Схемы присоединения подстанций и их распределительные устройства

В этом курсовом проекте выбор схем подстанций осуществляется без подробного обоснования лишь с учетом общих рекомендаций. Схемы электрических соединений подстанций выбирают в зависимости от их назначения. По способу присоединения к линиям электропередачи различают тупиковые (рис.4.а, г), ответвительные (рис. 4.б, д, ж, и), проходные (рис. 4.в, е, з, л) и узловые (рис. 4.к) подстанции.

Целесообразно применять для вновь сооружаемых подстанций схемы проходных и узловых присоединений (см. рис. 4). Эти схемы обладают более высокими показателями надёжности электроснабжения потребителей.

Выбор схем распределительных устройств (РУ) подстанций выполняется из числа типовых коммутационных схем с учетом их области применения [1].

На стороне ВН и СН подстанций это, как правило, открытые РУ (ОРУ).

Рис. 4. Основные типы присоединения подстанций к сети:

а, б, в – радиальной с одной ВЛ; г, д, е – двойной радиальной; ж, з, и – с двумя центрами питания; к, л – с тремя и более центрами питания (ЦП)

На рис. 5 приведены типовые схемы РУ 35 – 750 кВ, а в табл. 23 – перечень схем и области их применения.

Основной рекомендуемой схемой для РУ СН 110 – 220 кВ является одинарная секционированная система шин (рис. 5, схема 9).

Схемы РУ 10(6) кВ приведены на рис. 6. Схема с одной секционированной системой шин (рис. 6.б, в) применяется при двух трансформаторах с нерасщеплёнными обмотками НН. Схема с двумя секционированными шинами (рис. 6.г) используется при двух трансформаторах с расщеплёнными обмотками НН.

В графической части курсового проекта необходимо привести изображения выбранных в обоих вариантах схем РУ новых и существующих подстанций.

Таблица 23 – Характеристики некоторых типовых схем РУ 35 – 750 кВ

Номер типовой схемы на рис. 5	Наименование схемы	Область применения	Дополнительные условия
Напряжение, кВ	Сторона подстанции	Количество присоединяемых линий
5Н	Мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий	35 – 220	ВН		Проходные ПС при необходимости сохранения в работе трансформаторов при повреждении на ВЛ
	Четырехугольник	220 – 750	ВН		1. Альтернатива схеме «мостика» для ПС 110 – 220 кВ. 2. Для ПС 330 – 750 кВ как начальный этап более сложных схем
	Одна секционированная система шин	35 – 220	ВН, СН, НН	3 и более	Количество радиальных ВЛ не более одной на секцию
9Н	Одна секционированная система шин с подключением трансформаторов через развилку из двух выключателей	110 – 220	ВН, СН	3 и более	1. Количество радиальных ВЛ не более одной на секцию. 2. При повышенных требованиях к сохранению в работе трансформаторов
12Н	Одна рабочая секционированная и обходная системы шин с подключением трансформаторов через развилку из двух выключателей	110 – 220	ВН, СН	3 и более	При повышенных требованиях к сохранению в работе трансформаторов
	Трансформаторы-шины с полуторным присоединением линий	220 – 750	ВН, СН	5 – 6
	Полуторная схема	220 – 750	ВН, СН	6 и более

Рисунок 5. Типовые схемы РУ 35 – 750 кВ. Цифры – номера типовых схем

Следует иметь в виду, что присоединение ЛЭП к существующим подстанциям требует расширения их РУ. Поэтому стоимость ячеек (комплектов выключателей – по одному на одну линию) также должна включаться в затраты при сопоставлении вариантов.

Рисунок 6. Схемы РУ низшего напряжения:

а – с одной несекционированной системой шин; б, в – с одной секционированной системой шин; г – с двумя секционированными системами шин

Для составления принципиальных схем вариантов электрической сети необходимо перерисовать существующую схему и добавить к ней сооружаемые ЛЭП и подстанции с надписанными марками проводов и типами трансформаторов. Пример принципиальной схемы электрической сети для радиального варианта «Р-3» показан на рис. 7, для кольцевого – на рис. 8.

Рисунок 7. Принципиальная схема радиального варианта электрической сети «Р-3»

Рисунок 8. Принципиальная схема кольцевого варианта электрической сети «З-2»

Распределительные устройства подстанций существующей сети:

• ПС-А, ПС-Г:

РУ ВН при напряжении 220 кВ схема 9Н (рис.5), при напряжении 330 кВ – схема 16 (рис.5);

РУ СН 110 кВ – схема 13 (рис.5);

РУ НН 10 кВ – схема рис. 6.в.

• ПС-Б:

РУ ВН 110кВ – схема 5Н (рис.5), переход при реконструкции к схеме 13;

РУ СН 35 кВ – схема 9 (рис.5);

РУ НН 10 кВ – схема рис. 6.в.

• ПС-В:

РУ ВН при напряжении 220 кВ схема 9Н (рис.5), при напряжении 330 кВ – схема 16 (рис.5);

РУ НН 10 кВ – схема рис. 6.г.

Распределительные устройства новых подстанций :

РУ ВН 110 кВ ПС-1, ПС-2, ПС-3 – схема 5Н (рис.5).

РУ НН 10 кВ ПС-1, ПС-2 – схема рис. 6.г.

РУ НН 10 кВ ПС-3 – схема рис. 6.б.

4 Технический анализ вариантов развития сети

Режимы электрической сети

Целью расчетов режимов является определение параметров режимов и прежде всего напряжений во всех узлах, токов и мощностей во всех ветвях, кроме этого вычисление потерь мощности во всех элементах и в сети в целом.

По значениям указанных параметров оценивается: допустимость режима, качество электроэнергии для потребителей, экономичность режима. Это в свою очередь даёт возможность оценить работоспособность спроектированной сети.

В курсовом проекте рассматриваются два характерных режима: максимальный и послеаварийный. Максимальный режим имеет место при максимальных нагрузках всех подстанций и при нормальной схеме сети (когда все элементы включены). В схеме сети для расчёта послеаварийного режима отключены либо одна из наиболее нагруженных линий или цепей двухцепной линии, либо автотрансформатор подстанции.

Расчеты режимов выполняются по схемам замещения. Полная схема замещения сети (расчётная схема) составляется путём объединения схем замещения отдельных элементов в соответствии с их схемами соединения.

Расчётные схемы включают в себя как существующие, так и новые элементы сети. На расчётной схеме указываются связи между узловыми точками (прямые или ломаные линии), для трансформаторов – элементы трансформации (по обозначению совпадающие с обозначением трансформаторов на принципиальных схемах). Двухцепные ЛЭП и соединенные параллельно трансформаторы изображаются одной эквивалентной ветвью. Возле каждой ветви могут надписываться сопротивления и подписываться проводимости (для ЛЭП). Возле элемента трансформации указывается коэффициент трансформации или номинальные напряжения обмоток трансформатора через косую черту, например 230/121.