Схеми на свързване към мрежата на понижаващи се подстанции, Електрически мрежи, Електрически мрежи

Подстанциите за понижаване са предназначени за разпределение на енергия през НН мрежата и създаване на точки за свързване на HV мрежа (комутационни точки). Решаващият фактор за избора на местоположението на подстанцията е мрежовата схема, за която тя е предназначена да захранва. Оптималната мощност и обхват на подстанцията се определят от плътността на натоварванията в зоната на нейното местоположение и схемата на НН мрежата. При висока плътност на натоварванията, сложна и разклонена НН мрежа, трябва да се има предвид целесъобразността за намаляване на подстанциите на НН, за да се увеличи надеждността на електрозахранването и да се намалят разходите за изграждане на НН мрежа.

Нормативните документи не установяват класификацията на подстанциите според тяхното място и начин на свързване към мрежата. Въз основа на използваните типове мрежова конфигурация (виж точка 4.2) и възможните схеми за свързване на подстанция, те могат да бъдат разделени на следното (7):

задънена улица - захранвана от една (стр. 4.7, а) или две радиални линии; схема 4.7, а се счита за първи етап от развитието на мрежата с последваща трансформация в схема 4.7, b или 4.7, e;

клонови линии - свързани с една (7, c) или две (7, d), преминаващи въздушни линии по клони; схема 4.7, c е първият етап на развитие с последващо преобразуване в схема 4.7, d или e;

пунктове - свързани към мрежата чрез въвеждане на една линия с двупосочно захранване (7, d);

възлова - свързана към мрежата чрез поне три захранващи линии (7, f, g).

Извеждащите и преминаващите подстанции са обединени от термина междинен, който определя разположението на подстанциите между две мрежови процесори (или възлови подстанции).

Преминаващи или възлови подстанции, през чиито автобуси се осъществяват потоци между отделни точки на мрежата, се наричат транзитни.

В техническата литература и някои нормативни документи понякога се използва терминът референтна подстанция, като по правило се има предвид подстанция с по-високо напрежение (например подстанция 220/110 kV, когато се разглежда мрежа от 110 kV). Същият термин обаче се използва за определяне на оперативната роля на самолета. Следователно, за подстанции, захранващи мрежата от разглежданото напрежение, е препоръчително да се използва терминът централа на захранването (CPU).

Таблица 4.3 показва данните от статистическия анализ на честотата на прилагане на горните схеми за свързване на подстанции в мрежи 110-330 kV.

От горните данни може да се види, че повечето от подстанциите са свързани към мрежата чрез две линии. Има тенденция към увеличаване на дела на такива схеми поради намаляване на дела на подстанциите, свързани на първия етап по една линия. Делът на възловите подстанции се увеличава с увеличаване на мрежовото напрежение, докато делът на задънените и разклонителните подстанции намалява. Най-често срещаният тип подстанция 110-330 kV е контролно-пропускателен пункт.

Анализ на схемите за изграждане на електрически мрежи от 110-330 kV показва, че е препоръчително да се свържат до четири въздушни линии към възлови подстанции; по-голям брой линии по правило е следствие от неконтролирано развитие на мрежата, неуспешен избор на конфигурация или забавяне на структурата в разглежданата точка на мрежата.

Схемите за свързване на подстанцията към мрежата, допустимият брой междинни подстанции между два процесора се избират в зависимост от натоварването и отговорността на потребителите на подстанцията, дължината на разглеждания участък от мрежата, целесъобразността на нейното секциониране и необходимостта от поддържа транзит на енергия. За някои групи потребители (тягови подстанции на железопътния транспорт, помпени и компресорни станции на магистрални тръбопроводи, обекти от нефтени находища в Западен Сибир, големи градове) тези въпроси се регулират от ведомствени и нормативни документи. Препоръки за схеми за свързване на подстанции за типични групи потребители са дадени по-долу (вж. Точки 4.5-4.9).

За изпълнението на проекти на понижаващи се подстанции в схемите за развитие на енергийни системи и електрически мрежи трябва предварително да се определи: местоположението на подстанцията, електрическите натоварвания за проектни периоди, напреженията на разпределителните устройства, броя и мощността на трансформаторите, броя, посоката и натоварването на линиите по напрежение, вида и капацитета на WHB, изчислени стойности на токове на късо съединение, препоръки за основната електрическа схема.

Основни изисквания за основните електрически схеми:

схемата трябва да гарантира надеждността на преминаването на електроенергия през подстанцията в нормален, ремонтен и авариен режим в съответствие с нейната стойност за разглеждания мрежов участък;

схемата трябва да бъде възможно най-опростена, ясна, икономична и да осигурява възможността за възстановяване на електрозахранването на потребителите в аварийна ситуация чрез автоматизация без намеса на персонала;

схемата трябва да позволява поетапно развитие на реакторната централа с преход от един етап на друг без значителни реконструкции и прекъсвания в снабдяването на потребителите;

броят на едновременно задействаните превключватели в рамките на едно разпределително устройство трябва да бъде не повече от два в случай на повреда на линията и не повече от четири в случай на повреда на трансформатора.

По време на изграждането на електрически мрежи с висока скорост, на етапа на "електрификация в ширина" (1960-1985), сепараторите и късите съединения станаха широко разпространени като комутационни устройства в подстанции 110 kV (частично 35 и 220 kV) с опростена висока вериги на напрежението. Простотата на конструкцията и относителната им евтиност в сравнение с прекъсвачите направи възможно да се осигури масовото изграждане на подстанции за кратко време. В същото време тези устройства имат определени структурни

дефекти и експлоатационни недостатъци. Основният недостатък на веригите с сепаратори и къси съединения е, че изкуствено създаденото късо съединение за изключване на повредената мрежова секция по време на пауза без ток с помощта на сепаратор рязко увеличава общата продължителност на най-трудните условия на работа на превключвателите при съседни подстанции. Следователно понастоящем използването на сепаратори и къси съединения в новопостроени подстанции е прекратено и по време на реконструкцията на съществуващите подстанции те трябва да бъдат заменени с ключове.

