5.7 Схема с двумя выключателями на одно присоединение
Схема является одной из самых дорогих и рекомендуется для использования на напряжении 330 кВ и выше в особо ответственных случаях. Например, на АЭС или на крупных ЭС, работающих в изолированных энергосистемах. Потеря такой ЭС может привести к полному развалу энергосистемы. В зимний период подобная авария может стать причиной не только остановки предприятий, но и гибели людей.
Схема (см. рисунок 5.19) позволяет без отключения присоединений ремонтировать любые выключатели и сборные шины. Она сохраняет в работе все присоединения даже при таком опасном повреждении, как КЗ на сборных шинах.
Рисунок 5.18. Схема заполнения двух соседних ячеек.
Рисунок 5.19. Схема с двумя выключателями на одно присоединение.
Схемы многоугольников и схемы с однотипным присоединением элементов, обладая неоспоримыми достоинствами, в сравнении со схемами со сборными шинами имеют один общий недостаток. При КЗ на любом присоединении релейная защита действует на отключение сразу двух выключателей, поэтому общее число операций по включению и отключению выключателей удваивается, соответственно возрастают и эксплуатационные расходы.
Кроме того, кольцевые схемы усложняют работу релейной защиты.
5.8. Схемы мостиков
Своим названием схемы мостиков обязаны перемычке, образующей «мостик» между двумя присоединениями трансформаторов к линиям электропередачи. Схема применяется на двухтрансформаторных подстанциях на напряжениях от 35 до 220 кВ. Если подстанция тупиковая, то перемычка выполняется из двух разъединителей и используется для сохранения в работе трансформатора при ремонте выключателя (рисунок 5.20,а). Если через шины подстанции осуществляется транзит мощности, то в перемычке устанавливается выключатель (рисунок 5.20,б и в).
Рисунок 5.20 Схемы мостиков.
Если линия проходит через лесной массив, располагается в зоне повышенного образования гололеда или повышенной вибрации проводов, то следует применить схему «б», позволяющую отключить поврежденную цепь с помощью одного выключателя.
Для регулирования напряжения трансформаторы c ПБВ приходится часто отключать. Тогда рекомендуется схема «в», которая позволяет с помощью одного выключателя отключить трансформатор.
На электростанциях схемы «мостиков» не нашли широкого применения. Обычно от распредустройства ЭС отходят десятки ЛЭП, но даже при четырех присоединениях предпочтение отдается схеме «четырехугольника», позволяющей ремонтировать выключатели без отключения источников питания и линий.
5.9 Схемы генераторных распределительных устройств.
Если нагрузка на генераторном напряжении составляет более пятидесяти процентов от установленной мощности ТЭЦ, то рекомендуется проектировать станцию с генераторным распределительным устройством (ГРУ).
На рисунке 5.21 показана схема ГРУ с одной секционированной системой сборных шин. Количество генераторов, работающих на шины ГРУ, выбирается таким, чтобы покрыть потребность станции в собственных нуждах и обеспечить питание нагрузки на генераторном напряжении в режиме максимума. Обычно двух – трех генераторов для этой цели вполне достаточно. Без необходимости не следует подключать к шинам ГРУ все имеющиеся генераторы, так как это приведет к увеличению токов короткого замыкания и удорожанию оборудования.
Рисунок 5.21
Между секциями генераторная нагрузка распределяется по возможности равномерно. Для средней секции приходится соизмерять нагрузку с мощностью генератора, чтобы уменьшить потери в секционных реакторах LRB в нормальном режиме.
Во время ремонта генератора G2 нагрузка, подключенная к средней секции, будет получать питание от крайних секций. В этом случае уменьшение потерь в секционных реакторах достигается путем их шунтирования с помощью разъединителей QS.
Для ограничения токов КЗ нагрузка получает питание через реакторные отпайки. Для этой цели используют линейные, групповые и сдвоенные реакторы.
