Glava_7

Глава 7.

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА. СХЕМЫ И КОНСТРУКЦИИ

7.1. Классификация схем распределительных устройств

На выбор схем РУ любого напряжения большое влияние оказывает совокупность следующих факторов:

• тип электрической станции;

• количество и мощность установленных генераторов;

• количество линии связи с энергосистемой и категория их ответственности;

• схема и уровень напряжения электрических сетей энергосистемы;

• значение токов короткого замыкания (КЗ);

• наличие оборудования требуемых параметров и его надежность;

• параметры территории для сооружения РУ по намеченной схеме;

• возможная конструкция РУ (ЗРУ, ОРУ).

В принятом условном делении схем РУ определяющим условием послужило количество выключателей на одно присоединение. Под присоединением в данном случае понимаются один или несколько трансформаторов, линии электропередачи, подключаемые через отдельные коммутационные аппараты средства компенсации реактивной мощности. В соответствии с принятым условным делением различают четыре основные группы схем РУ:

• схемы с коммутацией присоединения одним выключателем (рис. 7.1) — одна-две (в западных странах одна-две-три, реже — четыре и даже пять) системы сборных шин с обходной системой шин либо без нее;

Рис.7.1. Примеры схем РУ первой группы при наличии обходной системе шин: а – с одной секционированной системой сборных шин с отдельными обходными выключателями на каждой секции; б – то же, но с системой сборных шин, секционированной двумя последовательно включенными выключателями; в – с одной секционированной системой сборных шин с одним обходным выключателем; г – то же, но с системой сборных шин, секционированной двумя последовательно включенными выключателями; д – с двумя системами сборных шин; е – то же, но с секционированием обеих систем сборных шин с двумя шиносоеденительными и двумя обходными выключателями; ж – то же, но с совмещением функций обходного и шиносоеденительного выключателей; з – то же, но с секционированием одной системы сборных шин; ОВ – обходной выключатель; СВ – секционный выключатель;ШСВ – шиносоеденительный выключатель.

• схемы с коммутацией присоединения двумя выключателями (рис. 7.2) — две системы сборных шин с двумя выключателями на присоединение (схема 2/1), две системы сборных шин с тремя выключателями на два присоединения (схема 3/2 или полуторная), две системы сборных шин с четырьмя выключателями на три присоединения (схема 4/3), многоугольники (треугольник, четырех-, пяти- и шестиугольник, в США и Канаде считаются приемлемыми для использования и десяти-, двенадцатиугольники);

Рипс.7.2. Примеры схем РУ второй группы: а – схема 2/1; б – схема 3/2; в – схема 4/3;

г – многоугольник (четырехугольник).

• схемы с коммутацией присоединения тремя и более выключателями (рис. 7.3) — связанные многоугольники, генератор—трансформатор—линия с уравнительно-обходным многоугольником, трансформаторы—шины;

• схемы упрощенные, в которых число выключателей меньше числа присоединений (рис. 7.4) — блочные, ответвления от проходящих линий, мостики, расширенный четырехугольник, заход-выход. В некоторых схемах выключатели могут отсутствовать, вместо них используются отделители и короткозамыкатели или только отделители.

Схемы первой группы нередко именуются радиальными, второй и третьей групп — кольцевыми. В соответствии с этим принято говорить о радиальном и кольцевом построении схем РУ.

Рис. 7.3.Примеры схем РУ третьей группы: а – связанные многоугольники (четырехугольники); б – трансформаторы-шины; в – трансформатор – генератор - линия с уравнительно-обходным многоугольником; г – трансформаторы – шины с полуторным присоединением линий.

Рис.7.4. Примеры схем РУ четвертой группы: а – блок с разъединителем; б – то же с выключателем; в – два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий; г,д – ответвления от проходящих линий; е – мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий; ж – мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов; з – сдвоенный мостик; и – расширенный многоугольник; к – заход – выход.

Классификация схем РУ в зависимости от числа выключателей на присоединение имеет под собой технико-экономическую основу.

7.2. Схемы, применяемые на генераторном напряжении

Одиночная несекционированная система сборных шин (рис. 7.5) является простейшей схемой РУ. В этой схеме число выключателей равняется числу присоединений к сборным шинам. В каждой цепи кроме выключателя предусмотрена установка шинного и выходного (линейного) разъединителей, обеспечивающих отделение выключателя от других частей схемы (от шин и от сети) во время ремонта. Для ремонта любого выключателя и выходного разъединителя необходимо отключить от сборных шин соответствующее присоединение. Ремонт сборных шин и шинных разъединителей требует отключения всего РУ. При КЗ на сборных шинах происходит отключение всей установки, поэтому такие схемы применяются только для питания электроустановок потребителей 2-й категории надежности.

