10. Главная понизительная подстанция

В основу выбора схемных решений подстанции положены сле­дующие принципы:

• простейшие схемы с минимальным числом выключателей;

• одна система сборных шин с разделением на секции;

• раздельная работа линий и трансформаторов;

• блочные схемы.

Структурно ГПП состоит из трех частей (рис. 3.1): распредели­тельное устройство высшего напряжения (РУ ВН), трансформаторы, распределительное устройство низшего напряжения (РУ НН). Если на ГПП есть РУ среднего напряжения, то структура состоит из следую­щих элементов: РУ ВН, трансформаторов, РУ СН и РУ НН.

Основной принцип выполнения РУ ВН - упрощение схемы и кон­струкции с целью удешевления, поэтому оно выполняется без сборных шин. Среди схем выполнения можно выделить три основных вида: глухое подключение линии электропередачи к трансформатору, схема

на блоках отделитель-короткозамыкатель, схема с выключателями.

Глухое подключение линии к транс­форматору применяется при выполнении питающей сети 35-220 кВ кабельными линиями по радиальной схеме. Для обеспечения защиты трансформаторов используется передача отключающего импульса (ОИ) на подстанцию ЭЭС,

где линия электропередачи присоединяет­ся к сборным шинам с помощью защитно-коммутационного аппарата. Эта схема от­личается повышенной надежностью вслед­ствие отсутствия дополнительных элемен­тов в последовательной цепочке передачи электроэнергии (отсутствие электрических аппаратов в РУ ВН).

Схема на блоках отделителъ-коротко-замыкателъ является самой распростра­ненной. Существует несколько разновид­ностей этих схем, одна из которых приведена на рис. 3.3. В ней при повреж­дении в одном из трансформаторов защита включает соответствующий короткозамыкатель (QK), который в сетях 35 кВ выполняется двухпо­люсным, так как эти сети работают с изолированной нейтралью, а в сетях 110 или 220 кВ - однополюсным, поскольку эти сети работают с глухозаземленной нейтралью

Включение короткозамыкателя вызывает искусственное короткое замыкание в питающей электрической сети, которое отключается защитой, установленной на головном участке линии. Головной выклю­чатель линии обеспечивает, таким образом, отключение повреждений

не только в линии, но и во всех присоединенных к ней по данной схеме трансформаторах. Во время бестоковой паузы в цикле автоматическо­го повторного включения (АПВ), которым оснащен головной выклю­чатель, отключается отделитель (QR), отделяя поврежденный транс­форматор от линии. По окончании бестоковой паузы АПВ напряжение на линии восстанавливается, обеспечивая тем самым электроснабже­ние остальных потребителей, подключенных к данной линии.

Перемычка между вводами РУ ВН, содержащая отделитель и разъ­единитель, служит для повышения надежности схемы. Так при плано­вом или аварийном ремонте одной из питающих линий соответствую­щий трансформатор получает питание через перемычку. Отделитель в перемычке подключается к его защите, и работа схемы в этом случае аналогична рассмотренной выше.

Недостатками данной схемы являются невысокая надежность сра­батывания короткозамыкателей и отделителей в климатических зонах с интенсивным гололедообразованием и реализация искусственного короткого замыкания.

Схема с высоковольтными выключателями имеет более высокую надежность, но и более высокую стоимость.

Если перемычка в РУ ВН выполнена только на разъединителях, то она называется неавтоматической, а если в ее составе имеется аппарат, реализующий защитно-коммутационную функцию, то такая перемыч­ка называется автоматической. Рассмотренные выше схемы распре­делительных устройств высокого напря­жения подстанции являются схемами главных соединений, т.е. соединений таких электротехнических устройств, по которым реализуется поток электри­ческой энергии в направлении от генера­торов к электроприемникам. Такими электротехническими устройствами яв­ляются: линии электропередачи; транс­форматоры; электрические аппараты; сборные шины. Кроме элементов схемы главных соединений распределительного напряжений (разрядники), получения информации о параметрах режи­ма работы (трансформаторы тока и напряжения), обеспечения безо­пасности при проведении работ в РУ (заземляющие разъединители), реализации передачи информации и т.п.

Вторая структурная часть ГПП - трансформаторы. Это масляные двухобмоточные, трехобмоточные или с расщепленной вторичной об­моткой трансформаторы, оснащенные устройством регулирования на­пряжения под нагрузкой (РПН). Трехобмоточные трансформаторы применяются при необходимости иметь в СЭС две ВВРС, например 10 и 6 кВ или 35 и 10 кВ. Расщепление вторичной обмотки трансформа­торов используется для уменьшения уровня токов коротких замыка­ний, т.е. для удешевления электрооборудования РУ НН. Напряжение используемых трансформаторов ГПП 35-220/10(6) кВ, а ряд номи­нальных мощностей включает следующие значения: 4,0; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 80 МВА.

Обычно трансформаторы ГПП, как и электрооборудование распре­делительного устройства высокого напряжения, устанавливаются на открытом воздухе в открытом распределительном устройстве (ОРУ). Исключение составляют лишь такие ситуации, когда этого не позволя­ет среда (сильная запыленность, опасные по коррозии выбросы и дру­гое), что значительно удорожает установку электрооборудования. При компоновке подстанции необходимо также учитывать направление подходящих линий электропередачи, расположение подъездных дорог, рельеф и геологию местности и т.д.

Трансформаторы на территории ОРУ, как правило, устанавливают­ся на специальных фундаментах на колесах и рельсах, что позволяет выкатывать их с места установки при проведении ремонтных работ. В конструкции фундамента имеется специальный приямок с пламяга-сительной решеткой на случай аварийного выброса горящего масла из трансформатора. Приямок соединяется трубой с маслосборным баком, расположенным на территории ГПП. Пример выполнения ГПП приве­ден на рис. 3.5-3.6.

Третья структурная часть ГПП - РУ НН, которое имеет большое количество возможных вариантов реализации. На территории городов и промышленных предприятий оно выполняется в виде закрытых рас­пределительных устройств (ЗРУ), размещаемых либо в специальном здании, либо в производственном помещении. В сельской местности можно использовать комплектные РУ наружной установки типа КРУН.

Кроме указанных выше трех основных структурных частей на ГПП могут быть и другие элементы:

• заземляющее устройство;

• устройство молниезащиты;

• устройства компенсации емкостных токов замыкания на землю;

• устройства систем высокочастотной связи по проводам ЛЭП;

• вспомогательные механизмы и сооружения, необходимые для проведения ремонтных работ, и др.