В качестве рабочих источников питания механизмов собственных нужд (СН) используются трансформаторы 10/6 кВ или реакторы, если напряжение СН совпадает с напряжением генераторов.
Резервные источники питания СН могут подключаться непосредственно к шинам ГРУ или к точке надежного питания, расположенной на стороне низкого напряжения трансформатора связи. Второй вариант предпочтительнее, т.к. позволяет сохранить в работе источник резервного питания СН при КЗ на шинах ГРУ.
Установка выключателей в присоединениях, питающих нагрузку и СН, целесообразна, если суммарный ток КЗ (Iпо) не превышает 90 кА. В этом случае можно использовать относительно недорогие малообъемные масляные выключатели типа МГУ-20-90/9500.
При токах КЗ больше 90 кА установка выключателей в присоединениях экономически нецелесообразна, т.к. для этой цели пригодны только воздушные выключатели типа ВВГ-20-160/12500, которые в шесть раз дороже масляных, громоздки и более требовательны к условиям эксплуатации. Кроме того, применение воздушных выключателей существенно усложнило бы конструкцию, увеличило размеры и стоимость здания ГРУ.
Отказавшись от установки в отпайках выключателей, токоведущие части экранируют (рисунок 5.22). При выводе в ремонт резервного трансформатора собственных нужд сначала отключают выключатель со стороны низкого напряжения Q, затем работающий на холостом ходу трансформатор отключают разъединителемQSсо стороны ВН.
На рисунке 5.22 показана схема ГРУ с двумя системами сборных шин. Рабочая система шин А1 секционируется. Число секций равно числу генераторов. Все присоединения подключаются к шинам через развилку из двух разъединителей. Резервная система шин используется при ремонте одной из секций рабочей СШ. Шиносоединительные выключатели QA предназначены для выравнивания потенциалов шин при переводе питания секций на резервную СШ.
В нормальном режиме резервная СШ не находится под напряжением и схема работает как схема с одной СШ. Сооружение второй СШ существенно удорожает и усложняет конструкцию ГРУ, не повышая его надежность. Поэтому схема с двумя СШ на практике применяется крайне редко.
Рисунок 5.22. Схема ГРУ с двумя системами сборных шин.
Нередко промышленные предприятия имеют собственные электростанции с генераторами мощностью 6 – 12 МВт. Если число генераторов составляет четыре и более, то крайние секции одной системы шин соединяют между собой, образуя «кольцо». При этом трансформаторы связи подключают не к крайним секциям, а симметрично, чтобы уменьшить перетоки мощности через реакторы (cм. рисунок 5.23).
На ЭС промышленного типа с генераторами небольшой мощности применяют схему соединения, получившую название «Звезда», (см. рисунок 5.24). В нормальном режиме каждый генератор работает на свою нагрузку, поэтому потери в реакторах почти отсутствуют. При коротком замыкании на секции шин токи от соседних генераторов устремляются к точке КЗ через два реактора и эффективно ограничиваются.
Рисунок 5.23 Схема соединения СШ ГРУ в «кольцо».
Рисунок 5.24. Схема «Звезда».
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Баскаков А.П. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учеб. пособие / А.П.Баскаков, В.А. Мунц. – М: БАСТЕТ, 2013.
Быстрицкий Г.Ф. Общая энергетика: учебник / Г.Ф. Быстрицкий, Г.Г. Гасангаджиев, В.С. Кожиченков. – М: КноРус, 2014.
Герасименко А. А. Передача и распределение электрической энергии: учеб. пособие / А. А. Герасименко, В.Т. Федин. – М: КноРус, 2012.
Гужов Н.П. Системы электроснабжения: учеб.пособие / Н.П. Гужов, В.Я. Ольховский, Д.А. Павлюченко. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2011.
Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: руков. для практ. расч. / Ю.С.Железко. – М: ЭНАС, 2009.
Красник В.В. Управление электрохозяйством предприятий: произв.-практическое пособие / В.В. Красник. – М: ЭНАС, 2011.