Рис.7.5. Схема с несекционированной системой сборных шин

Одиночная секционированная система сборных шин (рис. 7.6) по степени надежности превосходит предыдущую схему. Она позволяет распределить присоединения источников энергии и резервирующих друг друга линий электроснабжения потребителей I категории надежности таким образом, чтобы при аварии на одной из секций сборных шин или ее ремонте питание ответственных потребителей могло осуществляться от секции, оставшейся в работе. Надежность этой схемы может быть повышена, если для ее реализации применить КРУ, позволяющее производить быструю замену выкатной части тележки с выключателем, что сводит к минимуму время, в течение которого питание ответственных потребителей осуществляется по одной из линий электропередачи. Количество секций РУ выбирают исходя из числа и мощности генераторов. Выход из строя одной секции не должен приводить к отключению генераторной мощности, не восполнимой за счет резерва мощности ближайшего узла электрической системы.

Рис.7.6. Схема с одной секционикованной системой сборных шин

При большом числе секций, во избежание перетоков мощности вдоль сборных шин и для создания для крайних и средних секций одинаковых условий эксплуатации, одиночная секционированная система сборных шин замыкается в кольцо (рис. 7.7). Для ограничения токов КЗ применяются токоограничивающие реакторы, которые устанавливаются между секциями и в цепях питающих линий.

Рис.7.7.Схема с одиночной секционированной системой сборных шин, замкнутых в кольцо: СР – секционный токоограничивающий реактор.

Приведенные схемы имеют общий недостаток — во время ремонта одной рабочей секции питание ответственных потребителей осуществляется по одной рабочей линии, что существенно снижает их надежность.

Для повышения надежности питания потребителей применяется двойная система сборных шин (рис. 7.8), где кроме секций рабочих шин предусмотрена резервная система шин. Каждое присоединение имеет развилку из двух разъединителей, позволяющих подключать его к рабочей секции или резервной системе шин. В данной схеме оба шинных разъединителя помимо функции отделения ремонтируемого выключателя от шин выполняют и функцию аппаратов, с помощью которых производятся оперативные переключения при переводе присоединения с одних шин на другие.

Рис.7.8. Схема с двойной системой сборных шин: ЛР – линейный токоограничивающий реактор; СР – секционный реактор.

 

Во избежание ошибочных операций с разъединителями (разрыв цепи с током) данная операция производится в строго установленной последовательности. Например, перевод присоединений со 2-й рабочей секции на резервную систему шин следует производить в следующем порядке:

• подается напряжение на резервную систему шин, для чего включаются оба шинных разъединителя шиносоединительного выключателя (ШСВ) 2-й секции, а затем и сам ШСВ;

• далее включают шинный разъединитель переводимого присоединения на резервную систему шин и затем отключают шинный разъединитель от рабочей секции. Во избежание разрыва разъединителем цепи с током предусмотрена блокировка, запрещающая отключение одного из указанных разъединителей при отключенном другом;

• эти операции поочередно повторяются с каждым из переводимых присоединений, включая секционный выключатель (СВ);

• по окончании перевода отключается ШСВ 2-й секции и с этого момента роль 2-й рабочей секции переходит к резервной системе шин.

Схема с резервной системой шин позволяет производить ремонт рабочих секций при сохранении резерва цепей питания ответственных потребителей. Ограничение токов КЗ осуществляется путем установки секционных и линейных токоограничивающих реакторов. Наряду с указанными преимуществами данная схема имеет следующие недостатки: вдвое увеличивается число шинных разъединителей; усложняется конструкция, а следовательно, и обслуживание РУ; увеличивается стоимость РУ.

Контрольные вопросы

1. Перечислите факторы, определяющие выбор схем РУ?

2. В каких схемах РУ коммутация присоединений осуществляется двумя выключателями?

3. В каких схемах можно произвести ремонт выключателя линии без нарушения электроснабжения по этой линии?

4. Назначение шиносоединительного и секционного включателей?

5. В каких схемах число выключателей меньше числа присоединений?

6. Какие схемы РУ применяются на генераторном напряжении?

7. Как выполняется подключение присоединений в схеме с двумя системами шин?