Проектування схем розподільних пристроїв
При необхідності розподілу електроенергії та для підвищення надійності електропостачання застосовуються схеми зі збірними шинами наступних видів на напружених 35 - 220 кВ:
- з одного несекціонірованной системою шин;
- з одного секціонірованной системою шин;
- з одного секціонірованной і обхідний системами шин;
- з двома системами шин;
- з двома секціонованими системами шин;
- з двома системами шин і обхідний;
- з двома секціонованими системами шин і обхідний.
Схема "з одного несекціонірованной системою шин" застосовується в мережах 6 - 35 кВ. У мережах 6 (10) кВ схему називають одиночною системою шин. Об'єднання двох таких схем через секційний вимикач, рис.13.1, забезпечує підключення підстанції до двох незалежних джерел з боку ВН. Цю схему широко застосовують в промислових і міських електричних мережах на напрузі до 35 кВ включно. Допускається також її застосування при п'яти і більше приєднаннях в РУ 110 - 220 кВ з герметизованих осередків з елегазової ізоляцією, а також в РУ - 110 кВ з викатними вимикачами за умови можливості заміни вимикачів в експлуатаційний період. В даний час такі викатні вимикачі на 110 кВ відсутні у вітчизняній практиці (на 35 кВ є), але в зв'язку з розробкою вакуумних вимикачів на 110 кВ в перспективі можливе застосування даної схеми на базі осередків КРУ-110 кВ.
Одним з головних недоліків схеми рис.13.1. є відключення приєднання при виведенні в ремонт відповідного вимикача. Також, при ремонті однієї з шин необхідно відключати всі приєднання даної секції шин.
Перший недолік усувається при використанні обхідної системи шин, а другий - при використанні двох систем шин. Дані схеми широко висвітлені в навчальній літературі, тому на рис.13.1. наведені тільки окремі осередки. Схеми з двома робочими системами шин від схем з однієї секціонірованной системою шин легко відрізнити по "вилці" з двох роз'єднувачів, ріс.13.1г, так як при одній секціонірованной системі шин (з обхідний або без обхідний шини), кожне приєднання містить один шинний роз'єднувач , рис.13.2.
В електричному відношенні осередку "в" і "е" на рис.13.2. однакові. Відмінність полягає в різному монтажному виконанні: в першому випадку шинні роз'єднувачі конструктивно розташовані в РУ в одному ряду, в другому випадку - в різних рядах.
До обхідний шині до фази "b" глухо приєднується, як правило, однофазний трансформатор напруги. Однак можуть встановлюватися за бажанням замовника і трифазні трансформатори напруги, що забезпечує повний контроль за всіма трьома фазами обхідний шини.
Рис.13.1. схема чотирикутника
Рис.13.2. Схема одна система шин
Секційний вимикач знаходиться в відключеному стані в нормальному режимі в РУНН 6 - 10 кВ двотрансформаторних підстанцій. Це забезпечує зниження струмів короткого замикання і вибір більш дешевої комутаційної апаратури. На стороні СН і ВН підстанцій секційні і шіносоедінітельние вимикачі, як правило, включені, що пов'язано з необхідністю перерозподілу потоків електроенергії на підстанції від ліній живлення по відходить приєднанням.
У технічній літературі висловлюються аргументи на користь як схеми "з одного секціонірованной і обхідний системами шин", так і схеми "з двома системами шин і обхідний" щодо їх надійності. В даний час немає загального усталеного думки і керуються наступним: при числі приєднань 5 - 8 застосовують першу схему; для відповідальних системних підстанцій, починаючи з 5 приєднань, застосовують другу зі згаданих схем.
Ріс.13.3. Осередки схем з системами збірних і обхідний шин.
а, б, в - осередки схеми з одного секціонірованной і обхідний системами шин відповідно лінії, трансформатора і секційного вимикача; г, д, е - осередки схем з двома системами шин і обхідний відповідно вузла з шинних роз'єднувачів, обхідного вимикача і шіносоедінітельного вимикача.
