lektsii

3В = (2 + 2) ∙ П

2) Ремонт секционного выключателя приводит к снижению надежности только двух присоединений. Размыкается не все кольцо, а только его части.

«Схема 4/3»

Ценовая формула этой схемы выглядит следующим образом:

В = 12; П = 9; В = 4/3 ∙ П

СШ1

В1

П1

В4

П4

В7

П7

В10

В2

П2

В5

П5

В8

П8

В11

В3

П3

В6

П6

В9

П9

В12

СШ2

Рис. 17 – Схема на девять присоединений

По реакции на ситуации отказ и ремонт схема аналогична предыдущей.

По стоимости данная схема дешевле, чем схема 3/2.

Но, при ремонте любого выключателя снижается надежность уже трех присоединений.

Схемы 3/2 и 4/3 основные типовые схемы применяемые на распредустройствах 500 кВ в России и Китае.

«Схема 2/1»

Ценовая формула: В = 2 ∙ П

СШ1

В1

П1

В5

В2

П2

В6

В3

П3

В7

В4

П4

В8

СШ2

Рис. 18 – Структура смежных 4х-угольников.

Данная схема применяется для подключения объектов повышенной надежности. Для коммутации любого присоединения в этой схеме требуется срабатывание двух выключателей.

Это самая дорогая из известных и применяемых в наши дни схем.

При ремонте выключателя нет потери надежности присоединения, несмотря на ремонт, можно произвести отключение присоединения во время аварии на нем и это не влияет на работу других присоединений.

В структуре отсутствует оборудование, которое может привести к потере присоединения.

Аварийная ситуация на СШ или выключателе требует срабатывания половины выключателей.

Схема 2/1 входит в число типовых схем применяемых на распредустройствах 500 кВ в США.

Это единственная структура позволяющая производить оперативное и произвольное деление узла на две части.

Л1

Л2

Л3 Л4

Рис. 19 – Деление узла на две части и образование двух энергосистем

Вывод: Схемы 3/2, 4/3, 2/1 входят в число типовых схем для ПС 500 кВ и выше. С недавних пор, схемы многоугольников: треугольник, квадрат и шестиугольник тоже вошли в число типовых схем.

3.3 Связные многоугольники

П1

В1

В3

В6

П6

П2

П3

В2

В4

В5

В7

П4

П5

Рис. 20 – Схема с «западной» диагональю

Эта схема является переходной между схемами с двойным и тройным принципом присоединения.

Ценовая формула: В = П + 1

Выключатель В4 в нормальном режиме отключен. Его задействуют только на время ремонта других выключателей.

Ремонт В3 или В5 – два присоединения становятся односвязными.

По последствиям ремонта равнозначно ремонту в схеме 3/2, но при меньшей стоимости всей схемы.

При отказе В4 схема функционирует как схема многоугольника.

§4 Схемы с трехкратным принципом подключения присоединений

Чтобы представить модель схемы с трехкратным принципом подключения присоединений достаточно вообразить куб, в каждую вершину которого подключили по присоединению (рисунок 21).

Рис. 21 – Общая модель схемы с трехкратным принципом присоединения

Между любыми двумя присоединениями в этой структуре существует три независимых пути связи.

4.1 Улучшенная полуторная

П1	П2		П3
	В1	В2	В3
В4		В5	В6

В7	В8	В9
П4	П5	П6

Рис. 22 – Схема на шесть присоединений

Ценовая формула: В = 3/2 ∙ П

Отказ:

1) При коммутации присоединения П2 – срабатывают В1, В2, В5, все остальные присоединения остаются в работе.

2)Отказ В5 приводит к срабатыванию В1, В2, В7, В8 и потере на время оперативных переключений П2 и П5.

В этой схеме ремонт оборудования приводит к повышению надежности схемы.

При ремонте В5(В1) отключаем В3(В6) и В9(В7) – схема работает как многоугольник.

4.2 Многоугольник с подменным выключателем
ПСШ
	Р1	Р2	Р3	Р4		Р5	ПВ
Р13						Р12
	Р7	Р8		Р9	Р10
В1 Р6	В2	В3	В4	В5		В6 Р11
П1	П2	П3		П4	П5		П6

Рис. 23 – Введение подменной системы шин
Ценовая формула: В = П + 1
При ремонте, например, В3, размыкаем Р2, и замыкаем Р7, Р8.
Введение всего одного дополнительного подменного выключателя
позволяет произвести ремонт любого оборудования без размыкания
кольца.
4.3 ГТЛ с уравнительно-обходным многоугольником
ГТЛ – генератор, трансформатор, линия.
Ценовая формула: В = П + 1
Л1	Л2	Л3	Л4
СШ
В6		В7
В1	В2	В3	В4	В5
Б1		Б2
Рис. 24 – ГТЛ с уравнительно-обходным многоугольником

Всхеме генератор—трансформатор—линия с уравнительно-

обходным многоугольником, последний одновременно используется как обходные шины, а в многоугольнике предусматриваются два последовательно включенных выключателя. Это дает возможность производить ремонт линейных выключателей без отключения соответствующих линий, подсоединяя поочередно линии к обходной шине, которая одновременно является замыкающей стороной уравнительного многоугольника.

