10.4. Деление сети

Стационарное или автоматическое деление сетей выполняется обычно в системах внешнего электроснабжения в связи с увеличением числа и мощности источников электрической энергии как в ЭЭС, так и на собственных ТЭЦ. Необходимость деления сети получается в тех случаях, когда уровень токов КЗ в узлах нагрузки превышает допустимый уровень по параметрам электрооборудования, находящегося в эксплуатации. Заметим, что деление сети существенно влияет на эксплуатационные режимы, устойчивость и надежность работы ЭЭС, а также на потерю мощности и энергии в сетях.

Возможность деления сети используют в процессе эксплуатации, когда требуется ограничить рост уровней токов КЗ при развитии энергосистем. Различают деление сети на стационарное (СДС) и автоматическое (АДС).

Стационарное деление исходной схемы сети (рис. 10.4 а) выполняют в нормальном режиме таким образом, чтобы максимальный уровень тока КЗ в конкретном узле нагрузки не превышал допустимый по параметрам установленного электрооборудования (рис.10.4б,в).

Рис.10.4. Деление исходной схемы сети (а) на стационарное (б,в) и автоматическое (г)

Автоматическое деление сети осуществляют в аварийных режимах последовательной локализацией места КЗ (рис. 10.4, г). При КЗ на присоединенииАпроизводится отключение части источников питания места повреждения (выключателемQ2, Q3), а затем выключателемQ1 отключается присоединение.

Последовательное отключение источников питания цепи тока КЗ позволяет применять коммутационные аппараты с меньшей отключающей способностью по сравнению с аппаратами, соответствующими действительному уровню тока КЗ.

Стационарное деление сети - это деление сети в нормальном режиме, осуществляемое с помощью секционных, шиносоединительных или линейных выключателей мощных присоединений электроустановок. В последнем случае деление сети связано с выведением из работы соответствующих линий электропередачи или автотрансформаторов связи, т. е. с замораживанием капиталовложений.

Стационарное деление сети производят тогда, когда наибольший уровень тока КЗ в данной сети или уровень тока КЗ в конкретном узле сети превышает допустимый с точки зрения параметров установленного оборудования.

На подстанциях и электростанциях, имеющих распределительные устройства генераторного напряжения, деление сети может осуществляться как на высшем, так и на низшем напряжении. Это зависит от того, в сети какого напряжения требуется и имеется возможность снизить уровень тока КЗ.

На блочных электростанциях деление сети осуществляют в распределительных устройствах повышенного напряжения. В зависимости от требуемой степени токоограничения принимают тот или иной вариант деления сети. На рис. 10.5... 10.7 приведены возможные варианты деления сети на блочных электростанциях. На схеме рис. 10.5,б показано деление распределительного устройства (рис. 10.5,а) на две части, а на рис. 10.5,в — схема с удлиненными блоками. На рис. 10.6,в показано деление сети путем разрыва автотрансформаторной связи между распределительными устройствами двух повышенных напряжений. На рис. 10.7,в показано деление сети путем разрыва автотрансформаторных связей между двумя или тремя распределительными устройствами повышенных напряжений. Следует отметить, что деление сети оказывает существенное влияние на режимы, устойчивость и надежность работы электростанций и энергосистем, а также на потери мощности и энергии в сетях. Это должно быть тщательно проанализировано при выборе варианта деления сети.

Автоматическое деление сети осуществляется в аварийном режиме с целью облегчения работы коммутационных аппаратов при отключении ими поврежденной цепи. Оно выполняется на секционных или шино-соединительных выключателях, реже - на выключателях мощных присоединений. При повреждении на присоединении распределительного устройства (на линии) вначале отключается секционный или шиносоединительный выключатель, затем линейный выключатель и осуществляется цикл автоматического повторного включения. Автоматическое деление сети может использоваться во внешнем электроснабжении предприятий в сетях напряжением 35 кВ и выше. Такая операция реализуется с применением устройств противоаварийной автоматики и коммутационных аппаратов, устанавливаемых на мощных присоединениях, между секциями РУ и на вводах.

При автоматическом делении сети отключается значительно меньший ток, чем полный ток КЗ в поврежденной цепи. Поэтому эта операция не встречает затруднений. Однако вся система каскадного отключения токов КЗ с применением устройств АДС имеет ряд недостатков

ЭЭС ЭЭС ЭЭС

а 6 в

Рис. 10.5. Деление сети на электростанции с одним РУ повышенного напряжения: а - исходная схема; б - деление РУ на две части; в - схема с удлиненными блоками.

• требуется, чтобы выключатели присоединений были способны выдержать полный сквозной ток КЗ и включиться без повреждения на КЗ в своей цепи. Это обычно требует изменения координации номинальных параметров выключателей в соответствии с выражениями:

Рис10.6. Деление сети на электростанции с двумя РУ повышенного напряжения: a- исходная схема;  - разрыв автотрансформаторной связи между РУ двух повышенных напряжений.

• в результате деления возможно появление в послеаварийном режиме существенного небаланса мощностей источников и нагрузки в разделившихся частях сети, что влияет на устойчивость Q надежность работы ЭЭС;

• время восстановления нормального режима весьма значительно и достигает 5...10 с.

Рис. 10.7. Деление сети на электростанции с тремя РУ повышенного напряжения: a- исходная схема; б - разрыв автотрансформаторных связей между двумя или тремя РУ повышенных напряжений

В целом устройства АДС относительно дешевы, просты и надежны. Поэтому они нашли достаточно широкое применение в энергосистемах. В 1972г. 45 энергосистем использовали устройства АДС в сетях 35-500 кВ. Всего было установлено 229 комплектов АДС, а в 1990 г. даже по неполным данным

Литература

1 Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Учебник для электротехнических и энергетических вузов и факультетов. М., “Энергия”, 1970. 520с.: ил.

2 Силюк С.М., Свита Л.Н. Электромагнитные переходные процессы. Учебное пособие для вузов. – Мн.:”Технопринт”, 2000. -260с.

3 Щедрин В.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах:учебное пособие/ В.А. Щедрин. – Чебоксары : Изд-во Чуваш.ун-та. 2007. – 422 с.

4 Евминов Л.И., Токочакова Н.В. Электромагнитные переходные процессы в системах электроснабжения. Практическое пособие по одноименному курсу для студентов дневного и заочного отделений специальности Т.01.01.00 “Электроэнергетика”. – Гомель: Учреждение образования “ГГТУ им. Сухого”, 2002. – 207 с.

5 Руцкий А.И. Конспект лекций по курсу “Электромагнитные переходные процессы”. – Мн. БПИ. 1969. Рукопись.

6 Силюк С.М. Конспект лекций по дисциплине “Электромагнитные переходные процессы”. – Мн. БНТУ. 2002. Рукопись.