3.3 Классификация и общее назначение электротехнического оборудо­вания, электрических станций и подстанций

ТЭЦ выдают большую часть мощности ближайшим потребителям при напряжении 6—10 кВ непосредственно от генератора без промежуточной трансформации. Связь станций с системой для на мощностью осуществляется при более высоких напряжениях 220 кВ. К сборным шинам главного РУ 6—10 кВ присоединяют генераторы, линии местной распределительной сети, реакторы или трансформаторы с.н., а также трансформаторы связи. Через последние часть мощности выдается в сеть высшего напряжения. В случае, если генераторы не могут обеспечить энергией местных потребителей, недостающая мощность может быть получена из энергосистемы.

При параллельном включении сборные шины нескольких генераторов указанной мощности с напряжением 6—10 кВ ток к.з. получается значительным. Возникает необходимость в его ограничении значений, соответствующих отключающей способности серийных выключателей (номинальный ток отключения наиболее мощного выключателя 6—10 кВ типа МГ-10 составляет 105 кА). С этой целью сборные шины разделяют на секции и соединяют их через секционные реакторы и выключатели, число секций зависит от числа генераторов, их мощности и напряжения. Обычно число секций находит в пределах от двух до четырех.

Секционные реакторы позволяют ограничить ток к.з. приблизительно в 1,5—2 раза, что обычно статочно для выполнения РУ с выключателями указанного типа. Дальнейшее ограничение тока кабельной распределительной cети и на подстанциях до экономически целесообразных значений (примерно 10- 5 кА) достигается с помощью линейных реакторов.

При нормальном режиме через секционные реакторы проходит некоторый ток, и на­пряжения на секциях несколько отличны. В случае отключения части генераторов или одного из трансформаторов ток через секционные реакторы увеличивается. Увеличиваются и отклонения напряжения на секциях сборных шин от нормального. Замыкание сборных шин в кольцо способствует лучшему об­мену мощностью между секциями. Однако замыкание в кольцо приводит к увеличению тока к.з. Кроме того, оно требует дополнительных затрат на установку секционного реактора и выключателя, а также на устройство перемычки между секциями. Поэтому вопрос о замыкании сборных шин в кольцо решают по-разному, в зависимости от условий. Если сборные шины не замкнуты в кольцо, трансформаторы вязи должны быть присоединены к крайним секциям.

В РУ с секционными реакторами обычно предусматривают коммутационные аппараты—выключатели или разъединители с целью временного шунтирования реакторов. К шунтированию прибегают при отключении части генераторов или трансформаторов, чтобы уменьшить отклонения напряжения на секциях сборных шин от нормального. Возможность такого шунтирования должна быть проверена с соответствующим расчетом ожидаемого тока к. з.

Распределительные устройства с двумя системами сборных шин размещают в двухэтажных зданиях. Объем строительных и монтажных работ относительно велик. РУ с од­ной системой сборных шин значи­тельно проще, стоимость их ниже. Опыт эксплуатации таких устройств показал, что надежность их нисколь­ко не ниже соответствующих уст­ройств с двумя системами шин. Номиналь­ные токи реакторов выбирают с та­ким расчетом, чтобы в случае вы­нужденного отключения секции сборных шин оставшиеся в работе реакторы могли пропустить рабочий ток сети.

Для питания системы с. н. в устройствах 6 кВ предусмотрены отдельные линии с одиночными ре­акторами на каждой секции. Линии резервного питания присоединены не к сборным шинам, а к присоеди­нениям трансформаторов связи на участке между выключателем и трансформатором. Такая схема обеспечивает замену рабочей линии с. н. резервной при повреждении секции сборных шин. В РУ 10 кВ для питания системы с. н. предусмотрены понижающие трансформаторы 10,5/6,3 кВ, присоединенные к РУ аналогично сказанному выше.

