Схемы с коммутацией присоединений двумя выключателями

Сюда относятся схемы, наиболее широко применяемые в настоящее время в качестве схем РУ энергообьектов на напряжениях 330-500 кВ и выше. Это, в первую очередь, схемы "3/2", "4/3", схема с двумя системами СШ с подклю­чением присоединений через два выключателя, схемы многоугольников (коль­цевые).

Наиболее экономичной из этих схем является схема многоугольника (рис.4.42.).

Рис.4.42. Схема многоугольника

Схема рис.4.42. содержит б выключателей (число выключателей равняется числу присоединений), соединённых в кольцо (Q1-Q6), и разъединители, распо­ложенные с обеих сторон каждого выключателя (для проведения ремонтов). Присоединения подключены между выключателями и также снабжены разъе­динителями по условиям ремонтопригодности. Схема многоугольника обла­дает наибольшей устойчивостью в аварийных ситуациях типа отказ.

Отказ любого присоединения или элемента данной схемы отключается двумя выключателями (в том числе и отказ любого выключателя схемы или любого её присоединения). Данное свойство схемы особенно ценно с точки зрения ли­квидации цепочечных аварий, которые будут локализоваться всего одним вы­ключателем. Отметим, что из известных схем данным свойством обладает лишь схема многоугольника. Так, например, отключение к.з. (см. рис.4.42.) на присоединении W1 производится выключателями Q1 и Q2, отказ же одного из них (например, Q2) будет локализоваться уже только выключателем Q3.

Рассмотрим её поведение в различных аварийных ситуациях:

• отказ любого из присоединений (предположим, к.з. на W1) отключается дву­мя выключателями Q1 и Q2 и не приводит к потере других присоединений. Отказавшее присоединение выводится в ремонт отключением линейного разъ­единителя, после чего производится включение Q1 и Q2 для восстановления конфигурации схемы;

• отказ на любом выключателе (предположим, к.з. на Q2) отключается двумя выключателями Q1 и Q3, что приводит к потере на время оперативных пере­ключений двух присоединений W1 и W2. Отказавший выключатель выво­дится в ремонт с отключением окружающих его разъединителей, после чего производится включение Q1 и Q3 для восстановления питания присоедине­ний W1 и W2.

Таким образом, любое внутреннее повреждение отключается всего двумя выключателями и ведет к потере на время оперативных переключений всегда только двух присоединений. Данное свойство особенно ценно с точки зрения ликвидации цепочечных аварий, которые будут локализоваться всего одним дополнительным выключателем. Отметим, что из известных схем данным свойством обладает лишь схема многоугольника. Так, например, отключение к.з. на присоединении W1 производится выключателями Q1 и Q2. отказ же одного из них (например, Q2) будет локализоваться уже только выключателем Q3.

Существенным недостатком схемы многоугольника, ограничивавшим до сих пор её широкое применение, является неудовлетворительное её поведение в ремонтных режимах, ибо ремонт любого выключателя или разъединителя кольца приводит к его размыканию. Наложение на этот режим любой аварии оборудования схемы или отказ любого присоединения приводит, как правило, к потере большого числа присоединений и делению схемы (возможно, длитель­ному) на две несвязные части.

Например, выключатель Q1 выведен в плановый ремонт, и в этот период произошло к.з. на выключателе Q3, которое будет отключено выключателями Q2 и Q4. При этом на время оперативных переключений теряют питание при­соединения W1,W2 и W3, причём присоединения W1,W2 смогут восстановить связь со схемой только после окончания ремонта какого-либо из выключателей Q1 или Q3.

Рис.4.43. Схема "3/2

Увеличение числа присоединений и, следовательно, числа сторон много­угольника увеличивает вероятность появления подобных аварий.

Заметим, что создание схем "3/2" и "4/3" было обусловлено именно необхо­димостью создания схем, обладающих в аварийных ситуациях достоинствами принципа двукратного подключения присоединений, которое наиболее ярко

проявляется в схеме нормально работающего многоугольника, и, хотя бы час­тично, не снижающими надёжность в период ремонтов элементов ГС.

На рис.4.43. приведена схема "3/2" для шести присоединений.