Куско А. Сети электроснабжения. Методы и средства обеспечения качества энергии / А. Куско, М. Томпсон. – М: Додэка–XXI, 2011.
Овчаренко Н.И. Автоматика энергосистем: учебник / Н.И. Овчаренко. Под ред. А.Ф. Дьякова. – М: Издат. дом МЭИ, 2009.
Правила технческой эксплуатации электроустановок потребителей в вопросах и ответах: учеб.-практ. пособие / Сост. С.С. Бодрухина. – М: КноРус, 2013.
Правила устройства электроустановок в вопросах и ответах: пособ. для изучения и подготовке к проверке знаний / Сост. В.В. Красник. – М: ЭНАС, 2011.
Роза, Альдо Виейра да. Возобновляемые источники энергии. Физико-технические основы: учеб. пособие / Альдо Виейра да Роза. – Долгопрудный: Интеллект: МЭИ, 2010.
Фролов Ю.М. Основы электроснабжения: учеб. пособие / Ю.М. Фролов, В.П. Шелякин. – СПб: Лань, 2012.
Энергосберегающие технологии в промышленности: учеб. пособие / А.М. Афонин и др. – М: Форум, 2013.
Балаков Ю.Н., Мисриханов М.Ш., Шунтов А.В. Проектирование схем электроустановок: учебное пособие для вузов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 288 с.
Вайнштейн Р.А., Шестакова В.В., Коломиец Н.В. Программные комплексы в учебном проектировании электрической части станций: учебное пособие (гриф УМО). – Томск: Изд-во ТАУ, 2010. – 123 с.
Вайнштейн Р.А., Шестакова В.В., Коломиец Н.В. Режимы работы нейтрали в электрических системах (гриф УМО): учебное пособие. – Томск: Изд-во ТАУ, 2010. – 115 с.
Коломиец Н.В., Шестакова В.В., Пономарчук Н.Р. Электрическая часть электростанций и подстанций: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 143 с.
Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1989.- 608 с.:ил.
Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник;: Учебное пособие.- М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006.-480 с.
Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. – Омега-Л. – 2013.
Пособие для изучения правил технической эксплуатации электрических станций и сетей. Тепломеханическая часть. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2007. – 416 с.
Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации . М-во топлива и энергетики РФ, РАО " ЕЭС России ": РД34.20.501 - 95. - 15-е изд., перераб. и доп. – Спб.:Деан, 2000.-325 с.
Правила устройства электроустановок / Министерство энергетики Российской Федерации.-М.: НЦ ЭНАС, 2003.-176 с.
Рожкова Л. Д., Карнеева Л. К., Чиркова Т. В. Электрооборудование электрических станций и подстанций / Л. Д. Рожкова, Л. К. Карнеева, Т. В. Чиркова. Академия. – 2013.
Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций.-2-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 648 с.
Свирен С. Я. Электрические станции, подстанции и сети / С. Я. Свирен. – Книга по Требованию. – 2012.
Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / Под ред. Баумштейна И.А. - М.: Энергоиздат, 1989. - 768 с.:ил.
Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения / Под ред. В.А.Афанасьева.- М.: Энергоиздат, 1987. - 544 с.:ил.
Электротехнический справочник. Т2: Электротехнические изделия и устройства / Под ред. В.Г.Герасимова.- М.:Изд-во МЭИ, 2001.-517 с.
Электротехнический справочник. Т3: Производство, передача и распределение электрической энергии / Под ред. В.Г.Герасимова.- М.:Изд-во МЭИ, 2002.-964 с.
Электрические станции и сети / Ред. А. Меламед. –НЦ ЭНАС. – 2011.
Электрическая часть электростанций. Усов С.В., Кантан В.В.,Кизеветтер Е.Н. и др. - Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 616 с.
Электрическая часть станций и подстанций. Васильев А.А., Крючков И.П., Наяшкова Е.Ф. и др. -М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.
Электрооборудование электрических станций и подстанций: Учебник / Л.Д.Рожкова и др.-М.: Академия, 2004.-448 с.
