может подключиться на отпайках к магистрали по блочной схеме, рис.11.2. В настоящее время схемы на отделителях и короткозамыкателях не применяются в новом строительстве, а на подобных подстанциях, находящихся в эксплуатации, идет замена отделителей и короткозамыкателей на выключатели.

Пунктиром показано подключение трансформаторов напряжения: на 35 кВ устанавливаются однофазные ТН; на 110 и 220 кВ – трехфазные ТН.

В местах, помеченных знаком *, устанавливаются разъединители, если возможна подача напряжения на сторону ВН со стороны СН (что возможно при установке автотрансформаторов и трехобмоточных трансформаторов).

Ремонтные перемычки, рис.11.2, могут не устанавливаться по желанию заказчика. Они целесообразны при сезонных отключениях одного из трансформаторов. Тогда параллельная работа линий обеспечивает снижение потерь электроэнергии.

Рис.11.2. Блочные схемы подстанций 35 – 220 кВ.

а – блок (линия-трансформатор) с выключателем;

б – два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии.

На 35 кВ в мостиковых схемах ремонтные перемычки (на разъединителях), как правило, не устанавливаются. На 110 и 220 кВ они также могут исключаться из схем при соответствующем обосновании. В этом случае РУ выполняется согласно рис.11.3, но трансформаторы напряжения устанавливаются трехфазные, а трансформаторы тока устанавливаются во всех трех фазах. Данные схемы, рис.11.4. и рис.11.5, применяются при подключении трансформаторов мощностью до 63 МВА включительно.

Для повышения бесперебойности электроснабжении и снижения потерь мощности в трансформаторах и линиях в аварийных режимах (при отключении трансформатора или линии) мостиковые схемы могут применяться и для тупиковых подстанций или же подстанций, подключаемых на отпайках к магистрали, рис.11.6.

На тупиковых и ответвительных подстанциях ремонтная перемычка и перемычка с выключателем нормально разомкнуты. При отключении одной из линий автоматически отключается соответствующий линейный выключатель и включается выключатель в перемычке. Отключение линии при повреждении трансформатора является недостатком данной схемы.

Рис.11.3. Схема кольцевой электрической сети.

а – расположение подстанций на местности;

б – принципиальная схема.

На проходных подстанциях перемычка с выключателем нормально замкнута, через нее осуществляется транзит мощности.

Особенность схемы рис.11.3б в том, что при аварии в линии автоматически отключаются поврежденная линия и трансформатор. При аварии в трансформаторе после автоматических переключений в работе остаются две линии и два источника питания. Учитывая, что отключения трансформаторов в сравнении с отключениями линий происходят реже не менее чем на порядок, более предпочтительной является схема рис.11.3а.

Схема четырехугольника, Рис.6.2, применяется в РУ 110 – 750 кВ при четырех присоединениях (две линии и два трансформатора) и необходимости секционирования транзитной линии при мощности трансформаторов от 125 МВА и более при напряжениях 110 – 220 кВ и при любой мощности трансформаторов при напряжениях 330 кВ и выше. Очевидно, что данная схема более надежна в сравнении с мостиковыми схемами, так как авария в линии и трансформаторе приводит к отключению только поврежденного элемента.

 

Рис.11.4. Мостиковые схемы РУ-35 кВ

а – мостик с выключателями в цепях линий; б – мостик с выключателями в цепях трансформаторов.

Рис.11.5. Мостиковые схемы РУ – 110 – 220 кВ

а – мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий;

б – мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов.

