2.3.3. По конфигурации
При построении сетей передачи и распределения электроэнергии используется большое многообразие конфигураций, которые можно разделить на две группы: разомкнутые и замкнутые.
В местных распределительных сетях электроэнергия к потребителям распределяется от центров питания, под которыми понимаются шины распределительных устройств вторичного напряжения (6–35 кВ) понижающих подстанций ЭЭС или шины распределительных устройств того же напряжения электростанций. Эти сети, как правило, имеют разомкнутую конфигурацию, т.е. не содержат замкнутых контуров, питаются от одного центра питания и передают электрическую энергию к потребителю только в одном направлении. Разомкнутые сети бывают радиальными, магистральными, смешанными (радиально-магистральными) и петлевыми.
В радиальных схемах электроснабжение осуществляется по линиям, не имеющим распределения энергии по их длинам. Радиальные схемы применяются в тех случаях, когда потребители расположены в разных направлениях от центра питания. Конфигурация радиальной схемы для трех потребителей показана на Error: Reference source not found–а. Для подключения потребителя к центру питания соответствующий разъединитель замыкается.
При расположении потребителей в одном направлении от центра питания используется магистральная схема, в которой линии, питающие потребителей, имеют распределение энергии по длине. Конфигурация магистральной схемы для трех потребителей показана на Error: Reference source not found–б.
Смешанные схемы применяются при различном расположении потребителей относительно центра питания и сочетают принципы построения как радиальной, так и магистральной схем. Пример смешанной конфигурации показан на Error: Reference source not found–а.
В петлевой схеме участки линий, связывающих между собой различных потребителей, образуют замкнутый контур – петлю, но в нормальном режиме петлевая схема всегда работает в разомкнутом состоянии, поэтому ее иногда называют полузамкнутой. В примере на Error: Reference source not found–б в нормальном режиме может быть разомкнут разъединитель a на подстанции потребителя П2, а все остальные замкнуты, т.е. потребители П1 и П2 получают питание по магистральному участку 1–2, а П3 и П4 – по магистральному участку 3–4. Если происходит повреждение какого-либо участка линии, например 4, то потребитель П3 остается без питания. Для восстановления электроснабжения замыкается разъединитель a, а для отключения и ремонта поврежденного участка размыкаются b и c. На время ремонта потребители П1, П2 и П3 получают питание по участку 1–2–5, а П4 – по участку 3.
Разомкнутые сети бывают одно- и двухступенчатыми. В одноступенчатых сетях (см. Error: Reference source not found и Error: Reference source not found) потребители непосредственно связаны с центральным распределительным пунктом (центром питания). Так в основном реализуются сети низкого напряжения для питания нагрузки небольшой мощности. В двухступенчатых распределительных сетях 6–20 кВ центр питания может быть соединен с распределительным пунктом, от которого уже отходят линии непосредственно к узлам нагрузки.
В районных распределительных сетях электроэнергия к потребителям распределяется от центров питания, под которыми понимаются шины распределительных устройств вторичного напряжения (110–220 кВ) крупных понижающих подстанций ЭЭС или шины такого же напряжения распределительных устройств электростанций. Эти сети имеют, как правило, достаточно сложную структуру, определяемую географическими условиями, распределением нагрузок, размещением источников электроэнергии. Многообразие и несхожесть этих условий для разных районов страны приводит к большому количеству различных конфигураций. Как и для местных распределительных сетей, здесь используют радиальные, магистральные и смешанные схемы. Кроме того, для районных распределительных сетей широко используют замкнутые и сложно-замкнутые схемы.
Замкнутыми называют сети, питающие потребителей по меньшей мере с двух сторон. Сложно-замкнутой называется многоконтурная сеть.
Наиболее простой формой замкнутой сети является одноконтурная кольцевая схема (в отличие от петлевой – нормально замкнутая). В примере кольцевой схемы, показанной на Error: Reference source not found, пять подстанций (ПС) получают питание от центра питания (ЦП). Присоединение к разным системам шин центра питания повышает надежность электроснабжения за счет двухстороннего питания каждого потребителя. Дальнейшее повышение надежности может быть обеспечено с использованием двух центров питания и двойных линий. Замкнутая одинарная и двойная сети для трех подстанций с питанием от двух центров показаны на Error: Reference source not found–а и Error: Reference source not found–б соответственно.
Заметим, что двойные линии используются для повышения надежности любой конфигурации сети, замкнутой или разомкнутой.
На последующих этапах развития может сформироваться многоконтурная схема. Создание такой сети определяется необходимостью создания узловых подстанций (с присоединением трех и более линий) и дальнейшим повышением надежности электроснабжения потребителей. В таких схемах количество центров питания может быть самым различным. Пример конфигурации сложно-замкнутой многоконтурной сети пяти подстанций, получающих питание от трех центров, показан на Error: Reference source not found.
Как уже отмечалось, для региональных системообразующих сетей передачи электроэнергии напряжением от 330 кВ и выше характерны большая протяженность (сотни км) и большая передаваемая мощности (сотни МВт). По конфигурации это наиболее простые сети, представляющие собой магистраль: электростанция – ЛЭП – приемная узловая подстанция [2, 6, 9, 10].