Для шунтирования секционных реакторов предусмотрены разъеди­нители. Шунтирование и дешунтирование реактора с помощью разъеди­нителя производят только при отключенном секционном выключа­теле. При этом соблюдается следующий порядок операций: сначала размыкают секционный выключатель, потом включают (или отключа­ют) шунтирующий разъединитель и опять включают секционный выклю­чатель. Во избежание неправильных операций с шунтирующими разъе­динителями их приводы блокированы с приводами соответствующих секционных выключателей. При размыкании секционных выключателей синхронная работа генераторов не нарушается, так как секции сборных шин связаны между собой через трансформаторы и сборные шины высшего напряжения.

Выбор числа, мощности, типа и места подстанций производится в такой последо­вательности: на схематический генплан предприятия наносится картограмма нагрузок с подраз­делением их по напряжению, роду тока и очередности ввода в эксплуатацию, выявляются сосредоточенные нагрузки и определяются центры тяжести групп распределенных нагрузок. Нагрузки обозначаются в виде кругов, площадь которых пропорциональны величине нагрузки. Предварительно намечаются места расположения подстанций и производится распределение нагрузок между ними с учетом тяготеющих к ним разбросанных нагрузок или же намечаются для последних отдельные подстанции. Выбирают типы подстанций (отдельно стоящая, пристроенная, встроенная, внутренняя), определяют их ориентировочные размеры, согласовывают с технологами и строителями намеченные места подстанций.

При напряжении 110 кВ в условиях нормальной окружающей среды обычно применяют открытые подстанции. При напряжении 35 кВ применяют как открытые так, так и закрытые подстанции. Последние целесообразны в сетях с небольшими токами короткого замыкания и, следовательно, с менее громоздкой и дорогой аппаратурой.

Подстанции глубоких вводов ПГВ 35-110/6-10 кВ располагаются в непосредственной близости от наиболее крупных энергоемких производств и корпусов с концентрированной нагрузкой, например прокатных цехов, электролизных корпусов, плавильных цехов (электропечных подстанции) со стороны печного пролета, корпусов обо­гащения, обжига и агломерации, рудоподготовительных предприятий, крупных цехов машиностроительной промышленности с ус­тановленной мощностью электроприемников 15000—75000 кВт. При этом распределительные устройства вторичного напряжения целесообразно встраивать в корпуса , примыкающие к ПГВ. На карьерах ГПП сооружаются вне зоны взрывов, чтобы действие взрывной волны не отражалось на нормальной работе электрооборудования.

На ряде промпредприятий в атмосферу выделяются различные производственные вредности, отрицательно действующие на изоляцию и токоведущие части электроуста­новок. Для таких загрязненных зон установ­лены особые нормативы для выбора испол­нения (класса) изоляции, типов подстанции и линий электропередачи, в том числе минимальные защитные интервалы, в пределах которых регламентированы ти­пы подстанций.

Лучшим и наиболее надежным конструк­тивным решением для ПГВ в загрязненных зонах является двухтрансформаторная подстанция на напряжение 110/10 кВ с глухим присоединени­ем открыто установленных трансформаторов с расщепленными обмотками 10 кВ. Трансформаторы питаются по кабельным радиальным линиям 110 кВ от ГПП. Кабель 110 кВ заводится непосредственно в трансформатор без ком­мутационной аппаратуры. Распределительное устройство 10 кВ закрытое, состоящее из комплектных шкафов КРУ серии КР-10/500, рассчитанных на мощность от­ключения выключателей при напряжении 10 кВ, 500 МВА. Шкафы КРУ расположе­ны в два ряда в одноэтажном здании. При­менение трансформаторов с расщепленными обмотками 10 кВ и шкафов КР-10/500 поз­волило отказаться от установки токоогра-ничивающих реакторов, что значительно упростило компоновку закрытой части под­станции и уменьшило ее объем. В отличие от общепринятой компоновки при воздуш­ных линиях 110 кВ вводы 110 кВ трансфор­маторов обращены к стене ЗРУ 10 кВ. Это значительно облегчает выкатку трансфор­маторов в случае их ревизии или ремонта при эксплуатации. Кабели 110 кВ проходят в подвале РУ 10 кВ. Там же расположены баки давления. Соединение выводов 10 кВ трансформатора с КРУ 10 кВ выпол­нено комплектными шинопроводами завод­ского изготовления.