Индексът "H" (3H, 4H, 5H, 5AH) е добавен към номерата на типичните вериги, в които сепараторите и късите съединения са заменени от превключватели.

За разпределителните устройства HV, характеризиращи се с по-малък брой връзки, като правило се използват по-прости схеми: без превключватели или с един или по-малко превключватели за всяка връзка. За разпределителните уредби на СН се използват схеми с шинни системи и с повече от един (до 1,5) превключватели на връзка.

Продължение на таблицата. 4.4

Продължение на таблицата. 4.4

Краят на таблицата. 4.4

Блоковите вериги 1, 3Н по правило са първият етап на двутрансформационна подстанция с крайна схема "двоен блок без джъмпер".

Схема 1 се използва в замърсена атмосфера, където е препоръчително да се инсталира минимум комутационно оборудване или за подстанции 330 kV, захранвани от две къси въздушни линии. Двойна 3H верига се използва вместо 4H верига в тесен район.

Схеми на многоъгълници. Схема 7 се използва при напрежение 220 kV, когато е невъзможно да се използват схеми 5H или 5AH, и при напрежение 330-750 kV - за всички подстанции, свързани към мрежата чрез две въздушни линии. Практически не се използва при 110 kV. На първия етап, с един AT, са инсталирани три превключвателя.

Схема 8 (шестоъгълник) е включена в последната редакция, за да замени разширената схема на четириъгълник. Поради присъщите недостатъци на веригата 8 (прекъсване на мрежата, когато ремонтът на който и да е превключвател съвпада с автоматично изключване на една от връзките), той няма практическо приложение. За възлови подстанции 110–220 kV се предпочитат вериги с една шинна система, а за подстанции 330 kV - „трансформаторна шина“ или една и половина.

Схеми с една и две шинни системи се използват за разпределителни уредби HV на възлови подстанции 35-220 kV и разпределителни уредби SN (LV) на подстанции 330-750 kV. Схема 9 се използва по правило от страната на подстанции SN и LV 110-330 kV.

Схема 110-12 се използва от HV страната на възлови подстанции в мрежа 110 kV (като правило 4 OHL), схеми 110-12 и 220 * 12 - от страната на подстанции MV 220 (330)/110/LV kV и 500/110/LV kV.

Ограничение за използването на верига 12 и нейното заместване с верига 13 е свързването на повече от една радиална въздушна линия към всяка секция на шината на подстанцията. Както следва от раздел 4.2 обаче, запазването на радиалните въздушни линии за дълго време е малко вероятно.

Когато се разглежда обхватът на приложение на схеми 12-14, човек трябва да се ръководи от "Общите технически изисквания за подстанции 330-750 kV от ново поколение" (JSC FGC UES, 2004), според които, като правило, едносекционна шина системите се използват за разпределителни уреди 220 kV, двойните и байпасните шинни системи се използват само със специална обосновка, по-специално в недостатъчно надеждни и несъкратени електрически мрежи.

като се вземат предвид изискванията за избор на мощност на трансформаторите с осигуряване на захранване с пълно натоварване, когато те са изключени (виж точка 5.3.12), е невъзможно да се идентифицират "повишени изисквания", при които е препоръчително да се дублират превключватели на средното напрежение в веригата на трансформатора;

в затворена разпределителна мрежа с вариращи във времето режими и ролята на отделни участъци не е възможно да се отделят повече или по-малко критични линии.

Трансформаторни вериги - шини и с един и половина превключватели за връзка 15–17 се използват за подстанции ВН 330-750 kV и разпределителни уредби SN SS 750/330, 500/220 и 1150/500 kV. Схеми 16-17 за напрежения 220-500 kV се използват по правило от страната на средното напрежение. С четири AT (вериги 15, 16) или броя на линиите повече от шест (вериги 16, 17), а също и в съответствие с условията за стабилност на системата, се проверява необходимостта от секциониране на шината.

Схеми на разпределителни устройства 10 (6) kV са показани в 9. Схемата с една секционирана комутационна шинна система (9, 1) се използва с два трансформатора с неразделени НН намотки, схемата с две секционни шинни системи (9, 2) - с два трансформатора с разделена намотка НН или двойни реактори, верига с три или четири едносекционни шинни системи (9, 3) - с два трансформатора с разделена намотка НН и двойни реактори. С подходяща обосновка е позволено да се инсталира превключвател за втора секция.

Синхронният компенсатор е свързан директно към намотката LV AT съгласно блоковата схема (9, 4) със стартиране през реактора.

Батериите на статичните кондензатори, когато са свързани към НН, обикновено са свързани към секции на ННУ.

За разпределителни устройства 20 kV - напрежение, което е получило ограничено разпределение (вж. Точка 4.1) - обикновено се препоръчва схема с едносекционна шинна система (верига 9), за отделни връзки с тупикови единични трансформаторни подстанции - блок схема (3N ).

За подстанции с високо напрежение 35-220 kV е овладяно фабричното производство на блокови комплектни трансформаторни подстанции (KTP) - KTPB (виж точка 5.8). 10 показва диаграмите на 110 kV KTPB, произведени от завода, направени по опростени схеми с HV прекъсвачи.

Схемите на KTPB 220 kV с опростени вериги от страната на ВН са показани на 11. По-долу е даден целесъобразният брой въздушни линии 110 kV, излизащи от подстанции с HV 220 kV: