Сторінка 3 з 30
а - структурна схема розподілу енергії ((варіанти I і 2); б, в, г, д, е - варіанти схем ПГВ; ж, з, і - варіанти схем УРП; до - під'єднання двох ліній глибоких вводів під один загальний вимикач на УРП.
Під вузловий розподільної підстанцією розуміється центральна підстанція підприємства на напругу 110-500 кВ, яка отримує енергію від енергосистеми і розподіляє її по підстанціях глибоких введень 35-220 кВ даного підприємства. Залежно від напруги, що підводиться вузлова підстанція може бути чисто розподільної або ж з частковою трансформацією, наприклад з 330 або 500 кВ на напругу 110 кВ, що є напругою розподільчої мережі першого ступеня.
У деяких випадках доцільно поєднання УРП з районної підстанцією енергосистеми, особливо якщо основна або значна частина електроенергії споживається даним підприємством. Система шин УРП зазвичай одиночна секціонірованная. На великих УРП із значним числом приєднань застосовується обхідна система шин. В окремих випадках застосовується подвійна система шин з обхідний системою з належним обґрунтуванням її необхідності.
На підприємствах великих або дуже відповідальних, а також при забрудненого оточуючого середовища доцільно спорудження двох УРП, розташованих, таким чином, щоб вони ні в якому разі не потрапляли одночасно в факел забруднення. Тоді схема розподілу енергії набуває вигляду, зображений на рис. 1-2 (варіант 2). Магістральні глибокі вводи (див. Рис. 1-1) доцільні і допустимі при нормальній або мало забрудненого оточуючого середовища і можливості проходження повітряних ліній і розміщення підстанцій 110-220 кВ на території підприємства біля відповідних основних груп електроприймачів. Не рекомендується приєднувати до однієї магістральної лінії понад чотири підстанцій при потужності трансформаторів до 20 МВА і більше двох-трьох підстанцій з трансформаторами більшої потужності. Магістральні схеми з віддільниками мають такі недоліки:
При пошкодженні будь-якого трансформатора відключаються короткотривалий час інші трансформатори, підключення до даної магістральної лінії, на час дії автоматики [Л. 2].
Іноді доводиться вдаватися до двократного автоматичного повторного включення (АПВ) [Л. 2], а це ускладнює пристрій АПВ.
Ускладнюються захист і автоматика при наявності на вторинному напрузі (6-10 кВ) великих синхронних електродвигунів, синхронних компенсаторів, зв'язків з ТЕЦ та інших джерел, що дають підживлення при короткому замиканні в мережі первинної напруги.
Широкому застосуванню магістральних глибоких вводів з віддільниками і короткозамикачами в даний час перешкоджає недостатньо надійна робота цих апаратів, особливо в забруднених зонах. Мав місце ряд аварій і відмов у роботі внаслідок дефектів цих апаратів (недостатність зусиль, що розвиваються пружинами, незахищеність пружин і механізмів від атмосферних опадів і обмерзання, поломки тяг, нечітка робота блокувального реле). Ці обставини тимчасово обмежують застосування магістральних схем надалі до випуску нових отделителей і короткозамикачів, контакти яких будуть укладені в закриту оболонку, заповнену елегазом, електрична міцність якого навіть при невеликому тиску досягає міцності масла. Якщо все
ж за умовами генплану і загальної схеми електропостачання доводиться застосовувати магістральний харчування і так звані «підключених до цих відгалужень» підстанції, то необхідно виконати наступні дії:
передбачати цілком надійне і достатнє резервування на випадок відмови одного з отделителей або короткозамикачів;
в окремих випадках в забруднених зонах або для особливо відповідальних споживачів встановлювати на відгалуженнях до трансформаторів масляні або повітряні вимикачі (див. рис. 1-1, ж і 1-2, е); в останньому випадку потрібен дуже обережний підхід і питання про відповідальність установок повинен кваліфіковано вирішуватися в кожному окремому випадку з ретельним урахуванням всіх факторів, щоб уникнути необгрунтованих надмірностей.
