Схемы РУ с коммутацией присоединений одним выключателем
К схемам с одним выключателем на присоединение относятся схемы с одной или с двумя системами рабочих шин. Эти схемы применяются, как правило, при 5-и и более присоединениях и при напряжениях не выше 220 кВ.
Схемы РУ с одиночной системой сборных шин
Схема РУ с одной не секционированной системой сборных шин. Это самая простая схема из используемых на практике (рис. 1.4). Она содержит систему сборных шин А, шинные разъединители QS1..., выключатели присоединений Q1..., линейные разъединители QS2... . Каждое присоединение обязательно содержит выключатель и шинный разъединитель, а линейный разъединитель может отсутствовать, когда возможность подачи напряжения с противоположного конца исключена. Это относится к присоединениям двухобмоточных трансформаторов и генераторов.
В этой схеме оперативные переключения производятся выключателями, а разъединители предназначены только для создания видимого разрыва при ремонтах оборудования.
Рис 1.4 Рис 1.5
Схема РУ с одной секционированной системой сборных шин(рис. 1.5). Эта схема является логическим развитием предыдущей схемы и позволяет секционированием шины, то есть разделением ее на части, уменьшить объем погашений. Секционирование шины осуществляется секционным выключателем QB с двумя разъединителями QBS1 и QBS2. Секционирование должно выполняться так, чтобы каждая секция имела источники энергии (генераторы, трансформаторы) и соответствующую нагрузку.
Нормальное состояние секционного выключателя QB зависит от вида установки, где используется эта схема.
При использовании схемы на станции секционные выключатели нормально замкнуты, чтобы увеличить жесткость взаимной синхронной связи генераторов. При КЗ в зоне сборных шин поврежденная секция отключается автоматически, а остальные секции остаются в работе.
При использовании схемы на подстанции секционные выключатели, как правило, нормально разомкнуты, чем обеспечивается ограничение тока КЗ. Для повышения надежности электроснабжения эти выключатели снабжаются устройствами автоматического включения резервного питания (АВР), дающими сигнал на включение выключателей в случаях отключения трансформатора.
Число секций зависит от числа и мощности источников энергии и присоединений. При числе секций более трех сборные шины часто замыкают в кольцо (рис. 1.6), в результате чего создается двухстороннее питание присоединений. За счет образования кольца надежность схемы повышается, причем преимущества ее реализуются особенно хорошо при глубоком секционировании.
Рис. 1.6
Примеры современных схем с “одиночной системой сборных шин”.
| Одна секционированная выключателем система шин (рис.1.7). Схема применяется при напряжениях 6…220 кВ в следующих случаях: - при парных линиях или линиях, резервируемых от других ПС; - при нерезервируемых линиях, но не более одной на любой из секций. Данная схема не обеспечивает работу присоединений при выводе в ревизию или ремонт рабочей секции шин. |
| Рис. 1.8 | Одна секционированная по числу трансформаторов система шин с подключением трансформаторов к секциям шин через развилку из выключателей (рис. 1.8). Схема применяется при напряжениях 110…220кВ и используется там, где предъявляются повышенные требования к сохранению в работе силовых трансформаторов. Эта схема обеспечивает повышенную надежность РУ, но требования по надежности питания линий остаются такими же как в предыдущей схеме. |
| Рис. 1.9 | Одна рабочая секционированная система шин с подключением ответственных присоединений через «полуторную» цепочку (рис. 1.9). Область применения та же, что и для схем рис.1.7 и рис. 1.8, но при повышенных требованиях к сохранению в работе не только трансформаторов, но и особо ответственных ВЛ. - |
Достоинства схем с одиночной системой шин:
- схемы просты и наглядны в обслуживании, что практически исключает ошибочные операции с разъединителями;
- разъединители используются только по своему прямому назначению (для создания видимого разрыва), то есть в оперативных переключениях они не участвуют;
- обеспечивается достаточная надежность электроснабжения, если потребитель связан с РУ двумя линиями, подсоединенными к разным секциям;
- относительно низкая стоимость.
Недостатки схем с одиночной системой шин:
- происходит погашение секции при ремонте или при аварии на секции, в выключателе или в шинном разъединителе присоединений;
- ремонт выключателя и линейного разъединителя связан с отключением присоединения.
Вывод. В современных проектах электроэнергетических объектов существенно расширилась область использования схем с одной секционированной системой сборных шин. Они стали преобладающими на напряжениях 6-220 кВ и применяются в РУ на подстанциях и вгенераторных распределительных устройствах ТЭЦ.
Схемы РУ с двумя системами сборных шин
Схемы с двумя несекционированными системами сборных шин (рис. 1.8).
