5.4.2. Магістральні схеми розподільних мереж
Запровадження магістральних схем пов’язано з децентралізацією розподілу та комутації енергії, зі зменшенням за цей рахунок кількості проміжних комутаційних вузлів та поданням енергії безпосередньо до розподільних та цехових трансформаторних підстанцій. Велику різноманітність магістральних схем можна, в основному, розподілити на наступні: одинокі; подвійні наскрізні – з двома паралельними магістралями; наскрізні зустрічні з двостороннім живленням; кільцеві замкнені та розімкнені (рис.5.28). За надійністю, яку вони забезпечують, ці схеми можна поділити на дві групи. До першої відносять одинокі та кільцеві схеми, які поступаються за надійністю радіальним, а до другої групи – схеми з двома паралельними магістралями, які характеризуються високою надійністю і можуть використовуватись для живлення споживачів будь-якої категорії.
Магістральні схеми застосовують переважно для живлення ТП, а для живлення РП застосовують в основному радіальні схеми. Головну роль у випадку використання кабельних ліній відіграє при цьому наступна обставина. Для живлення РП, які характеризуються великими значеннями електричного навантаження, використовуються кабелі з великими значеннями перерізу, які задовольняють перевірку їх за термічною стійкістю до струмів КЗ. При живленні через цей РП за магістральною схемою ще один чи більше РП, необхідно адекватно їх потужності ще збільшити переріз кабелю або їх кількість. При цьому виникають певні труднощі, яких не буде при прокладанні до другого РП кабелю з такою ж величиною перерізу жил, на яку треба було б збільшити переріз головної дільниці у випадку магістральної схеми.
в) г)
д) ж)
Рис. 5.28. Магістральні схеми з одностороннім живленням:
а) одинарні, б) подвійні, в) одинарні з загальною резервною магістраллю, г) кільцева розімкнена, д) схема подвійної магістралі з наявністю збірних шин високої напруги на цехових підстанціях, ж) схема подвійної магістралі без збірних шин високої напруги на підстанціях
З іншого боку, для живлення однієї ТП за радіальною схемою переріз жил кабелю, вибраний за допустимим струмом, необхідно збільшити в 2-5 разів за умовою термічної стійкості. Тому для повного використання перерізу до цього кабелю доцільно приєднати ще декілька ТП, тобто використати магістральну схему.
Рекомендується [5.4] до однієї магістралі приєднувати до 2-х, 3-х трансформаторів потужністю 1000–2500 кВА та до 4-х, 5-ти потужністю 250–630кВА. Ця рекомендація враховує:
- вимоги надійності електропостачання; вважається, що із збільшенням кількості трансформаторів зменшується надійність;
- небажаність використання надмірно великих значень перерізу кабелів;
- експлуатаційні міркування: втрата живлення обмеженої кількості ТП під час аварій.
Таким чином, в розподільних мережах СН магістральні схеми переважно застосовують для живлення розподільних та цехових ТП. Конструктивно їх виконують кабельними лініями на промислових підприємствах та у великих містах, а в сільський місцевості та малих і середніх містах – повітряними лініями, причому в останньому випадку переважно у вигляді кільцевих розімкнених схем. Приєднання трансформаторів здійснюють за найпростішими схемами за допомогою вимикачів навантаження, роз’єднувачів та запобіжників або взагалі без них, наглухо. Глухе приєднання застосовується рідко, лише тоді, коли у випадку вимкнення однієї магістралі забезпечується живлення споживачів від другої магістралі через трансформатори та секційний вимикач НН. Потужність трансформаторів повинна забезпечувати (з врахуванням допустимого перевантаження) живлення усіх відповідальних споживачів даної підстанції на час, необхідний для відновлення роботи першої магістралі.
Лише у випадках необхідності передачі дуже великих потоків потужності на енергомістких підприємствах застосовуються магістральні схеми передачі та розподілу електроенергії між кількома РП за допомогою струмопроводів напругою 6–35 кВ.
Останнім часом все більшого застосування набуває система напруг 35/0,4 кВ без проміжної трансформації на 6(10)кВ. У такому випадку використання магістральних схем є вимушеним. Відсутність проміжної напруги дозволяє суттєво зменшити трансформаторну потужність і тим самим підвищити економічну ефективність застосування такої мережі.