Взависимости от режимных особенностей трансформаторных присоединений возможно применение электрических схем с двумя системами сборных шин с разным способом присоединения к ним трансформаторов и линий. Линии подключают к сборным шинам через два выключателя, или с помощью цепочки из трех выключателей на две линии, или четырех выключателей на три линии. Трансформаторы же присоединяют следующим образом. На ГЭС с частыми режимными коммутациями блоков

—через один выключатель (включатель нагрузки). На подстанциях, где, напротив, отключения трансформаторов крайне редки, — без выключателей, т. е. по схеме шины-трансформатор.

Следует отметить и недостатки такого рода решений:

Аварийное отключение трансформаторов осуществляется большим числом выключателей (в данном случае тремя выключателями).

Ремонт сборных шин и шинных разъединителей связан с необходимостью отключения соответствующего трансформаторного присоединения на все время ремонта.

§5 Пример выбора схемы распредустройства блочной электрической станции

Допустим, что нам необходимо спроектировать схему распредустройства блочной ЭС, где будут связываться два блока и четыре ЛЭП, напряжением 220 кВ.

Ë1

Ë2

Ë3

Ë4

ÑØ 1

Ø ÑÂ

ÑØ 2

Á1

Á1

Рис. 25 – Первый вариант схемы соединений блочной ПС

Примем за первоначальную схему для ПС 220 кВ – одиночную, секционированную выключателем, схему. В первую очередь рассмотрим необходимость установки в схеме секционного выключателя: при отказе этого элемента мы теряем связность всех присоединений на время ремонта СВ, а это недопустимо. Если мы убираем СВ из схемы, то при возникновении КЗ на шинах подстанции сработают выключатели на всех присоединениях, что приводит к потере связности до устранения КЗ. Потеря связности на ПС 220 кВ крайне нежелательная, значит необходимо применить другую схему соединений подстанции.

1 Ë

Â1

Á1 Ò1

Â3

Ë3

Ë2

Â2

Ò2 Á2

Â4

4 Ë

Рис. 26 – Второй вариант схемы соединений блочной ПС

Если соединить четыре блочных выключателя кольцом и в каждую вершину четырехугольника подключить по присоединению (см. рисунок 26), то мы получим очень удачную схему соединения. Во-первых, обеспечивает надежность электроснабжения – при отказе одного из блочных трансформаторов питание второго блока нарушено не будет, а, во-вторых, при отключении одной из питающих линий по остальным будет продолжаться электроснабжение.

ГЛАВА 2: Схемы электрических соединений электрических станций

Классификация электрических станций:

Существует множество типов классификаций электрических станций (ЭС). Рассмотрим некоторые из них.

По виду первичного источника механической энергии:

1.Водяной пар под давлением

2.Естественный напор воды или водопады

3.Вода под давлением

4.Сжатый или разряженный воздух

5.Спирт, нефть, керосин

6.Ядерное «топливо»

7.Альтернативные источники питания (солнечная, гелиотермальная,

ветровая, приливная энергия)

По виду используемого топлива:

1.Уголь

2.Газ

3.Мазут

4.Торф

5.Нефть

6.Горючие сланцы

По принципу сооружения электростанции:

1.Атомные электрические станции (АЭС);

2.Гидроэлектростанции (ГЭС);

3.Тепловые электрические станции;

По назначению ЭС:

1.Городские – осветительные, трамвайные

2.Заводские и фабричные – главным образом для передачи мощности

3.Частные и домовые – для отдельных зданий и частных домов

4.Судовые – для морских судов

5.Железнодорожные – для снабжения нужд железной дороги

6.Учебные – при высших технических и электротехнических школах для практических занятий и обучения

По характеру доставляемой электрической энергии Э. станции устраиваются:

1.Постоянного тока

2.Переменного тока

3.Низкого и высокого напряжения

По характеру сооружений:

1.Постоянные

2.Временные

3.Передвижные

Как особый класс электрических станций существуют такие, которые движущей силой машин имеют также электрическую энергию, получаемую от другой электростанции. Эти «несамостоятельные» электрические станции носят название подстанций (Sous-stations, Unterstationen), или "вторичных"

станций. Двигателями на подстанциях являются электромоторы. Назначение подстанций - видоизменять характер электрического тока, что может быть вызвано весьма многими обстоятельствами эксплуатации Э. станций.

По объему выработки электроэнергии: источник – Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 года.

Рис. 27 – Распределение выработки электроэнергии в зависимости от типа электростанции