Примеры структурных схем сравниваемых вариантов
Если узловая ПС имеет два средних напряжения: одно 220–330 кВ, второе – 110 кВ, то необходимая выдача мощности может быть обеспечена установкой четырех автотрансформаторов (рис.5). В первом варианте схемы ПС (рис.5,а) происходит двойная трансформация: с ВН на СН1, а затем с СН1 на СН2. Во втором варианте (рис.5,б) двойной трансформации нет, однако затраты на сооружение РУ 330-750 кВ здесь увеличиваются. Только сравнение вариантов может выявить наиболее экономичный вариант.
Рис.4-4
330-750 кВ
220-330 кВ
110 кВ
6(10) кВ
б)
а)
Если узловая ПС имеет одно среднее напряжение: одно 220–110 кВ, а второе – 35 кВ, то возможные варианты структурных схем приведены на рис.5.
При установке на ПС синхронных компенсаторов и наличии местной нагрузки на 6 кВ и двух средних напряжений 110 и 35 кВ, возможные варианты структурных схем приведены на рис.6.
Рис.5.
5.Выбор схемы подстанции
5.1.Основные требования к главным схемам
Главная схема электрических соединений ПС выбирается на основании схем развития энергосистемы или схемы электроснабжения района, [1].
В проекте схема ПС выбирается на основании заданной схемы энергосистемы с учетом перспективы развития сетей на ВН, СН и НН.
Главная схема ПС должна:
- Обеспечивать требуемую надежность электроснабжения потребителей ПС и перетоков мощности по межсистемным и магистральным связям в нормальном и послеаварийном режиме.
- Учитывать перспективу развития.
- Допускать возможность расширения РУ всех напряжений.
- Учитывать требования противоаварийной автоматики.
- Обеспечивать возможность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах схемы без отключения соседних присоединений.
С учетом вышеизложенного выбираются типовые схемы РУ всех напряжений (см. [1], [3]).
Нетиповая главная схема ПС может быть принята только после технико-экономического обоснования.
5.2.Типовые схемы подстанций
5.2.1.Типовые схемы пс на стороне вн (220 кВ и более).
На мощных узловых ПС связь с системой осуществляется не менее чем тремя линиями. Исключение составляют ПС 330 кВ и выше с автотрансформатором, у которых на стороне ВН может быть только две линии. Так как через шины узловой системной ПС происходит транзит мощности, то упрощенные схемы без выключателей здесь не применяются. Выбор той или другой схемы зависит от количества линий, числа трансформаторов (автотрансформаторов) и схемы включения ПС в сеть энергосистемы. Некоторые рекомендации по этому разделу приведены в таблице 2.
Таблица 5-1
ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ПС НА СТОРОНЕ ВН.
Количество присоединений, характер линий |
U, кВ |
Рекомендуемая схема |
|
2 линии, 2 трансформатора при двухстороннем питании или транзите мощности. Мощность трансформатора до 125 МВА.
|
110 кВ |
Мостик с выключателем в перемычке и ОД в цепях трансформаторов (рис. 5-1) |
|
2 линии, 2 трансформатора при двухстороннем питании или транзите мощности без ОАПВ на линиях. Мощность трансформатора до 125 МВА. |
220 кВ |
Мостик с одним выключателем и ОД в цепях трансформаторов (рис. 5-2) |
|
2 линии, 2 трансформатора при необходимости секционирования транзитных линий и мощности трансформатора 125 МВА и более. |
220 кВ |
Схема четырехугольника (рис. 5-3) |
|
2 линии, 2 трансформатора при необходимости секционирования транзитных линий, при любой мощности трансформаторов. |
330-750 кВ |
Схема четырехугольника (рис. 5-3) |
|
3-4 линии, 2 трансформатора при отсутствии перспективы развития. Трансформаторы присоединяются к более коротким, менее ответственным и не имеющим ОАПВ линиям. |
220-330 кВ |
Схема расширенного четырехугольника (рис. 5-4) |
|
2 линии, 4 трансформатора, линии без ОАПВ. |
220-330 кВ |
Схема расширенного четырехугольника (рис. 5-4) |
|
Количество присоединений, характер линий |
U, кВ |
Рекомендуемая схема |
|
3-4 линии, 2 трансформатора, когда не предполагается расширение РУ (на 750 кВ только при трех линиях). |
330-750 кВ |
Схема трансформатор-шины с двумя выключателями в линиях (рис. 5-5) |
|
5-6 линии, 2 трансформатора. При расширении ПС допускается в РУ 330-500 кВ сооружение четвертой цепочки для двух линий. |
330-750 кВ |
Схема трансформатор-шины с полуторным присоединением линий (рис. 5-6) |
|
8 линий и более, два-четыре трансформатора. Для повышения устойчивости работы системы при nл>8 и nт=4 проверяется необходимость секционирования шин. |
330-750 кВ |
Схема
с
|
|
Общее число присоединений (линий и трансформаторов) до 6 включительно, линии парные или имеют резервирование от других ПС, а также радиальные, но не более одной на секции. Перспектива расширения отсутствует. На время ремонта выключателей допустимо деление РУ. |
110 кВ |
Схема с одной секционированной выключателем системой шин, с обходной СШ с отделителями в цепях трансформаторов и совмещенным ВО и ВС (рис. 5-8) |
|
Число присоединений до 6 включительно, линии парные или имеют резервирование от других ПС, а также радиальные, но не более одной на секции. Допустимо деление РУ. |
110-220 кВ |
Та же схема, но с выключателями в цепях трансформаторов (рис. 5-8) |
|
Число присоединений 7 и более, линии парные или имеющие резерв.
