Опыт использования схем коммутации
При проектировании энергосистем были выявлены предпочтительные схемы коммутации. Ниже приведена дополнительная оценка областей применения схем коммутации.
Схемы коммутации КЭС (табл. 3.5). Из таблицы следует, что при напряжении 110—220 кВ использовалась схема с двумя системами шин с обходной системой. Прочие схемы применяются эпизодически. В распределительных устройствах 330 кВ в равной степени применяются два типа схем: 3/2 и две системы шин с обходной. Такое положение не связано с параметрами электростанций, а определялось политикой формирования схем, принятой в период их проектирования. Так, до второй половины 60-х годов схема с двумя системами шин с обходной считалась приемлемой при напряжении 110—500 кВ. Распределительные устройства 500 кВ представлены, как правило, схемами второй группы. Другие схемы используются в единичных случаях. При 330 кВ и выше полуторная схема применяется наиболее часто.
Схемы коммутации ТЭЦ (табл. 3.6). Обычно выдача мощности ТЭЦ осуществлена на напряжении 110—220 кВ. Как и для КЭС, РУ 110—220 кВ ТЭЦ выполнены преимущественно по схеме с двумя системами шин с обходной системой. При напряжении 110 кВ примерно в 25 % случаев
Таблица 3.5. Схемы коммутации КЭС
| Схема | Частота применения, %, при напряжении | |||
| 110(150)кВ | 220 кВ | 330 кВ | 500 кВ | |
| Одна секционированная система сборных шин | 1,5 | 3,6 | — | — |
| Две системы сборных шин | 12,4 | — | — | — |
| Две системы сборных шин с обходной | 84,6 | 87,4 | 45,0 | 12,0 |
| Схема 2/1 | — | 3,6 | — | — |
| Схема 3/2 | — | 1,8 | 50,0 | 40,0 |
| Схема 4/3 | — | — | 5,0 | 24,0 |
| Многоугольники | — • | 1,8 | — | 16,0 |
| Связанные многоугольники | — | — | — | 4,0 |
| Генератор—трансформатор—линия | 1,5 | — | — | — |
| Мостики | — | 1,8 | — | 4,0 |
Таблица 3.6. Схемы коммутации ТЭЦ
| Схема | Частота применеия, % при напряжении | |
| 110 кВ | 220 кВ | |
| Две системы сборных шин | 24,7 | - |
| Две системы сборных шин с обходной | 66,7 | 64,3 |
| Многоугольники | - | 14,2 |
| Генератор – трансформатор - линия | 6,1 | 14,2 |
| Мостики | 2,5 | 7,1 |
применяется схема с двумя системами шин, т.е. без обходной системы. Это связано с условиями размещения ТЭЦ в стесненных зонах городской или промышленной застройки и использованием закрытых РУ.
Схемы коммутации АЭС(табл. 3.7). При напряжении 110—220 кВ использована схема с двумя системами шин с обходной, а при 330 кВ и выше, как правило, схема 3/2. В отличие от схем для КЭС здесь явно выражена унификация схем.
Схемы коммутации ГЭС и ГАЭС(табл. 3.8). Их частота применения, а также преимущественные схемы подобны таковым для КЭС. Основным отличием является высокая степень применения схем многоугольников.
Схемы коммутации подстанций(табл. 3.9). При напряжении 500 кВ в 90 % случаев использованы различные топологические схемы: четырехугольник и трансформаторы—шины. Конструктивно первую схему можно преобразовать во вторую при увеличении присоединений более четырех. Эти же схемы преимущественно (60 %) используются при напряжении 330 кВ, но степень унификации при этом ниже.
Таблица 3.7. Схемы коммутации АЭС
| Схема | Частота применения, %, при напряжении | ||||
| 110 кВ | 220 кВ | 330 кВ | 500 кВ | 750 кВ | |
| Две системы шин с обходной | 100,0 | 100.0 | – | – | – |
| Схема 3/2 | – | – | 75,0 | 87,5 | 81,8 |
| Схема 4/3 | – | – | 25,0 | 12,5 | 9,1 |
| Связанные многоугольники | – | – | – | – | 9,1 |
Таблица 3.8. Схемы коммутацииГЭС и ГАЭС
| Схема | Частота применения, %, при напряжении | |||
| 110 кВ | 220 кВ | 330 кВ | 500 кВ | |
| Две системы шин с обходной | 80,0 | 50,0 | – | – |
| Схема 2/1 | 20,0 | 7,7 | – | 167,7 |
| Схема 3/2 | – | 7,7 | – | 41,7 |
| Схема 4/3 | – | – | 20,0 | 25,0 |
| Многоугольники | – | 30,7 | 80,0 | 8,3 |
| Трансформаторы – шины | – | 3,9 | – | 8,3 |
Таблица 3.9. Схемы коммутации подстанций
| Схема | Частота применения %, при напряжении | |||
| 110 кВ | 220 кВ | 330 кВ | 500 кВ | |
| Блочные | 17,6 | 13,2 | — | 1,4 |
| Мостики | 22,2 | 24,6 | — | — |
| Одна несекционированная система сборных шин | — | — | 3,1 | — |
| Одна секционированная система сборных шин с обходной либо без нее | — | 7,7 | — | — |
| Две системы сборных шин с обходной | 38,0 | 39,0 | 9,4 | 1,4 |
| Четырехугольник* | 8,3 | 8,2 | 34,4 | 38,9 |
| По типу расширенного четырехугольника** | — | 1,1 | 6,2 | 1,4 |
| Заход—выход | — | 4,4 | — | — |
| По типу заход—выход*** | 9,3 | — | — | — |
| Трансформаторы—шины | — | 0,7 | 31,3 | 51,3 |
| Трансформаторы—шины с подключением линий по схеме 3/2 | — | — | 6,2 | — |
| Линии—шины | — | — | — | 1,4 |
| Схема 2/1 | — | — | — | 1,4 |
| Схема 3/2 | — | — | 9,4 | 2,8 |
| Прочие, используемые в единичных случаях | 4,6 | 1,1 | — | — |
| Итого | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
· *В процессе реализации проектных решений некоторые РУ имеют схему треугольника.
· * * Четырехугольник, к каждому узлу которого может быть подключено более одного присоединения.
· * * * Вместо выключателей установлены разъединители, в цепях трансформаторов — отделители.
При напряжении 220 кВ преимущественно применяются схемы с двумя системами шин с обходной системой либо без нее (39 %), мостиков (24,6 %) и блочные (13,2 %). Их результирующая частота применения свыше 70 %. По сравнению с РУ 330 и 500 кВ наблюдается снижение унификации схем.
Дополнительно рассмотрим схемы коммутации на вторичной стороне 110—220 кВ подстанций с высшим напряжением 220—500 кВ. Последние в сети соответствующего класса напряжения являются нагрузочными узлами, вторичная сторона подстанций — источники питания сети рассматриваемого класса напряжения. В основном РУ 110—220 кВ выполнены по схеме с двумя системами сборных шин с обходной либо без нее. Для РУ 110—220 кВ подстанций 500/220, 500/110, 500/220/ 110,330/110 и 330/220/110 кВ обходная система применялась всегда.
Количество подстанций 750 кВ невелико . На них использованы следующие схемы: четырехугольник (треугольник) — шесть, по типу расширенного четырехугольника — одна, трансформаторы—шины — две, полуторная — две подстанции. Преимущественно на подстанциях высшего напряжения 750 кВ применяется полуторная схема на стороне 330 кВ.