Радіальні глибокі вводи (рис. 1-2) застосовуються переважно при забрудненого оточуючого середовища, хоча в ряді випадків застосування їх може виявитися доцільним і при нормальному середовищі. Застосування кабельних радіальних вводів особливо доцільно при обмеженої території і наявності будівель, споруд і верхніх промислових розводок, що заважають проходженню повітряних ліній і розміщення підстанцій 110-220 кВ. При радіальних схемах глибоких вводів аварії на лінії живлення або в трансформаторі не відбиваються на роботі інших підстанцій, і в цьому полягає перевага їх перед магістральними схемами. Але радіальні лінії дорожче магістральних. Для їх здешевлення можна приєднати дві лінії глибоких вводів під один вимикач на УРП (рис. 1-2, к) замість схеми з окремими лініями до кожного трансформатора. Кожна ПГВ отримує харчування від двох різних секцій шин УРП.
Дія схеми на рис. 1-2, до відбувається наступним чином. При пошкодженні Т2 на ПГВ1 від його захисту подається імпульс на відключення вимикача МВ2 на ВП. Вказівний реле фіксує пошкоджений трансформатор. Після невдалого АПВ черговий відключає роз'єднувач Р1 і включає знову вимикач МВ2, тим самим відновлюючи харчування неушкодженого трансформатора на ПГВ2 по лінії Л2. Якщо ІП розташований в чистій зоні, то замість роз'єднувачів Р1 і Р2 можна поставити отделители, і всі описані вище операції будуть виконані автоматично. На час відключення ліній Л1 і Л2 харчування відповідних секцій ПГВ1 і ПГВ2 буде автоматично відновлено від сусідніх трансформаторів за допомогою АВР секційних вимикачів. При аварії на лінії Л1 або JI2 після неуспішного АПВ відключається МВ2 від захисту відповідної лінії. Пошкоджена лінія фіксується вказівним реле. Відновлення харчування по здорової лінії відбувається так само, як і в описаному вище випадку аварії з трансформатором, а харчування секції па стороні 6-10 кВ відновлюється за допомогою АВР секційного вимикача.
З викладеного випливає, що при системі двотрансформаторних ПГВ схема на рис. 1-2, до забезпечує безперебійне живлення відповідальних споживачів при необхідному запасі потужності обраних трансформаторів при використанні їх допустимої післяаварійного перевантаження і наявності АВР на вторинному напрузі трансформаторів. Основною перевагою системи глибоких вводів і Розукрупнений підстанцій 110-220 кВ є різке спрощення і отже, здешевлення розподільної мережі з одночасним підвищенням її загальної надійності. Відпадають проміжні розподільні пункти (РП), необхідні при великих ДПП, так як при Розукрупнений підстанціях 110-220 кВ (ПГВ) функції РП виконують розподільні пристрої вторинної напруги (6-10 кВ). Отже, відпадає ланка комутації і одна проміжна мережеве ланка, а іноді скорочується число ступенів трансформації. Розподіл енергії на першому місці проводиться при підвищеній напрузі, т. Е. З мінімальними втратами енергії і витратами провідникового металу і меншими капіталовкладеннями. Різко скорочуються розподільні мережі вторинної напруги 6-10 кВ, а отже, сильно зменшується протяжність дорогих кабельних тунелів та інших кабельних трас і підвищується надійність каналізації енергії.
Загальна надійність електропостачання підвищується також тому, що зона аварії різко скорочується, так як при аварії випадає тільки одна порівняно невелика ланка, яке легше відновити, ніж при потужних ДПП. При Розукрупнений підстанціях глибоких введень виходять ще такі додаткові переваги:
Зменшуються робочі струми і струми к. З. на вторинному напрузі зазначених порівняно невеликих підстанцій. Отже, спрощується комутація і в ряді випадків можна обійтися без реактірованія ліній або ж застосувати групові реактори в ланцюгах трансформаторів і не будуть потрібні дорогі громіздкі багатоамперні вимикачі типу МГГ на вводах і секціях. Значно полегшується завдання регулювання напруги (див. § 1-7,6).
