Особенности выбора схем. Схемы ПС на высшем и низшем напряжениях. Собственные нужды ПС.

Схемы главных электрических соединений ПС.

Главная схема электрических соединений подстанции— это совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части электростанции (подстанции), так как он определяет полный состав элементов и связей между ними. Выбранная главная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических
соединений, схем собственных нужд, схем вторичных соединений, монтажных схем и т. д.

Все элементы схемы м связи между ними изображаются в соответственно стандартами единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Обычно подстанции по положению их в системе делят на три категории: тупиковые, транзитные (проходные) и узловые. Наиболее высокие требования по надежности предъявляются к узловым системообразующим подстанциям, связывающим несколько станций, транзитных и тупиковых подстанций и одновременно питающим достаточно мощные районы нагрузки. Авария на такой подстанции может послужить причиной распада всей системы и расстройства электроснабжения больших районов электропотребления на длительное время. Менее жесткие требования предъявляются к тупиковым и транзитным подстанциям, повреждения на которых мало влияют на работу других подстанций и системы в целом.

Из сложного комплекса предъявляемых условий, влияющих на выбор главной схемы электроустановки, можно выделить основные требования к схемам:

надежность электроснабжения потребителей; приспособленность к проведению ремонтных работ;
оперативная гибкость электрической схемы; экономическая целесообразность.

Надежность — свойство электроустановки, участка электричкой сети или энергосистемы в целом обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергией нормированного качества. Повреждение оборудования в любой части схемы по возможности не должно нарушать электроснабжение, выдачу электроэнергии в энергосистему, транзит мощности через шины. Надежность схемы должна соответствовать характеру (категории) потребителей, получающих питание от данной электроустановки.

Приспособленность электроустановки к проведению ремонтов определяется возможностью проведения ремонтов без нарушения или ограничения электроснабжения потребителей.

Оперативная гибкость электрической схемы определяется ее приспособленностью для создания необходимых эксплуатационных режимов и проведения оперативных переключений.

Экономическая целесообразность схемы оценивается приведенными затратами, включающими в себя затраты на сооружение установки — капиталовложения, ее эксплуатацию и возможный ущерб от нарушения электроснабжения.

В соответствии с этими требованиями разработаны типовые схемы распределительных устройств ПС 6-750 кВ, которые должны применяться при проектировании ПС.

Нетиповая главная схема должна быть обоснована технико-экономическим расчётом. На стороне ВН 35-220 кВ должны применяться упрощенные схемы без выключателей.

Выбор той или иной схемы установки производится путем технико-экономического сравнения вариантов с учетом вышесказанных и следующих требований.

а) напряжения, на которых выдается электроэнергия станции, графики нагрузки в рабочие и выходные дни на каждом из напряжений (летний, зимний, число часов использования максимума, паводковый период); схемы сетей и число линий, отходящих от подстанции на каждом напряжении;

б) токи коротких замыканий для каждого РУ повышенных напряжений; специальные требования к схеме соединений в отношении устойчивости параллельной работы; необходимость секционирования схемы и установки шунтирующих реакторов, других компенсирующих устройств; требования к регулировании напряжений на РУ, требования, вытекающие из системы противоаварийной автоматики;

в) значение наибольшей мощности, которая может быть потеряна при отказе в отключении или повреждении любого выключателя (в том числе шиносоединительного или секционного), допустимой по наличию резервной мощности в энергосистеме и по пропускаемой способности как линий внутри системы, так и межсистемных связей, а также по условиям обеспечения бесперебойности теплоснабжения потребителей;

г) схема соединения подстанции (ПС) должна разрабатываться для каждого из этапов развития для нормальных режимов эксплуатации и для режимов при выводе основного оборудования ПС в ремонт или резерв.

Главные схемы ПС выбираются на основании схемы развития энергосистемы или схемы электроснабжения. Структурные схемы ПС изображены на Рис. 4-1. На ПС 35 - 750 кВ обычно устанавливаются один или два трансформатора.

При постепенном росте нагрузки допускается установка одного трансформатора на начальный период эксплуатации, если обеспечивается резервирование питания потребителей по сетям среднего и низшего напряжений. Установка одного трансформатора на ПС допускается, если обеспечивается требуемая ступень надежности электроснабжения потребителей.

Выборсхемы соединений подстанции на высшем напряжении определяется числом линий на этом напряжении, подходящих к проектируемой подстанции, и требованиями к надежности электроснабжения потребителей, питающихся от данной подстанции. Для повышения надежности электроснабжения предусматриваются две системы шин с возможностью подключения питающих линий, связанных с источниками энергии, на разные системы шин.

Схемы тупиковых и ответвительных ПС.

Тупиковая подстанция — это подстанция, получающая электроэнергию от одной электроустановки по одной или нескольким параллельным линиям. Ответвительная подстанция присоединяется глухой отпайкой к одной или двум проходящим линиям Тупиковые и ответвительные ПС выполняются по упрощённым схемам без выключателей ВН. Тупиковые однотрансформаторные ПС на стороне 35-330 кВ выполняются по схеме блока трансформатор-линии без коммутационной аппаратуры или с одним разъединителем, если защита линии со стороны питающего конца имеет достаточную чувствительность к повреждениям в трансформаторе. Такая схема может также применяться, если предусмотрена передача телеотключающего импульса. Разъединитель не устанавливают, если предусмотрен кабельный ввод в трансформатор.

Тупиковые ПС 35 кВ выполняются по схеме блока трансформатор-линия с установкой разъединителя и предохранителя, если предохранитель обеспечивает надежную защиту трансформатора и если обеспечивается селективность с защитой линии на стороне НН.

Когда условия, названные выше, не выдерживаются, применяют схемы блоков с отделителем. Для ПС 35 кВ при наличии обоснований допускается применение выключателя вместо отделителя.

Тупиковые двухтрансформаторные ПС выполняются по схеме двух блоков с разъединителями, предохранителями или отделителями в зависимости от перечисленных выше условий без перемычки между блоками.

Ответвительные ПС, присоединенные к линиям 35-220 кВ глухой отпайкой, выполняются по схеме двух блоков с отделителями и короткозамыкателями в цепях трансформаторов и неавтоматической перемычкой из двух разъединителей.

Если на тупиковой или на ответвительной ПС возникает необходимость присоединения одной дополнительной линии, то при напряжении 110 кВ может применяться схема моста с отделителями в цепях трансформаторов и дополнительной линией, присоединенной через два выключателя. Операции отключения трансформаторов, линий W1, W3 производятся также (рис1). Отключение линии W2 производится двумя выключателями Q1 и Q2.

Ответвительные однотрансформаторные ПС выполняются по схеме блока линия-трансформатор с отделителями и короткозамыкателями.

Схемы проходных ПС.

Проходная подстанция включается в рассечку одной или двух линий с двусторонним или односторонним питанием.