2.3. Выбор схем электрических соединений распределительных устройств

Схемы РУ, указанные в схемах развития энергосистемы, электрических сетей района, города или электроснабжения объекта, являются предварительными и выбираются при непосредственном проектировании ПС.

В соответствии с НТП для РУ 110-220 кВ в зависимости от надежности и резервирования сети следует применять следующие схемы:

• с одинарной системой шин, секционированной выключателем или двумя развилками из двух выключателей, включенными, как правило, в цепи питающих присоединений;

• с двойными секционированными системами шин.

Схемы с обходной системой шин, а также с количеством выключателей на цепь более одного, должны приниматься только при специальном обосновании.

Применение отделителей и короткозамыкателей не допускается. Подобные схемы не обеспечивают требуемую надежность электроснабжения потребителей.

Если проектируемая ПС 110 кВ расположена на расстоянии до 4 км от питающей ПС, оборудованной воздушными выключателями, не соответствующими ГОСТ 678-78, то в случае применения короткозамыкателей выключатели на питающей ПС подлежат проверке по условиям отключения неудаленных коротких замыканий.

При применении типовых схем для конкретного объекта подлежат определению:

• типы, количество и технические параметры основного оборудования и ошиновки (с учетом исключения повреждений трансформаторов напряжения от феррорезонансных перенапряжений);

• количество воздушных и кабельных линий;

• необходимость и места установки регулирующих и компенсирующих устройств, токоограничивающих и дугогасящих реакторов, а также схема их присоединения;

• режимы нейтралей трансформаторов всех классов напряжений;

• необходимость высокочастотной обработки линий и количество обрабатываемых фаз;

• необходимость установки искателей повреждения и устройств для плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ.

Алгоритм выбора схем распределительных устройств [3] представлен в приложении 1.

Расчет токов короткого замыкания (т.к.з.) выполняется в следующей последовательности:

• для рассматриваемой схемы электрической сети составляется расчетная схема;

• по расчетной схеме составляется электрическая схема замещения;

• путем преобразования схема замещения приводится к простейшему виду многолучевой звезды (рис. 3.1, а), либо к виду трехлучевой звезды (рис. 3.1, б);

• определяются начальное значение периодической составляющей т.к.з. ( ), периодическая и апериодическая составляющие т.к.з. для заданного момента времени ( , ), ударный т.к.з. ( ). При необходимости определяется распределение т.к.з. по ветвям схемы.

Расчетная схема представляет собой однолинейную схему электрической сети с указанием тех элементов и их параметров, которые влияют на значения т.к.з. и его распределение по ветвям схемы. В схеме замещения электромагнитные связи заменяются электрическими.

Формулы для определения сопротивлений основных элементов короткозамкнутой цепи в относительных единицах при базисных условиях приведены в табл. 3.1.

Здесь , ,  – номинальные параметры элементов схемы (генератора, трансформатора, системы и т.д.);  – базисная мощность, МВА;  – мощность короткого замыкания энергосистемы, МВА;  – номинальный ток отключения выключателя, присоединенного к шинам энергосистемы;  – напряжение короткого замыкания трансформатора;  – среднее номинальное напряжение в месте установки данного элемента, кВ;  – погонное индуктивное сопротивление линии, Ом/км;  – длина линии, км.

Таблица 3.1

Расчетные выражения для определения приведенных значений сопротивлений

Элементы электро-установки	Каталожные данные	Сопротивления
		Именованные единицы	Относительные единицы
Генератор
Энергосистема
Трансформатор
Реактор
ЛЭП
Обобщенная нагрузка

Расчет действующего значения периодической составляющей т.к.з. в начальный момент времени зависит от того, к какому виду приведена схема замещения. Если схема замещения приведена к виду многолучевой звезды (рис. 3.1 а), то определяется из формулы:

.

(3.1)

Если схема приведена к виду трехлучевой звезды (рис. 3.1 б), то определяется из формулы:

(3.2)

где – эквивалентное сопротивление, – эквивалентная ЭДС,

Для выбора коммутационной аппаратуры необходимо знать максимальные токи к.з. в момент расхождения контактов выключателя. Расчетное время от начала к.з. до расхождения контактов выключателя вычисляется как сумма собственного времени выключателя и времени действия релейной защиты ( ).

Рис. 3.1 Схема для расчета т.к.з. с источниками, связанными с точкой к.з. непосредственно (а) и через общее сопротивление (б)

Следует отметить, что для расчета релейной защиты электроустановок кроме максимальных токов к.з. необходимо знать минимальные токи и их распределение по ветвям схемы (по внешним присоединениям).