Схемы этого типа содержат две системы сборных шин А1 и А2, шиносоединительный выключатель QA с разъединителями, два шинных разъединителя QS1 и QS2 на каждое присоединение, выключатель присоединения Q и, если необходимо, линейный разъединитель QS3, предназначенный для безопасного ремонта этого выключателя.
| Рис. 1.10 | В схемах с двумя системами сборных шин каждое присоединение подключается к шинам двумя шинными разъединителями, один из которых обязательно нормально отключен. Эти разъединители выполняют две функции: являются как ремонтными, то есть создают видимый разрыв, так и оперативными элементами, с помощью которых производится переключение присоединений с одной системы шин на другую. |
Схемы РУ с двумя секционированными системами сборных шин (рис. 1.11). При большом числе присоединений одну или обе сборные шины секционируют с помощью секционных выключателей и на каждую пару секций предусматривают свой шиносоединительный выключатель. Обе системы шин используются постоянно как рабочие, что повышает надежность электроустановки. Шиносоединительные выключатели обычно нормально замкнуты. Присоединения с источниками и нагрузкой распределяются между обеими системами шин. Оперативные переключения в схемах этого типа производятся с участием разъединителей, в результате чего возрастает вероятность ошибочных операций с тяжелыми последствиями. Поэтому следует особое внимание уделять порядку совершения операций при оперативных переключениях
| Рис. 1.11 | . |
Принцип перевода присоединений с одной системы шин на другую показан на схеме, изображенной на рис. 1.12.
а) б)
Рис. 1.12. Перевод присоединений с системы шин А1 на систему шин А2:
а) до перевода, б) после перевода
Пусть начальное состояние схемы таково:
- все присоединения подключены к шине А1;
- шиносоединительный выключатель QA отключен и шина А2 обесточена. Для перевода присоединения на шину А2 выполняются следующие операции.
1. На выключателе QA устанавливают защиту на мгновенное отключение.
2. Осматривают систему шин А2, проверяя отсутствие контакта шины с землей.
3. Проверяют отключенное положение всех шинных разъединителей шины А2.
4. Включают разъединители шиносоединительного выключателя, если они отключены.
5. Подают напряжение на систему шин А2 включением шиносоединительного выключателя.
6. Проверяют приборами наличие напряжения на шине А2 и отсоединяют оперативный ток, отключая защиту шиносоединительного выключателя (эта операция необходима для создания жесткой связи между шинами во время операций с разъединителями).
7. Включают шинные разъединители шины А2 переводимых присоединений, а затем отключают соответствующие шинные разъединители шины А1.
8. Отключают при необходимости шиносоединительный выключатель, восстанавливают его релейную защиту.
Для исключения ошибочных операций с разъединителями на их приводах устанавливают блокирующие устройства. Одна блокировка устанавливается между шинными разъединителями присоединений и выключателем QA, а другая - между выключателем и разъединителями в пределах каждого присоединения.
Достоинства схем с двойной системой шин:
- возможность ремонта сборных шин без погашения присоединений;
- быстрое восстановление питания присоединений при повреждении на сборной шине (в данном случае питание присоединений теряется только на время проведения оперативным персоналом соответствующих переключений);
- возможность деления системы на части для повышения надежности электроснабжения или уменьшения токов КЗ;
- возможность перевода присоединений с одной системы шин на другую без их отключения.
Недостатки схем с двойной системой шин:
- использование шинных разъединителей в качестве оперативных элементов уменьшает надежность схемы из-за возможных ошибочных действий персонала;
- ремонт выключателей и линейных разъединителей связан с отключением присоединений или перерывом в его питании, если на ремонтируемый элемент ставится запетление;
- при отказе шиносоединительного выключателя погашаются обе системы шин.
Область применения.
Схемы с двумя системами сборных шин применяются при большом числе присоединений на секции (более 6 - 8). Их применение особенно оправдано в тех случаях, когда потребители питаются по не резервируемым линиям. В настоящее время область использования РУ с двумя системами шин резко уменьшилась. Они применяются в основном на станциях и подстанциях при напряжениях 110-220 кВ и большом числе присоединений. Реже эти схемы используются в РУ 6-10 кВ, предпочтение отдают одной секционированной системе сборных шин.
Отключение линейного выключателя запетлением. Во всех РУ (при отсутствии обходных шин) для ремонта линейного выключателя применяют запетление, т.е. шунтирование этого выключателя временной перемычкой с использованием шиносоединительного выключателя в качестве линейного (рис. 1.13). Стрелками показан путь тока после запетления. На запетление требуется 1-2 ч, после Рис. 1.13 чего питание потребителя восстанавливается.