Недостатками рассмотренной схемы являются:

 отключение КЗ на линии двумя выключателями, что увеличи­вает общее количество ревизий выключателей;

 удорожание конструкции РУ при нечетном числе присоедине­ний, так как одна цепь должна присоединяться через два выклю­чателя;

 снижение надежности схемы, если количество линий не соответ­ствует числу трансформаторов. В данном случае к одной цепочке из трех выключателей присоединяются два одноименных элемента, по­этому возможно аварийное отключение одновременно двух линий;

 усложнение цепей релейной защиты;

 увеличение количества выключателей в схеме.

Благодаря высокой надежности и гибкости схема находит ши­рокое применение в РУ 330750 кВ на мощных электростанциях.

На узловых подстанциях такая схема применяется при числе присоединений восемь и более. При меньшем числе присоедине­ний линии включаются в цепочку из трех выключателей, а транс­форматоры присоединяются непосредственно к шинам, без вы­ключателей, образуя блок трансформатор  шины.

6.3.6.Схема с двумя системами шин и с четырьмя выключателями на три цепи

В схеме на рисунке 6.16,а на девять присоединений требуется 12 вы­ключателей, т. е. на каждое присоединение 4/3 выключателя. Наилучшие показатели схема имеет, если число линий в 2 раза мень­ше или больше числа трансформаторов.

Схема с 4/3 выключателя на присоединение имеет все достоин­ства полуторной схемы, а кроме того:

 схема более экономична (1,33 выключателя на присоединение вместо 1,5);

 секционирование сборных шин требуется только при 15 присоеди­нениях и более;

 надежность схемы практически не снижается, если в одной цепочке будут присоединены две линии и один трансформатор вместо двух трансформаторов и одной линии;

 конструкция ОРУ по рассмотренной схеме достаточно экономична и удобна в обслуживании, если принять компоновку с двухрядным расположением выключателей (рисунок 6.16,б).

Схема находит применение в РУ 330500 кВ мощных КЭС и АЭС.

Рисунок 6.16  Схема с 4/3 выключателя на присоединение

6.9 Главные схемы КЭС

6.9.1 Требования к схемам мощных тепловых электростанций

Мощность генераторов, устанавливаемых на тепловых элект­ростанциях, неуклонно возрастает. Освоены в эксплуатации энергоблоки 500, 800 МВт, осваиваются блоки 1200 МВт. Установлен­ная мощность современных КЭС достигает нескольких миллионов киловатт. На шинах таких электростанций осуществляется связь между несколькими электростанциями, происходит переток мощ­ности из одной части энергосистемы в другую. Все это приводит к тому, что крупные КЭС играют очень ответственную роль в энер­госистеме.

К схеме электрических соединений КЭС, кроме общих требований, предъявляются следующие специфические требования.

1) Главная схема должна выбираться на основании утвержден­ного проекта развития энергосистемы, т. е. должны быть согласо­ваны напряжения, на которых выдается электроэнергия, графики нагрузки на этих напряжениях, схема сетей и число отходящих линий, допустимые токи КЗ на повышенных напряжениях, тре­бования в отношении устойчивости и секционирования сетей, наибольшая допустимая потеря мощности по резерву в энергоси­стеме и пропускной способности линий электропередачи.

2) На электростанциях с энергоблоками 300 МВт и более по­вреждение или отказ любого выключателя, кроме шиносоединительного и секционного, не должно приводить к отключению более одного энергоблока и одной или нескольких линий, если при этом сохраняется устойчивость энергосистемы. При повреждении секционного или шиносоединительного выключателя до­пускается потеря двух энергоблоков и линий, если при этом со­храняется устойчивость энергосистемы. При совпадении повреж­дения или отказа одного выключателя с ремонтом другого также допускается потеря двух энергоблоков.

3) Повреждение или отказ любого выключателя не должно при­водить к нарушению транзита через шины электростанции, т.е.к отключению более одной цепи транзита, если он состоит из двух параллельных цепей.

4) Энергоблоки, как правило, следует присоединять через от­дельные трансформаторы и выключатели на стороне повышенно­го напряжения.

5) Отключение линий электропередачи должно производиться не более чем двумя выключателями, а энергоблоков, трансфор­маторов собственных нужд  не более чем тремя выключателями РУ каждого напряжения.

6) Ремонт выключателей напряжением 110 кВ и выше, за ис­ключением КРУЭ, должен быть возможным без отключения при­соединения.

7) Схемы РУ высокого напряжения должны предусматривать воз­можность секционирования сети или деления электростанции на самостоятельно работающие части с целью ограничения токов КЗ.

