Теория(30 вопросов)

1. Понятие главной схемы электрических соединений, основное назначение, требования.

Главная схема электрических соединений - совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями.

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части электростанции (подстанции), так как он определяет полный состав элементов и связей между ними. На чертеже главные схемы изображаются в однолинейном исполнении при отключенном положении всех элементов установки. Все элементы и связи между ними изображаются в соответствии со стандартами ЕСКД.

При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии, на которой показываются основные функциональные части электроустановки и связи между ними.

При выборе схем должны учитываться следующие факторы:

1)Значение и роль электростанции и подстанции для энергосистемы.

2)Положение электростанции или подстанции в энергосистеме, схемы и напряжения прилегающих сетей 3)Категория потребителей по степени надежности электроснабжения

4)Перспектива расширения и промежуточные этапы развития электростанции, подстанции и прилегающего участка сети.

Из сложного комплекса предъявляемых условий, влияющих на выбор главной схемы можно выделить основные требования:

1)Надежность электроснабжения потребителей - свойство электроустановки, участка электрической сет или энергосистемы в целом обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергией нормированного качества.

2)Приспособленность к проведению ремонтных работ - определяется возможностью проведения ремонтных работ без нарушения или ограничения электроснабжения потребителей.

3)Оперативная гибкость электрической схемы - определяется ее приспособленностью для создания необходимых эксплуатационных режимов и проведения оперативных переключений.

4)Экономическая целесообразность - оценивается приведенными затратами, включающими в себя затраты на сооружение установки - капиталовложения, её эксплуатацию и возможный ущерб от нарушения электроснабжения.

3. Виды обходных устройств в схемах с однократным подключением присоединений.

Ремонтные перемычки.

В период ремонта выключателя отказ присоединения аналогичен отказу на СШ или секции.

Попарное шунтирование.

Попарное шунтирование не применяется. Используется в других схемах как ремонтная перемычка. В ремонтной перемычке всегда устанавливается 2 разъединителя: один из которых – нормальноотключен.

Одиночная несекционированная с обходной системой сборных шин.

ОСШ – обходная система шин.

ОР, ОВ – обходной разъединитель, обходной выключатель (только один). Ремонт В1: замыкание ОР1 и ОВ, далее вывод в ремонт.

+не снижается надежность схемы. В период ремонта структура схемы не меняется.

+Все добавленной оборудование нормально-отключено от схемы→не снижает ее надежности.

+С помощью всего одного выключателя можно провести ремонт любого выключателя системы. -Схема неустойчива к внутренним повреждениям.

Двойная с обходной.

Живет как одиночная секционированная схема. -все равно отказ СШ приводит к потере всех присоединений секции.

4. Схема многоугольника.

Родоначальник схем с двукратным принципом присоединения.

Для отключения одного присоединения требуется срабатывание 2 выключателей.

1) Симметричная нагрузка.

2) Nв=Nп – экономичная структура (по экономичности равна одиночной несекционированной)

3) Между любыми двумя присоединениями имеются два независимых элементарных маршрута.

1.Отказ любого присоединения (П1): отключаются В1 и В6. Требует срабатывания двух выключателей и не приводит к потере остальных присоединений.

При отказе выключателя требуется срабатывание двух других выключателей и временно приводит к отключению двух присоединений. (Структура самая устойчивая с точки зрения внутренних повреждений).

2.Ремонт: Ремонтируем П1: отключаем два выключателя, отключаем разъединитель.

Ремонт Выключателя; все присоединения остаются в работе. Ремонт любого оборудования кольца приводит к резкому изменению конфигурации схемы.

3. Отказ+ремонт:

При ремонте любого выключателя в кольце, происходят резкие изменения конфигурации схемы: схема не замкнутая (не кольцевая). Из двухсвязной схемы превращается в односвязную. Любое повреждение

– тяжелые последствия.

Качественно борьбу с недостатками можно назвать введение диагоналей.

1)Отказ П1: срабатывает 2 выключателя, все остальные остаются в работе.

2)Отказ выключателя В4 (среднего) – отключаются В1 и В7, на время оперативных переключений терям два присоединения

3)Отказ крайнего выключателя В1: срабатывают В4, В2, В3 – должна сработать треть выключателей схемы, но теряет питание только П2.

4)Отказ на СШ: срабатывают все выключатели связанные с шиной, но все присоединения остаются

в работе.

Вывод: отказы крайних выключателей и отказ СШ требуют срабатывания большого количества выключателей.

(при появлении четвертой цепочки нужно секционировать системы шин).

+ При ремонте выключателя многоугольника все присоединения становятся односвязными, а в схеме 3/2 размыкаются не все кольца, а часть, односвязными остаются только два присоединения.

- Если СШ вывести в ремонт, что все кольца размыкаются и все присоединения стают односвязными.

7. Схема связных многоугольников.

