LEKTsII_EChS_2010

ГЛАВА 3: Схемы понижающих подстанций (ПС)

§1 Подстанция, как основная часть энергосистемы

Количество ПС в энергосистеме во много раз больше, чем электростанций. Подстанция, на сегодняшний день, самый часто встречающийся объект энергосистемы.

Причем, площадь, занимаемая подстанцией, тем больше, чем больше ее класс напряжения. Например: ПС 35 кВ занимает площадь в 0,15-0,6 Га, ПС

110 кВ – уже 0,25-2,2 Га, ПС 220 кВ – от 0,8 до 6 Га, ПС 330 кВ – от 2 до 16 Га,

ПС 500 кВ – от 18 до 20 Га. Отсюда, становиться понятно почему схемы электрических соединений понижающих подстанции могут оказывать влияние на стратегию развития сети.

Рис. 40 – Красным(а) и синим(б) цветами отмечены варианты развития данной сети

В свою очередь, в зависимости от стратегии развития сети находятся и схемы понижающих подстанций. При выборе проекта кольцевой сети (см. рисунок 40,а), мы имеем проходные подстанции, а при выборе радиальной стратегии развития сети (см. рисунок 40,б) – тупиковые понижающие подстанции.

Проходная ПС

Это подстанция, которая «врезана» в связь между двумя другими ПС. Схема проходной ПС показана на рисунке 43.

П

Рис. 43 – Принципиальная схема проходной подстанции

Узловая ПС

Это подстанция, которая имеет прямую в связь с более, чем двумя другими узлами энергосистемы. Схема узловой ПС показана на рисунке 44.

П

ГП3

Рис. 44 – Принципиальная схема узловой подстанции

В заключение, хотелось бы отметить, что обычно в энергосистемах представлены все типы подстанций.

Теперь сформулируем основные требования к схемам ПС:

1.Обеспечение требуемой надежности электроснабжения потребителей, в соответствии с категориями электроприёмников.

2.Обеспечение присоединения заданного числа ЛЭП, с учетом перспективы развития энергосистемы.

3.Учет требований противоаварийной автоматики.

4.Обеспечение возможности ремонта и его безопасности для ремонтного и эксплуатирующего персонала.

5.компактность и экономичность сооружений.

§3 Схемы электрических соединений тупиковых подстанций

Р У В Н

РУ 6 -10

Рис. 45 – Принципиальный вид распредустройства тупиковой ПС

Типовой схемой тупиковой ПС для класса напряжения 110 кВ является схема «двойная с обходной» (две рабочие и обходная система шин). В нормальном режиме эта схема работает как одиночная секционированная.

Так как в данном случае ПС – тупиковая, а секционный выключатель (СВ

– рисунок 46) является источником аварий, причиной увеличения суммарных токов КЗ и потери связности присоединений, то мы исключаем его из схемы.

ÑÂ

Рис. 46 – Первоначальная схема электрических соединений тупиковой ПС

Два последовательно включенных выключателя (В1 и В3, В2 и В4 – рисунок 39) блокируют аварийную ситуацию «отказ + отказ» выключателей. При КЗ на Т1 В1 резервирует В3, но в этом случае питать ПС по ЛЭП1 не нужно и, значит мы можем воспользоваться выключателем в начале ЛЭП1. Отсюда нетрудно догадаться, что В3 и В4 мы тоже можем исключить из схемы.

Вводим в схему ремонтную перемычку, для предотвращения потери присоединений Л1 и Л2, в случае выхода из строя Т1 или Т2, а так же для обеспечения возможности снабжения потребителей на Т1 и Т2 при отказе одной из линий. Получаем типовую схему 4Н. (рисунок 47)

Рис. 47 – Типовая схема 4Н

§4 Схемы электрических соединений ответвительных

подстанций

Т1 Т2 Т1 Т2

ПС1 ПС2

Рис. 50 – Схема электрических соединений ответвительной подстанции, ответвления выполнены по типовой схеме 4Н

Схемы с отделителями и короткозамыкателями применялись с начала 60-х годов прошлого века для ответвительных подстанций. (см. рисунок 51)

АПВ

Рис. 51 – Схема с отделителем(2) и короткозамыкателем(1)

Отделитель – это коммутационный аппарат на базе разъединителя, имеющий быстрый привод на отключение.

Короткозамыкатель – аппарат для создания принудительного металлического КЗ.

Ненадежные аппараты;

Металлическое короткое замыкание – негативно влияет на потребителей во всей сети, и в том числе приводит к посадке напряжения на головной подстанции.

Количество короткозамыкателей определяется режимом работы нейтрали.

1. В сетях с изолированной нейтралью короткозамыкателей должно быть как минимум два на фазу.

Здесь стоит так же отметить, что в сетях с изолированной нейтралью однофазное КЗ не является аварийным режимом.

A B C

Рис. 52 – Установка короткозамыкателей в сетях с изолированной нейтралью

2. В сетях с глухозаземленной нейтралью допускается установка короткозамыкателей, если на головной подстанции нет пофазного управления выключателем.

ОАПВ

A B C

Рис. 53 – Установка короткозамыкателей в сетях с глухозаземленной нейтралью

Для контроля за отключением головного выключателя в цепи короткозамыкателя устанавливается токовое реле. (см. рисунок 54)