Мал. 1-3. Зони забруднення.
- джерело забруднення; 2 - зона III ступеня забруднення; 3-зона II ступеня забруднення; 4 - зона I ступеня забруднення; 5 - ЗРУ; 6 - ОРУ з посиленою ізоляцією; 7 - ОРУ з нормальною ізоляцією.
Спрощується розвиток електропостачання, яке вирішується простіше і дешевше, в більшості випадків шляхом спорудження нових підстанцій в центрах виникають навантажень, а не шляхом розширення існуючих підстанцій, як це робилося раніше при потужних ДПП. Передбачається все ж можливість заміни встановлених трансформаторів трансформаторами більшої потужності при видачі будівельного завдання на фундаменти і маслозбірних пристрій.
На підприємствах чорної і кольорової металургії, хімії та ін. Є ряд виробництв, що виділяють шкідливі забирає, що забруднюють навколишнє середовище.
В експлуатації виявилася велика аварійність на відкритих підстанціях, розташованих в районах підприємств, схильних до найбільш інтенсивного забруднення заводськими забирає.
У цих районах не допускається відкрита установка електрообладнання або застосування апаратів з нормальною електричною ізоляцією. Встановлено [Л. 6] три зони за ступенем забрудненості навколишнього середовища для вибору типу підстанцій, їх розміщення і вибору ізоляції електрообладнання (рис. 1-3). Зона I (з першим ступенем забрудненості) - найчистіша. У межах цієї зони можна розміщувати відкриті підстанції будь-якої складності з нормальною ізоляцією. У зоні II (з другої ступенем забрудненості) на відкритих підстанціях зі збірними шинами і розвиненою схемою комутації необхідно передбачати ізоляцію посиленого виконання класу Б по ГОСТ 9920-61 або вибирати ізоляцію на наступний клас напруги, або ж передбачати закриті розподільні пристрої (ЗРП).
Траса токопроводов вибирається з таким розрахунком, щоб вона проходила в зонах основних електричних навантажень. У центрах груп цих навантажень розміщуються розподільчі пункти, що живляться від струмопроводів. При правильному виборі траси забезпечується харчування від струмопроводів приблизно 70-75% всіх електричних навантажень підприємства. Решта споживачів, розташовані поза зоною проходження токопроводов, харчуються або безпосередньо від основних центрів харчування (ДПП, ТЕЦ), або ж від виносних підстанцій, що живляться кабельними лініями від найближчого РП. У більшості випадків струмопроводи, крім розподілу енергії між підстанціями, розташованими по їх трасі, використовуються також в якості зв'язків між джерелами живлення з метою їх взаємного резервування.
При зіставленні і виборі однієї з двох описаних вище прогресивних систем розподілу енергії на першому місці електропостачання, крім переданих потужностей, необхідно керуватися також такими міркуваннями. Якщо за умовами розміщення навантажень і побудови генплану вдається максимально здійснити принцип дроблення підстанцій 110 кВ, то необхідність у потужних струмопроводах, природно, відпадає. Якщо ж розміщення великої кількості підстанцій 110-220 кВ і проходження повітряних ліній глибоких вводів утруднені, то застосовуються струмопроводи. Остаточне рішення приймається при побудові генплану на підставі технікоекономічного розрахунку. Іноді одночасно застосовуються обидві ці прогресивні системи. Прикладом такого поєднання може служити схема електропостачання великого району підприємства, наведена на рис. 1-7. На схемі показані дві двотрансформаторні підстанції глибоких вводів 110 кВ із застосуванням трансформаторів з розщепленими обмотками. Розподіл електроенергії в основному здійснюється по струмопроводу 6 кВ. Але частина зовнішніх споживачів, а також споживачів, розташованих поза трасою токопроводов, харчується від шин вторинного напруги ГПП або виносних РП, пригоди безпосередньо до висновків вторинної напруги трансформаторів. Передбачені аварійні резервні зв'язку на кінцевих ділянках токопроводов, що живляться від різних ДПП, чим досягається велика надійність живлення.