Такого типа схемы применяют на Западе.

П2 и П5 – присоединения, которые коммутируются тремя выключателями.

При отказе выключателя:

В диагонали срабатывание 4х выключателей→

Эта схема является переходной между схемами с двойным и тройным принципом присоединения.

Выключатель В4 в нормальном режиме отключен. Его задействуют только на время ремонта других выключателей.

Ремонт В3 или В5 – два присоединения становятся односвязными.

+ По последствиям ремонта равнозначно ремонту в схеме 3/2, но при меньшей стоимости всей схемы.

При отказе В4 схема функционирует как схема многоугольника.

8. Схема «улучшенная 3/2».

1. Три независимых пути связи.

2. Nв=3/2Nп

1.Отказ любого присоединения (П) – сработать должны три выключателя.

2.Отказ любого выключателя (В5) – должны отключиться 4 выключателя (В2,В3,В8,В9) и на время оперативных переключений теряют питание 2 присоединения.

- При внешних и внутренних повреждениях срабатывают большее число выключателей, чем в схеме

3/2.

3.Ремонт оборудования приводит к улучшению надежности присоединений (ремонт В5 + отключились В1 и В7 →многоугольник)

+ Надежность выше, чем у 3/2.

Всегда остается замкнутый многоугольник.

9. Схема ГТЛ с УОМ.

1) Nв=Nп+1

Есть присоединения, которые коммутируются 1 выключателем, есть – двумя, есть – тремя. + Эта структура позволяет учесть надежность (значимость) присоединений.

(Линии с частым КЗ – 1Q, короткие линии – 2Q, блок – 3Q).

- При ремонте любого выключателя структура меняется и надежность снижается (недостаток многоугольника).

10. Схема электрических соединений ТЭЦ с поперечными связями.

Характерные особенности ТЭЦ:

Находятся рядом с большими потребителями

Вырабатывают тепловую и электрическую энергию

Для того чтобы избежать ненужных потерь при двойной трансформации электроэнергии используют генераторные распредустройства (ГРУ). Непосредственная передача электроэнергии потребителю позволяет убрать затраты на сооружение блочных трансформаторов высшего напряжения, и снизить стоимость самой электроэнергии.

Как правило, ГРУ имеют класс напряжения 6-10 кВ, из этого следует, что генераторы большой мощности к ним подключать нельзя. Потому что возможности коммутационного оборудования данного класса не рассчитаны на токи К.З. генераторов большой мощности, от 200 МВт и выше.

Из-за небольшого объема выдаваемой мощности, ГРУ используются только в местах ограниченного потребления электроэнергии, на автономных объектах, не связанных с единой энергосистемой. Теперь более подробно рассмотрим ГРУ.

Схема соединений ГРУ

Обычно, количество секций больше чем два.

Секции ограничены секционными выключателями и токоограничивающими реакторами.

Трансформаторы связи с системой, как правило, подключаются к крайним секциям.

В каждой секции, чаще всего, устанавливается по два повышающих трансформатора.

Мощность повышающего трансформатора выбирается по максимальному модулю мощности нагрузки на генератор в одной из четырех крайних точек:

a)При всех работающих генераторах в период максимальной нагрузки на низшей стороне, каждый трансформатор должен быть загружен не более чем на 140 % от своей номинальной мощности;

b)При всех работающих генераторах в период минимальной нагрузки на низшей стороне, каждый трансформатор должен быть загружен не более чем на 140 % от своей номинальной мощности;

c)При условии вывода одного генератора в ремонт в период максимальной нагрузки на низшей стороне, каждый трансформатор должен быть загружен не более чем на 140 % от своей номинальной мощности;

d)При условии вывода одного генератора в ремонт в период минимальной нагрузки на низшей стороне, каждый трансформатор должен быть загружен не более чем на 140 % от своей номинальной мощности;

Введение ремонтной системы шин позволяет при ремонте секции оставаться в работе.

Для устранения ненужных потерь в токоограничивающих реакторах при ремонте генератора, в схему вводятся ремонтные перемычки.

На реально существующих подстанциях принято соединять секции в многоугольник.

11. Классификация подстанций.

Принцип построения схем энергосистемы влияют на схему соединения электрических подстанций. Классификация типов подстанций в зависимости от местоположения подстанции в энергосистеме.

1). Тупиковые.

Получают питание от головной подстанции по одной или нескольким ЛЭП, при условии, что по этим ЛЭП не осуществляется питание никаких других подстанций.

2). Ответвительная.

Получает питание по одной или двум ЛЭП при условии, что по этим ЛЭП получают питание другие подстанции.

3).Проходная подстанция.

В общем случае проходной подстанцией называется подстанция, которая врезана в рассечку связи между двумя другими узлами энергосистемы.

4).Узловые подстанции.

Имеет прямую связь с более чем двумя другими узлами энергосистемы.