2.2 Схемы электроснабжения города

Строение городских электрических сетей напрямую связано с индивидуальностью города, его возрастом, темпами развития и др. Вместе с тем удается объединить схемы ГРС в четыре группы,

с оответствующие категориям надежности электроснабжения: магистральная, радиальная, петлевая и смешанная.

рис.1 городские распределительные сети

а)Магистральная схема — линии, питающие потребителей имеют распределение энергии по длине (рис. 1,б). Такие линии называют магистральными (W). При магистральном подключении ТП целесообразно на некоторых из них на питающих или отходящих линиях использовать силовые выключатели с защитами, с целью локализации поврежденного участка сети и ограничения числа отключенных при этом ТП.

б)Радиальная схема — электроснабжение осуществляется линиями, не имеющими распределения энергии по их длинам (рис. 1,а). Такие линии называют радиальными. В электроснабжении городов радиальные линии называют питающими. Линии W1—W4 на рис. 1,а — радиальные. Питание потребителя производится двумя линиями W1 и W2. Такая схема называется радиальной с резервированием. С целью повышения надежности, линии W1 и W2 приемников

I категории подключают к разным не зависимыми источниками питания.

в) Петлевая схема (рис. 1,г) - одиночная магистраль с двухсторонним питанием. Могут применятся для потребителей III и частично II. Возможны различные варианты работы схемы в нормальном режиме. если один из источников питания магистрали маломощный, удаленный или неэкономичный, то он может играть роль резервного и включатся (вручную или автоматически) только при отключении магистрали от основного источника питания. Если же оба источника питания равноценны, то в нормальном режиме магистраль получает питание с двух сторон, но в точке токораздела по одной из промежуточных подстанций магистраль размыкается. В точке раздела могут быть установлены разъединители, в том числе телеуправляемые или высоковольтные выключатели.

г) Смешанная схема — электроснабжение осуществляется радиальными и магистральными линиями. На рис. 1, в линия W1 — радиальная, W2 — магистральная.

2.3 Распределительные подстанции и их оборудование.

Электроснабжение поступает к месте потребления через систему взаимосвязанных передающих, распределяющих и преобразующих электроустановок. Распределение осуществляется энергии при помощи центра питания (ЦП), распределительных пунктов (РП) и распределительных линий (РЛ) и трансформаторных подстанций (ТП).

Центром питания называют Распределительные устройства(РУ) генераторного напряжения, к которому подсоединены распределительные сети данного района.

РП называется подстанция промышленного предприятия или городской электрической сети, предназначенная для приема и распределения электроэнергии с одним напряжением без ее преобразования.

РЛ называется линия, питающая ряд трансформаторных подстанций от ЦП или РП или выводы к электроустановкам потребителей.

Подстанцией называется электрическая установка служащая для преобразования и распределения электроэнергии состоящая из трансформаторов, распределительных устройств напряжением до 1кВ

и выше, аккумуляторных батарей, аппаратов управления и вспомогательных сооружений.

Распределительные пункты и трансформаторные подстанции оснащают основным и вспомогательным электрооборудованием.

Основным называют оборудование, непосредственно участвующее в передаче и распределении электрической энергии. Вспомогательное предназначено для обеспечения названных выше процессов. К обеспечивающим системам относятся системы управления (включая средства диспетчерского телеуправления), релейной защиты и электроавтоматики, измерения параметров электрических величин, учета электроэнергии, собственных нужд (освещение, отопление, вентиляция, подогрев приводов и др.).

Распределительным устройством называется сооружение, предназначенное для сбора электрической энергии от источников и распределения ее между потребителями на одном напряжении. На ТП обычно имеются два РУ — напряжением выше 1 кВ и напряжением до 1 кВ, а на РП — одно РУ.

В общем случае в состав РУ входят:

- сборные шины (необходимы для подключения к ним всех элементов — источников и приемников);

- ошиновка — токоведущие части отдельных элементов (трансформаторов, линий);

-коммутационные аппараты, необходимые для включения или отключения электрических цепей;

- измерительные трансформаторы тока и напряжения;

- средства защиты от импульсных перенапряжений;

- оборудование высокочастотной обработки линий электропередачи.

Коммутационные аппараты напряжением выше 1 кВ подразделяют на выключатели , выключатели нагрузки, разъединители, отделители, короткоразмыкатели и заземлители.

Выключатель — аппарат, предназначенный для ручного (дистанционно или с места установки аппарата) и автоматического включения и отключения токов нагрузочных режимов и КЗ. Возможность коммутации обеспечивается мощным дугогасительным устройством.

Выключатель нагрузки — выключатель, способный коммутировать токи нагрузочных режимов. Отличается от выключателя относительно слабым дугогасительным устройством.

Разъединитель — аппарат, предназначенный для обеспечения видимого разрыва в обесточенной электрической цепи. Разъединитель не может коммутировать токи нагрузочных режимов, тем более коротких замыканий, из-за отсутствия дугогасительного устройства. Разъединители, включенные между сборными шинами и выключателями называют шинными. Разъединители, включенные между выключателями и линиями называют линейными.

Отделители и короткозамыкатели в совокупности с релейной защитой и электроавтоматикой предназначены для автоматического отключения поврежденного трансформатора в бестоковую паузу на подстанциях без выключателей.

Измерительные трансформаторы тока ТА и напряжения TV имеют два назначения. Во-первых, они предназначены для электрического (гальванического) разделения первичных (высоковольтных) цепей от вторичных, в которые включены различные приборы и реле. Второе предназначение заключается в уменьшении тока и напряжения до значений, которые могут быть измерены обычными амперметрами и вольтметрами

Разрядники и ограничители перенапряжений предназначены для зашиты оборудования РУ от кратковременных (импульсных) перенапряжений.

Предохранители предназначены для защиты оборудования от действия токов короткого замыкания, а в отдельных случаях — и от перегрузки.

Рис. 2 принципиальная однолинейная схема простейшей

однотрансформаторной подстанции

Н а рисунке 2 применена принципиальная однолинейная схема простейшей однотрансформаторной подстанции состоящей из силового трансформатора ТV и двух РУ: высшего (РУ ВН) и низшего (РУ НН) напряжений.

Подстанция подключена на ответвлении от магистральной линии W. Присоединение трансформатора к линии осуществлено через разъединитель QS. Защита трансформатора Т осуществлена с помощью разрядника FV1 (от атмосферных перенапряжений) и предохранителей F2, F3 (от коротких замыканий и перегрузки). РУ НН выполнено со сборными шинами. Присоединение трансформатора Т к сборным шинам выполнено через рубильник S и предохранитель F3. На отходящих от сборных шин линиях напряжением 0,4 кВ установлены предохранители F4—F6, обеспечивающие защиту линий от КЗ и перегрузки.