Проектирование распределения электроэнергии< Предыдущая Следующая >Проектирование схем распределительных устройств

xn----8sbnaarbiedfksmiphlmncm1d9b0i.xn--p1ai

Схемы главных подстанций предприятий

Архитектура Схемы главных подстанций предприятий

просмотров - 575

Схемой соединœения элементов подстанции принято называть графическое изображение элементов на чертеже с указанием связей между ними. Также главной схемой электрических соединœений подстанции принято называть совокупность основного оборудования со всœеми выполненными физическими соединœениями элементов между собой. К схемам подстанций предъявляются следующие требования:

• схема должна обеспечивать необходимую надежность электроснабжения потребителœей;

• 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 всœего электрооборудования в аварийных режимах и автоматическое восстановление питания;

• схема должна обеспечивать электроснабжение потребителœей при аварийном выходе из строя одного из базовых 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.

При выборе схемы соединœений учитывается категория потребителœей электроэнергии по надежности и степени бесперебойности электроснабжения. Надежность подстанции, как и надежность систем электроснабжения, определяется числом независимых источников питания и схемой подстанции.

Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, которые должны взаимнорезервироваться. Перерыв в электроснабжении от одного из источников питания допускается на время автоматического восстановления питания от другого источника.

Источник питания, на котором сохраняется напряжение в послеаварийном режиме в регламентированных пределах при исчезновении его на другом или других источниках питания считается независимым. К независимым источникам питания относятся две секции или системы шин одной или двух подстанций при одновременном соблюдении следующих двух условий:

• каждая из секций или систем шин, в свою очередь, имеет питание от независимого источника;

• секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций (систем) шин.

Электроприемники второй категории снабжаются электроэнергией от двух независимых источников питания, при этом допускаются перерывы в электроснабжении на время, крайне важное для включения резервного питания оперативным путем.

Электроснабжение приемников третьей категории может осуществляться от одного источника питания, если восстановление электроснабжения, связанное с ремонтом или заменой поврежденного элемента͵ потребует не более одних суток.

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

В эксплуатации находится большое количество подстанций, выполненных по упрощенным схемам на высоком напряжении (рис. 2.2.1).

Главные схемы электрических соединœений понижающих подстанций

Рис. 2.2.1. Упрощенные схемы распределительных устройств 35–330 кВ

а – блок трансформатор-линия с разъединителœем;

б – блок трансформатор-линия с предохранителœем у трансформатора на ВН; в – блок трансформатор-линия с выключателœем ВН;

г – блок трансформатор-линия с отделителœем;

д – два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой;

е – мостик с выключателœем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов.

В этих схемах в качестве коммутационных аппаратов получили широкое распространение отделители и короткозамыкатели.

Принципиальным недостатком схем с отделителями и коротко-замыкателями является то, что искусственно создаваемое КЗ для отключения поврежденного участка сети в бестоковую паузу с помощью отделителя резко увеличивает общую продолжительность наиболее тяжелых условий работы выключателœей на смежных подстанциях. По этой причине в настоящее время использование отделителœей и короткозамыкателœей на вновь сооружаемых подстанциях прекращено, а при реконструкции действующих – они заменяются выключателями. Типовые схемы, в которых отделители и короткозамыкатели заменены выключателями, приведены на рис. 2.2.2.

Рис. 2.2.2. Типовые схемы распределительных устройств 35–330 кВ

Цифры соответствуют номерам типовых схем. Области применения приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Типовые схемы распределительных устройств 35–330 кВ

Примечание. Количество присоединœений равно количеству линий плюс два трансформатора (за исключением схемы 1 и 3Н, предусматривающих установку одного трансформатора).

На рис. 3.1 в качестве примера приведена схема главной понизительной подстанции 35…220/6…10 кВ для предприятия средней мощности, получающего электроэнергию от энергосистемы по двум радиальным линиям ВЛ1 и ВЛ2. Трансформаторы Т1, Т2 подключают к линиям только через разъединители РЛНД, так как при радиальной схеме нет крайне важности в отделителях. Перемычка между цепями напряжением 35–220 кВ позволяет питать трансформаторы не только от своей, но и от другой линии. Исходя из условий ремонта͵ в перемычку включают последовательно два разъединителя. Применение перемычки целœесообразно в тех случаях, когда по условиям режима работы ГПП возникает крайне важность в питании двух трансформаторов от одной линии.