Схема з двома системами шин, ріс.13.4, вийшла з ужитку досить давно так як припускала часті перемикання за допомогою роз'єднувачів, що істотно знижувало її надійність. При цьому ремонт будь-якого вимикача приводив до тривалого відключення відповідного приєднання. Однак у зв'язку з появою нових комутаційних апаратів знову повернулися до її використання.
Ріс.13.4. Схема з двома системами шин
Схему "дві робочі системи шин" допускається застосовувати в РУ 110 - 220 кВ при числі приєднань від 5 до 15, якщо РУ виконано з герметизованих осередків з елегазової ізоляцією, а також в РУ 110 кВ з викатними вимикачами за умови заміни вимикача в задовольняє експлуатацію час.
На ріс.13.4. детально показаний вузол заземлення нейтрали силового трансформатора, що складається з заземляющего однофазного ножа (ЗОН) і обмежувача перенапруги нелінійного (ОПН). У мережах напругою 110 - 220 кВ саме так організовується заземлення нейтрали. Справа в тому, що якщо наглухо заземлити нейтрали всіх трансформаторів, то може виявитися, що струми однофазного замикання на землю (ОЗЗ) перевищать струми трифазного замикання і електрообладнання на них не буде розраховане. Друга причина (в тому числі і якщо струми ОЗЗ не вище струмів трифазних замикань) полягає в тому, що при виведенні в ремонт трансформаторів або ж при відключеннях ліній порушується рівень струмів ОЗЗ, який сильно залежить від кількості заземлених нейтралей. В результаті необхідно перенастроювати відповідні види релейного захисту (РЗ), що реагують на струми нульової послідовності.
Щоб уникнути цього, в результаті розрахунків режимними службами енергосистеми визначається число і місце розташування трансформаторів, у яких нейтраль разземляется. Обмеженням є допустима величина напруги на розземленою нейтрали, так як на напрузі понад 35 кВ нейтрали трансформаторів не розраховані за рівнем ізоляції на фазну напругу. Якщо, наприклад, все нейтрали разземліть, то при однофазних замиканнях в мережі на землю на нейтрали буде по відношенню до землі фазна напруга.
При частковому розземленою нейтралей у відповідних трансформаторів для захисту нейтрали від перенапруг, що виникають в мережі, служать ОПН. Зрозуміло, що коли нейтраль заземлена, ОПН не працює. Як правило, на одній підстанції обидва трансформатора не працюють з розземленою нейтралями: якщо у одного нейтраль разземлена, то в іншого заземлена. Це дозволяє без перенастроювання РЗ виводити в ремонт трансформатори із заземленою нейтраллю на даній підстанції - достатньо заземлити при цьому нейтраль сусіднього трансформатора.
У табл.13.1. представлена сітка камер КСО.
Таблиця 13.1. Схеми первинних з'єднань камер КСО-366М
Рис.13.1. Приклад принципової схеми розподільчої підстанції
1. У позначенні камер КСО цифри і букви означають: 400 і 630 - номінальний струм комутаційного апарату, А; а - автоматичний привід вимикача навантаження; н - неавтоматичний привід вимикача навантаження.
2. Камери 14 і 15 застосовуються для заземлення збірних шин в разі, коли в розподільчому пристрої не застосовано камери 1З, 10, 13, 17, 18.
3. Напрямок виведення шин в камерах 17, 18 проводиться за бажанням замовника (вліво, вправо, назад).
В КРУ викочування виконання в якості комутаційних апаратів застосовуються вакуумні, елегазові та маломаслянимівимикачами. Одним з переваг елегазових вимикачів є низький рівень комутаційних перенапруг, що виключають можливість пошкодження ізоляції, а також комутаційназдатність до 50 ка і електродинамічну стійкість до 128 кА, що дозволяє їх застосовувати в мережах з великими струмами короткого замикання. Сітка з'єднань представлена в табл.13.2.
Таблиця 13.2. Схеми первинних з'єднань камер К-63
* У камерах трансформатори струму встановлені в двох фазах.