8) При питании от данного РУ двух пускорезервных трансфор­маторов собственных нужд должна быть исключена возможность потери обоих трансформаторов при повреждении или отказе лю­бого выключателя.

Окончательный выбор схемы зависит от ее надежности, что может быть оценено математическим методом по удельной по­вреждаемости элементов. Главная схема должна удовлетворять ре­жимным требованиям энергосистемы, обеспечивать минимальные расчетные затраты.

6.9.2 Схемы блоков генератор  трансформатор и генератор  трансформатор  линия

Схемы выдачи электроэнер­гии КЭС характерны блочным соединением генераторов с транс­форматорами. Рассмотрим более подробно схемы энергоблоков генератор  трансформатор (рисунок 6.17).

а, г  блоки с двухобмоточными трансформаторами

б  блок с автотрансформатором

в  объединенный блок

Рисунок 6.17  Схемы энергоблоков генератортрансформатор

В блоках между генератором и двухобмоточным трансформато­ром, как правило, должен устанавливаться генераторный выклю­чатель (допускается применять выключатель нагрузки). На­личие генераторного выключателя упрощает операции по вклю­чению и отключению блока, а также уменьшает количество опе­ративных переключений в РУ 110750 кВ, что особенно важно в схемах с 3/2 или 4/3 выключателя на цепь. Такие схемы (рисунок 6.17,а) применяют для энергоблоков, которые участвуют в регу­лировании графика нагрузки энергосистемы.

Наличие генераторных выключателей позволяет осуществить пуск генератора без использования пускорезервного трансформатора СН. В этом случае при отключенном выключателе генератора питание на шины СН подается через блоч­ный трансформатор и рабочий трансформатор СН. После всех опе­раций по пуску генератор синхронизируется и включается вы­ключателем Q2.

Вместо громоздких и дорогих воздушных выключателей на ге­нераторном напряжении могут устанавливаться выключатели на­грузки. В этом случае повреждение в любом энергоблоке приводит к отключению выключателя QL.

На современных ТЭС отпайка к трансформатору СН выполня­ется комплектным токопроводом с разделенными фазами, кото­рые обеспечивают высокую надежность работы, практически ис­ключая междуфазные КЗ в этих соединениях, поэтому никакой коммутационной аппаратуры на ответвлении к трансформатору СН не предусматривается. Если ответвление к ТСН от блока GT выполнено открытой ошиновкой или кабелями, то устанавлива­ется выключатель, рассчитанный на КЗ на открытой ошиновке или кабелях (на рисунке 6.17,а показан пунктиром).

На рисунке 6.17,б показана схема блока генератора с автотранс­форматором. Такая схема применяется при наличии двух повы­шенных напряжений на КЭС. При повреждении в генераторе от­ключается выключатель Q3, связь между двумя РУ повышенного напряжения сохраняется. При повреждении на шинах напряжени­ем 110220 кВ или 500750 кВ отключится Q2 или Q1 соответ­ственно, а блок останется работать на шины напряжением 500750 или 110220 кВ. Разъединители между выключателями Ql, Q2, Q3 и автотрансформатором необходимы для возможно­сти вывода в ремонт выключателей при сохранении в работе бло­ка или автотрансформатора.

В некоторых случаях с целью упрощения и удешевления конст­рукции РУ напряжением 330750 кВ применяется объединение двух блоков с отдельными трансформаторами под общий выклю­чатель Q1 (рисунок 6.17,в). Выключатели Q2, Q3 необходимы для включения генераторов на параллельную работу и обеспечивают большую надежность, так как при повреждении в одном генера­торе второй генератор сохраняется в работе.

Применение объединенных энергоблоков допустимо в мощ­ных энергосистемах, имеющих достаточный резерв и пропускную способность межсистемных связей, в случае компоновочных за­труднений (ограниченная площадь для сооружения РУ напряже­нием 500750 кВ), а также в с целью экономии выключателей, воздушных и кабельных связей между трансформаторами и РУ повышенного напряжения.

С целью упрощения РУ 220750 кВ рекомендуется присоеди­нение блоков генератортрансформаторлиния GTW непо­средственно к районным подстанциям (рисунок 6.17,г). В цепи генератора устанавливается выключатель Q или выключатель нагрузки QW, в цепи линии на электростанции выключатель может не ус­танавливаться. РУ на районной ПС должно удовлетворять требова­ниям надежности РУ ТЭС. В схемах с блоками GTW снижаются токи КЗ, так как их значения ограничиваются сопротивлением линий. Однако указанные схемы имеют существенный недоста­ток: при повреждении линии отключается энергоблок на все вре­мя ее ремонта. Для устранения этого недостатка блоки GTW на высоком напряжении присоединяются к уравнительной системе шин или к уравнительно-обходному многоугольнику.