На вводах к трансформаторам устанавливают короткозамыкатели КЗ: в одной фазе – в сетях с глухозаземленной нейтралью и в двух фазах – в сетях с изолированной нейтралью. Короткозамыкатель автоматически включается при срабатывании релœейной защиты от внутренних повреждений в трансформаторе ГПП, к которым нечувствительна защита головных выключателœей ВЛ1 и ВЛ2 энергосистемы. При включении короткозамыкателя КЗ создается искусственное металлическое короткое замыкание на вводах высокого напряжения трансформатора. На него реагирует релœейная защита линии в системе и отключает соответствующую цепь.

Двухобмоточные трансформаторы ГПП имеют схему соединœения обмоток Y/Δ − 11 или Y0/Δ − 11. Включение нейтрали трансформатора 110–220 кВ на землю осуществляется через однополюсный разъединитель типа ЗОН. Последний включают не всœегда. Число включенных на землю нейтралей регулируется так, чтобы ток одно- и двухфазного короткого замыкания на землю не выходил за установленные пределы. Для защиты изоляции трансформатора от пробоя при перенапряжениях в период его работы с разземленной нейтралью предусмотрены разрядники в нейтрали, рабочее напряжение которых должно быть равным половинœе рабочего напряжения ввода.

Рис. 3.1. Схема главной понизительной подстанции 35–220 кВ с

секционированной системой шин на стороне 6/10 кВ

Стоит сказать, что для напряжения 110 кВ можно использовать составную колонку из разрядников РВС–35 и РВС–20, соединœенных последовательно фланцами. Вместе с тем, разрядники устанавливают на вводе высокого напряжения трансформатора во всœех трех фазах для защиты от набегающих по линиям волн перенапряжений.

Трансформаторы ГПП подключают к сборным шинам вторичного напряжения 6/10 кВ через высоковольтные выключатели В1, В2 и разъединители. В случае если требуется ограничение тока короткого замыкания в сети 6/10 кВ, то между выключателœем и разъединителœем ввода включают токоограничивающий реактор.

На рис. 3.2 показаны схемы подключения вводов трансформаторов ГПП с сборных шин РУ напряжением 6/10 кВ. Схему на рис. 3.2, а применяют при установке трансформаторов мощностью до 25 МВ·А. При большей мощности трансформаторов обычно требуются мероприятия по ограничению токов короткого замыкания. При мощности трансформаторов 40 МВ·А применяют схемы, изображенные на рис. 3.2, б и в, а при мощности трансформатора 63 МВ·А рекомендуются схемы г и д. В случае если мощность трансформатора достигает 80 МВ·А, то применяют схемы е, ж, з.

Рис. 3.2. Схемы вводов напряжением 6/10 кВ трансформаторов на напряжение 35–220 кВ

Сборные шины напряжением 6/10 кВ распределительного устройства секционируют выключателœем. Благодаря этому при повреждении или ремонте сборных шин отключается только одна секция, а при внезапном исчезновении напряжения на одной из секций, к примеру при отключении питающей линии, с помощью АВР включится секционный выключатель и обеспечит ее питание.

Секционный выключатель выбирают по нагрузке одной секции шин, а выключатель ввода трансформатора – по нагрузке двух секций в послеаварийном режиме ГПП. Для ограничений токов короткого замыкания секционный выключатель нормально отключен.

oplib.ru

---

• 
  Физика что такое мощность
• 
  Технология переработка аккумуляторов
• 
  График подключения отопления в твери 2018
• 
  Бензогенератор устройство
• 
  Опора вл 220 кв
• 
  Основы цифровой электроники
• 
  Проект освещения
• 
  Электробезопасность знак гост
• 
  Узо автомат
• 
  Опоры лэп
• 
  Контакт пускателя