6 Вибір головних схем електричних з'єднань та компонування рп підстанції

Головні схеми електричних з'єднань підстанцій необхідно вибирати, виходячи із загальної схеми розвитку електропостачання підприємства або електропостачання району. При цьому обрані схеми повинні:

- забезпечувати потрібну надійність електропостачання у відповідності з їх категорією та перетікання потужності магістральними зв'язками в нормальному та післяаварійному режимах;

- враховувати перспективу розвитку;

- допускати можливість поступового розширення розподільчих пристроїв (РП) усіх напруг;

- враховувати широке використання елементів автоматизації та вимоги протиаварійної автоматики;

- забезпечувати можливість проведення ремонтних та експлуатаційних робіт на окремих елементах схеми без відключення сусідніх приєднань.

З врахуванням викладеного рекомендується обирати типові схеми РП усіх напруг, та нетипові схеми, обґрунтовані техніко-економічними розрахунками. В дипломному проекті головним чином розробляються головні схеми підстанцій глибокого вводу (ПГВ) великих підприємств, районних підстанцій для промислових, міських або сільськогосподарських районів.

Звичайно такі підстанції підключаються до вузлових підстанцій енергосистеми повітряними лініями 35 - 220 кВ, рідше - 330 кВ. В умовах густої забудови міст використовують кабельні лінії 35 кВ і навіть 110 кВ. Остаточний вибір може бути зроблений на основі техніко-економічних розрахунків (ТЕР).

Враховуючи наявність споживачів (електроприймачів) І категорії на більшості об'єктів електрифікації, кількість ліній живлення приймають не менше двох. Одна лінія допускається для живлення об'єкту з електроприймачами другої та третьої категорій (сільські райони та міські райони малоповерхової забудови).

Аналогічно розглядають питання про кількість трансформаторів на підстанціях: у більшості випадків використовують двотрансформаторні підстанції. Більша кількість може бути прийнята при розширенні підстанції, а один трансформатор - тільки при наявності резервування мережами нижчих напруг або складського резерву трансформаторів для електроприймачів ІІ та ІІІ категорій [1].

Новим в проектуванні таких підстанцій є відмова від "дешевих" варіантів з віддільниками та короткозамикачами: багаторічна експлуатація показала низьку надійність цих елементів та великі втрати при їх відмовах. Віддільники та короткозамикачі 110 - 220 кВ зняті з виробництва, тому на всіх підстанціях з напругою, що розглядається, рекомендуються тільки схеми з вимикачами на всіх напругах та відкриті РП 35 - 220 кВ.

Структура схеми на боці вищої напруги звичайно вибирається найпростішою: блок лінія-трансформатор (коли кількість ліній та трансформаторів однакова: один або два). На відкритих розподільних пристроях напругою понад 35 кВ рекомендується використовувати елегазові вимикачі імпортного виробництва серій LTB, HPL, HGF (паспортні дані дивись на стенді дипломного та курсового проектування). При необхідності транзиту потужності або при двосторонньому живленні між блоками ставлять перемичку з вимикачем та другу - ремонтну - з двома роз'єднувачами (схема містка).

При більшій кількості ліній або трансформаторів може бути використана схема розширеного містка на 4 вимикачі, або схема кільцевого типу, де кількість вимикачів дорівнює кількості приєднань (до шести). Більш складні схеми (зі збірними шинами на боці ВН) рідко зустрічаються на підстанціях цього типу.

На підстанціях з середньою напругою 35 кВ, як правило, використовують розподільчий пристрій з однією секціонованою за кількістю трансформаторів системою збірних шин. На відкритих розподільних пристроях напругою 35 кВ рекомендується використо-вувати вакуумний вимикач з пружинним приводом ВБПЗ-35-12,5/1000У1.

РП напругою 6 та 10 кВ оснащують шафами заводського виробництва. В міських та сільських мережах з малою густиною навантаження використовуються більш прості КРП без викотних елементів (камери збірні одностороннього обслуговування - КЗО). Завод комплектних розподільних пристроїв у м. Коломия виготовляє камери серії КЗО-394, які комплектуються автогазовими вимикачами навантаження типу ВНП-10/630 У3. Захист ліній та трансформаторів здійснюється плавкими запобіжниками серії ПКТ. Запорізький завод високовольтної апаратури виготовляє камери серії КЗО-293, які комплектуються маломасляними або вакуумними вимикачами на струми до 1000 А(паспортні дані дивись на стенді дипломного та курсового проектування).

Для електропостачання більш відповідальних споживачів використовуються комплектні розподільчі пристрої з викотними елементами внутрішньої (КРУ) або зовнішньої (КРУЗ) установки. Останнім часом з’явилися уніфіковані серії КРУ, які мають приблизно однаковий набір схем окремих шаф. Для внутрішньої установки рекомендується використовувати КРУ серії КМ-1Ф Запорізького заводу високовольтної апаратури або КУ-10 Рівненського заводу високовольтної апаратури. Шафи можуть комплектуватися маломасляними, вакуумними або елегазовими вимикачами (паспортні дані дивись на стенді дипломного та курсового проектування).

При більших значеннях струмів вводів (трансформатори потужністю вище 63 МВА) можна використовувати чарунки КР10-Д10 виробництва Запорізького заводу високовольтної апаратури з маломасляними вимикачами МГГ-10 на струми до 5000 А та струм відключення 63 кА.

КРП дозволяють зібрати схему з однією секціонованою системою збірних шин. При потужності трансформатора 25 МВА та вище виходить РП з чотирма, попарно з'єднаними вимикачами, секціями. Як правило, в цих випадках можна обійтися без струмообмежуючих реакторів. В старих мережах 6 кВ виникає необхідність використовувати одиночні або групові реактори (краще - здвоєні) для обмеження струму КЗ до величини, яка не перевищує струм відключення вимикачів КРП або з умови термічної стійкості кабелів (при техніко-економічному обґрунтуванні).

Для компенсації ємнісних струмів в мережі, що проектується, до припустимого рівня [1] слід вибрати дугогасильні реактори та проміжні трансформатори для створення штучної нейтралі мереж 6 та 10 кВ (обмотки головних трансформаторів на цих напругах з'єднані в трикутник).

При проектуванні електропостачання реальних об'єктів можна рекомендувати використання комплектних трансформаторних підстанцій блочного типу (КТПБ) Рівненського заводу високовольтної апаратури на напруги 110-220/35/10(6) кВ та 35/10(6) кВ. Завод поставляє ВРП 35, 110, 150, 220 кВ у вигляді укрупнених блоків металоконструкцій та залізобетонних виробів (фундаменти, портали, підставки під апарати тощо). РП 10(6) кВ поставляються у вигляді шаф КРУ зовнішнього встановлення (КРУЗ) та збірних елементів загальнопідстанційного пункту управління (ЗПУ).

Більш детальні рекомендації та приклади схем та компонування підстанцій наведені в літературі.