На ділянках першого ступеня електропостачання з потужністю менше 20 МВт застосовуються кабельні лінії. При цьому для економії дорогих осередків і апаратів на живильному центрі іноді доцільно застосовувати включення двох радіальних або краще магістральних ліній на один вимикач або під один реактор.
Мал. 1-7. Схема електропостачання з застосуванням глибоких вводів і струмопроводів.
На рис. 1-12, а наведена схема електропостачання одного з районів великого підприємства з двома основними незалежними джерелами у вигляді двох секцій ДПП, Для аварійного живлення особливих груп електроприймачів, наявних на РП2 і РП3, додатково передбачена магістраль невеликої потужності, що заходить по черзі на ці РП і харчується від третього аварійного джерела, в якості якого може служити перемичка від сусіднього підприємства або будь-який інший незалежний джерело, в тому числі невеликий генератор, що приводиться двигуном внутрішнього сгор ания. При наявності АВР на РП аварійне живлення може бути автоматично подано на той РП, до якого приєднані особливі групи електроприймачів. На РП1, що не має «особливих» груп електроприймачів, захід аварійної магістралі не передбачений. Робота схеми відбувається наступним чином. При зникненні напруги на будь-який з секцій РП2 або РП3 автоматично включається секційний вимикач і все харчування РП перекладається тільки на одне джерело по одній з ліній живлення. Тоді підготовляється третє джерело, щоб забезпечити харчування «особливої» групи електроприймачів при повній втраті живлення РП2 або РПЗ від ДПП. Щоб уникнути перевантаження третього джерела особливі групи електроприймачів виділяються або передбачається автоматичне відключення інших електроприймачів перед введенням третього джерела живлення.
На рис. 1-12,6 наведено приклад схеми електропостачання порівняно невеликої ділянки великого енергоємного підприємства, але з відповідальними навантаженнями. Розподіл електроенергії на цій ділянці відбувається від двох РП, кожен з яких живиться від двох незалежних джерел I і II, підключених до різних секціях цих джерел, т. Е. Кожна з них також є незалежним джерелом харчування відповідно до ПУЕ. Одиночна система збірних шин РП секціонірована з АВР на секційному вимикачі. Відповідальні цехові підстанції (двотрансформаторні) живляться від шин 6-10 кВ різних РП, розташованих на найближчому відстані одна від одної, за блочною схемою лінія - трансформатор без збірних шин і вимикачів на стороні 6-10 кВ. Якщо РП значно віддалені один від іншого, то харчування цехових підстанцій більш доцільно проводити від різних секцій одного РП. Шини 0,4 кВ цехових підстанцій секціонованими із застосуванням АВР на секційному автоматі.
Схема розрахована таким чином, щоб в аварійному режимі на будь-якій ділянці було автоматично забезпечено харчування навантажень особливої групи, наявних на КТП1 і КТП2, за допомогою кабельних перемичок низької напруги між відповідними секціями КТП. Підготовка перемички відбувається наступним чином. При виході з роботи, наприклад, РП2 або аварії на лінії, що йде від РП2 до трансформатора Т2, включається секційний автомат на КТП2 і все електроприймачі живляться тільки від однієї лінії, що йде від РП1 і одного трансформатора 77. Тоді перевіряється готовність перемички, і вона включається з боку КТП1, щоб електроприймачі особливої групи не втратили харчування в разі можливої аварії з трансформатором 77 або живильної його лінією. В останньому випадку перемичка автоматично включається автоматом на стороні КТП2. Так як перемичка розрахована тільки на харчування особливої групи електроприймачів, то вони повинні бути виділені або ж має бути передбачено автоматичне відключення інших електроприймачів щоб уникнути перевантаження і пошкодження перемички. У схемі на рис. 1-12,6 все трансформатори і кабелі постійно навантажені і працюють при найбільш економічному режимі з мінімально можливими при такій схемі втратами електроенергії.
Наведені приклади показують, як можна порівняно недорого передбачити цілком надійне живлення електроприймачів особливої групи, безперебійна робота яких необхідна для безаварійного зупинки виробництва.