Схема содержит две уравнительные системы СШ (А1 и А2), которые соеди­нены цепочками из трёх последовательно включённых выключателей (Q1-Q4-Q7; Q2-Q5-QS: Q3-Q6-Q9, которые, в свою очередь, окружены разъединителя­ми. Присоединения подключаются в цепочки между выключателями. Таким образом, для коммутации любого присоединения требуется срабатывание двух выключателей. Аналогичная по принципу схема "4/3" также содержит две уравнительные системы СШ, которые соединены цепочками из четырёх после­довательно включенных выключателей. По сути, схемы "3/2" и "4/3" - это схе­мы многоугольника с диагоналями или схемы смежных многоугольников.

Рассмотрим поведение схемы "3/2" в различных аварийных ситуациях:

• отказ любого из присоединений (предположим, к.з. на W1) отключается дву­мя выключателями Q1 и Q4 и не приводит к потере других присоединений. Отказавшее присоединение выводится в ремонт путём отключения линейно­го разъединителя, после чего производится включение Q1 и Q4 для восста­новления конфигурации схемы;

• отказ любого из средних выключателей цепочки (предположим, к.з. на Q4) отключается двумя выключателями Q1 и Q7, что приводит к потере на время оперативных переключений двух присоединений W1 и W4. Отказавший вы­ключатель выводится в ремонт путём отключения окружающих его разъеди­нителей, после чего производится включение Q1 и Q3 для восстановления питания присоединений W1 и W4;

• отказ на любого из крайних выключателей цепочки (предположим, к.з. на Q1) отключается тремя выключателями Q2, Q3 и Q4 (треть выключателей схемы), что приводит к потере на время оперативных переключений одного присоединения W1. Отказавший выключатель выводится в ремонт путём от­ключения окружающих его разъединителей, после чего производится вклю­чение Q2, Q3 и Q4 для восстановления питания присоединения W1.

Конфигурация схем "3/2" и "4/3" однотипна. Поэтому качественные особен­ности их поведения в аварийных ситуациях одинаковы. Различие проявляется лишь в количественных показателях вероятности потери присоединений и стоимости схем.

Особенности конфигурации схем "3/2" и "4/3" позволяют частично компен­сировать недостатки схем многоугольников в ремонтных режимах, за счёт со­оружения уравнительных систем СШ, что приводит к появлению значительно­го числа дополнительных выключателей (по сравнению со схемой много­угольника). Наличие уравнительных СШ улучшает поведение схем в боль­шинстве ситуаций, связанных с ремонтами выключателей и разъединителей, однако в этих же ситуациях, связанных с ремонтом самих СШ, по-прежнему могут произойти нежелательные явления. Например, ремонт одной из уравнительных СШ (например А1: выключатели Q1,Q2 и Q3 отключены) и отказ лю­бого выключателя или разъединителя, сопряжённого с другой СШ (например, отказ выключателя Q8), приводят к необходимости отключения Q7,Q5 и Q9, что ведёт к делению схемы на несколько несвязных частей. При этом присое­динения, подключённые к цепочке, в которой отказал выключатель или разъединитель, отделяются от ГС на время ремонта отказавшего оборудования.

Таким образом, можно констатировать, что качественных улучшений в по­ведении схем "3/2" и "4/3" в ремонтных режимах (по сравнению со схемой мно­гоугольника) не наблюдается. Значительное удорожание РУ за счёт дополни­тельных выключателей приводит лишь к снижению вероятности (возможно, экономически оправданной) деления схемы на части. Если в схемах много­угольника ремонт выключателя кольца приводит к снижению надёжности всех присоединений, то в схемах "3/2" и "4/3" ремонты выключателей также приво­дят к снижению надёжности присоединений, находящихся в той же цепочке, что и ремонтируемый выключатель. Кроме того, как уже отмечалось, применение СШ приводит к возрастанию вероятности развития цепочечных аварий в ряде аварийных ситуаций. Недостатком схем "3/2" и "4/3" следует считать и то, что их применение связано, так или иначе, с числом присоединений и соотноше­нием числа присоединений разного характера (блоки, ВЛ и пр.). Так, схему "3/2" целесообразно применять при числе присоединений кратном двум и т.п..