|
110-220 кВ |
Схема с одной СШ и ОСШ с выключателями в цепях трансформаторов и отдельными ВО и ВС (рис. 5-9) |
|
Число присоединений от 7 до 15 включительно, когда не применяются схемы по рис. 5-8, 5-9. |
110-220 кВ |
Схема с двумя рабочими и обходной системой шин (рис. 5-10) |
|
выключателя на цепь (рис. 5-7)
Нетиповыми схемами ВН могут быть схемы сдвоенных четырехугольников, схемы шины-линия, схемы с двумя СШ и четырьмя выключателями на три присоединения [6], § 9-1.
Рис. 4-8
Типовые схемы ПС на стороне СН.
Выбор схемы на СН в основном определяется количеством отходящих от шин линий и их напряжением. Как правило, на СН присоединяется большое количество линий (nЛ>5), поэтому применяются схемы со сборными шинами.
Некоторые рекомендации даны в таблице 3.
Таблица 3.
ТИПОВЫЕ СХЕМЫ СН.
Количество присоединений, характер линий. |
U, кВ |
Рекомендуемая схема |
Число присоединений до 10 включительно. |
35 кВ |
Одна секционированная система шин (рис. 4-11) |
II и более присоединений (при специальном обосновании). |
35 кВ |
Две рабочих системы шин (рис. 4-12) |
Число присоединений до 6 включительно, линии парные или резервируются от других ПС не более одной радиальной линии на секцию. Допустимо деление РУ на время ремонта выключателя. |
110-220 кВ |
Схема с одной секционированной СШ и обходной СШ с выключателями в целях трансформаторов, с совмещенным ВО и ВС (рис. 4-8) |
Число присоединений 7 и более, линии парные или имеющие резерв. |
110-220 кВ |
Схема с одной секционированной СШ и ОСШ с отдельными ВО и ВС (рис. 4-9) |
Число присоединений от 7 до 15, когда не применяются схемы по рис. 5-8, 5-9. |
110-220 кВ |
Схема с двумя рабочими и обходной СШ (рис. 4-10) |
Число присоединений более 15. |
110-220 кВ |
Схема с двумя секционированными системами шин и ОСШ (рис. 4-13) |
Число присоединений 12-15 при обосновании. |
220 кВ |
Схема с двумя рабочими СШ, одна из которых секционирована и ОСШ, с двумя ШСВ и одним ВО (рис. 4-14) |
Число присоединений менее 12, три-четыре трансформатора мощностью более 125 МВА. |
220 кВ |
Схема по рис. 4-14 |
Типовые схемы ПС на стороне НН (6-10 кВ)
На стороне 6-10 кВ всегда применяется схема с одной рабочей секционированной системой шин. Количество секций зависит от типа трансформаторов (рис. 4-15, 4-16).
Если на ПС выбраны трансформаторы с расщепленными обмотками НН, то количество секций равно четырем (рис. 4-16).
Схема ПС на стороне НН должна уточнятся после расчета токов к. з., когда будет решен вопрос о необходимости ограничения токов к. з. Если токи к. з. на 6-10 кВ превышают допустимые значения для простейших выключателей, устанавливаемых в КРУ, то в цепях трансформаторов устанавливают реакторы (простые или сдвоенные).
Синхронные компенсаторы присоединяются к выводам трансформаторов (автотрансформаторов), так как присоединение их к шинам 6-10 кВ резко увеличит токи к. з. (рис. 4-17).
В цепи автотрансформаторов со стороны НН могут устанавливаться линейные регулировочные трансформаторы ЛТ для поддержания необходимого уровня напряжения на шинах 6-10 кВ. На рис. 4-15, 4-16, 4-17 ЛТ показаны пунктиром.
Полное изображение типовых схем приведено в [3].