Выбор главной схемы электрических соединений подстанции

Главная схема электрических соединений определяет основные качества электрической части станций и подстанций: надежность, экономичность, ремонтопригодность, безопасность обслуживания, удобство эксплуатации, удобство размещения электрооборудования, возможность дальнейшего расширения и т. д.

Выбор главной схемы – сложная задача. Многообразие исходных данных исключает возможность типовых универсальных решений, справедливых для любых условий. В большинстве случаев выбор схемы базируется на технико-экономических расчетах. А для подстанций с двумя напряжениями схема определяется однозначно и ее проектирование сводится к выбору уже существующих типовых схем – это упрощенные, с сокращенным числом выключателей или без них (блочные схемы), схемы мостиков, схемы с короткозамыкателями и отделителями.

В соответствии с нормами технологического проектирования /1/ главная схема электрических соединений подстанции выбирается с использованием схем РУ 35...750 кВ, утвержденных Минэнерго и согласованных с Госстроем. Ниже рассматриваются наиболее распространенные и характерные схемы электрических соединений подстанций.

Блочные схемы являются наиболее простыми (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Блочная схема однотрансформаторных подстанций

Они применяются на тупиковых подстанциях напряжением до 330 кВ включительно или на ответственных подстанциях, присоединенных к одной или двум параллельным линиям напряжением 220 кВ.

На двухтрансформаторных подстанциях небольшой и средней мощности напряжением от 35 до 220 кВ для присоединения к линиям с двухсторонним питанием применяются схемы с одной секционированной системой шин и схемы "мостика" (рисунки 4.2 –4.6).

Блочная схемы без перемычки (рисунок 4.2) целесообразна при небольшой длине линий, поскольку при этом вероятность отключения линии вместе с трансформатором относительно мала.

Недостаток этой схемы заключается в том, что при повреждении и ремонте линии в работе остается один трансформатор. Электроснабжение не прерывается, но оставшийся в работе трансформатор может оказаться сильно перегруженным.

Рисунок 4.2 - Блочная схема двухтрансформаторной подстанции

Схема с ремонтной перемычкой из разъединителей (рисунок 4.3) обеспечивает возможность присоединения обоих трансформаторов к одной линии при ремонте второй. Это схема с "неавтоматической" перемычкой.

Схема с отделителем двухстороннего действия на перемычке (с "автоматической" перемычкой) (рисунок 4.4) обеспечивает при повреждении на линии и отключении соответствующего трансформатора возможность автоматического подключения ко второй линии, в связи с чем уменьшается время срабатывания защиты.

Для обеспечения большей надежности и уменьшения времени срабатывания защиты, перемычка может быть выполнена на выключателе (рисунок 4.5).

Место расположения перемычки "в сторону линии" (рисунок 4.3, 4.4) или "в сторону трансформатора" (рисунок 4.5, 4.6) зависит от длины линии и графика нагрузки подстанции. Если питающие линии короткие и график нагрузки подстанции неравномерный, то перемычку целесообразно ставить "в сторону линии". Если питающие линии длинные и график нагрузки подстанции равномерный, то перемычку ставят "в сторону трансформатора" (рисунок 4.6).

Рисунок 4.3 - Блочная схема двухтрансформаторной подстанции с ремонтной перемычкой из двух разъединителей

Рисунок 4.4 - Блочная схема двухтрансформаторной подстанции с автоматической перемычкой

Наиболее надежной, но и самой дорогой является схема, выполненная на выключателях (рисунок 4.5 а, б). 80% схем тупиковых подстанций выполняются без выключателей на высокой стороне.

При коротких линиях обходятся и без короткозамыкателя, так как повреждение трансформатора может быть отключено выключателем, стоящим в голове линии без дополнительного сигнала.

Характерные схемы транзитных (проходных) подстанций приведены на рисунках 4.5 – 4.8. Если допустимо прервать транзит мощности на высокой стороне, то можно применять схемы, представленные на рисунок 4.5 и 4.6. Мощность трансформатора при этом не должна превышать 125 МВА. Сюда относятся схемы сдвоенного мостика (рисунок 4.6, 4.7). В противном случае применяются упрощенные схемы с ремонтной перемычкой (рисунок 4.8). Для увеличения надежности данные схемы полностью выполняются на выключателях, применение которых должно быть экономически обосновано.

а) б)

Рисунок 4.5

а) б)

Рисунок 4.6

Рисунок 4.7

а) б)

Рисунок 4.8