Наиболее простой схемой электроустановок на стороне 6—10 кВ является схема с одной несекционированной системой сборных шин
1)Схема с одной несекционированной системой шин применяется при полном резервировании потребителей по сети, при наличии технологического резерва на электростанциях, при питании от сборных шин неответственных потребителей третьей категории.
Схема проста и наглядна,экономична
2)На рис. 5.6 показана схема с одной системой сборных шин, секционированной выключателем,что повышает надежность. полностью теряется при повреждении секционного выключателя, при повреждении одной из секций и при выводе в ремонт другой.
Схема проста, наглядна, экономична,удобна в эксплуатации.
Область применения 6-220кВ.
3)
| 13-Две рабочие системы шин |                                       
| 110-220 кВ | При 5 и более присоединениях, повышенных требованиях к сохранению в работе присоединений, но допускающих потерю напряжения при повреждении в зоне сборных шин на время оперативных переключений по переводу присоединений на другую систему шин; при необходимости деления сети. |
При выводе одной системы шин в ремонт все присоединения переводятся на другую систему шин.При включенном шинно-соединительном выключателе операция производится разъединителями,т.е. без отключения присоединения.Схема экономична, менее наглядна, надежна.
4)Для РУ 110—220 кВ с большим числом присоединений применяется схема с двумя рабочими и обходной системами шин с одним выключателем на цепь
. Рассмотренная схема рекомендуется для РУ 110—220 кВ на стороне ВН и СНподстанций при числе присоединений 7—15 [9], а также на электростанциях при числе присоединений 11 [8].
Обходная система шин предназначена для для замены одного выключателя на присоединении при выводе в ремонт.Увеличено количество разъъединителей,операций с разъединителями под напряжением.
2. Схемы электрических соединений распределительных устройств (кольцевые). Область применения.
| 6Н-Треуго-льник | 
| 110-750 кВ | Для РУ 110-220 кВ однотрансформа-торных ПС. Данная схема является альтернативой схеме 6 (заход-выход). Для РУ 330-750 кВ используется как начальный этап более сложных схем. |
| 7-Четырех-угольник |         
        
| 110-750 кВ | Для двух-трансформаторных ПС питаемых по 2-м ВЛ, при необходимости секционирования транзитной ВЛ. Может применять-ся в качестве начального этапа схемы «трансфор-маторы-шины». Схема является альтернативой схемам «мостиков» и по многим показателям является предпочтительной. |
| 8-Шести-угольник |
| 110-330 кВ | Для двух- трансформаторных узловых ПС с 4-я ВЛ или с другим соотношением из 6 присоединений. |
3. Схемы электрических соединений распределительных устройств (комбинированные со сборными шинами). Область применения.
В распределительных устройствах 330—750 кВ применяется схема с двумя системами шин и тремя выключателями на две цепи. Достоинством схемы является то, что при ревизии любого выключателя все присоединения остаются в работе. Другим достоинством полуторной схемы является её высокая надежность, так как все цепи остаются в работе даже при повреждении на сборных шинах. на шесть присоединений необходимо девять выключателей, т.е. на каждое присоединение «полтора» выключателя (отсюда происходит второе название схемы: «полуторная», или «схема с 3/2 выключателя на цепь»).
Недостатками рассмотренной схемы являются:
- отключение КЗ на линии двумя выключателями, что увеличивает общее количество ревизий выключателей;
- удорожание конструкции РУ при нечетном числе присоединений, так как одна цепь должна присоединяться через два выключателя;
- увеличение количества выключателей в схеме.
Благодаря высокой надежности и гибкости схема находит широкое применение в РУ 330—750 кВ на мощных электростанциях.
На узловых подстанциях такая схема применяется при числе присоединений восемь и более. При меньшем числе присоединений линии включаются в цепочку из трех выключателей, а трансформаторы присоединяются непосредственно к шинам, без выключателей, образуя блок трансформатор — шины.
Схема с двумя системами шин и с четырьмя выключателями на три цепи продолжает принятую идеологию предыдущей схемы. Всхеме на рис. 5.14, а на девять присоединений требуется 12 выключателей, т.е. на каждое присоединение 4/3 выключателя. Наилучшие показатели схема имеет, если число линий в 2 раза меньше или больше числа трансформаторов
Схема с 4/3 выключателя на присоединение имеет все достоинства полуторной схемы, а кроме того:
- схема более экономична (1,33 выключателя на присоединение вместо 1,5);
- секционирование сборных шин требуется только при 15 присоединениях и более;
- надежность схемы практически не снижается, если в одной цепочке будут присоединены две линии и один трансформатор вместо двух трансформаторов и одной линии;
Схема находит применение в РУ 330—500 кВ мощных КЭС и АЭС.
4. Собственные нужды подстанций.
на собственные нужды подстанции приходится 0,08-0,1% мощности подстанции.
На подстанциях потребителями собственных нужд могут быть: электроосвещение, вентиляторы охлаждения силовых трансформаторов, зарядные и подзарядные агрегаты аккумуляторных батарей, масляное хозяйство, мастерские, компрессорное хозяйство (при воздушных выключателях), вентиляция помещений, водоснабжение, отопление и т.д. Если на подстанции установлены синхронные компенсаторы, то добавляется потребление электроэнергии механизмами собственных нужд компенсаторов.
5. Схемы подключения ТСН на подстанциях.
может подключаться к шинам, может подключаться между отпайкой низшего напряжения и выключателем.
тсн малой мощности можно устанавливать в кру.
6. Структурные схемы электрических станций.
Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования (числа генераторов, трансформаторов)распределения генераторов и нагрузки между распределительными устройствами разного напряжения и связи между РУ. На рис. 5.1 показаны структурные схемы ТЭЦ. Если ТЭЦ сооружается вблизи потребителей электроэнергии U =6—10 кВ, то необходимо иметь распределительное устройство генераторного напряжения (ГРУ). Количество генераторов, присоединяемых к ГРУ, зависит от нагрузки 6—10 кВ. На рис. 5.1, а два генератора присоединены к ГРУ, а один, как правило, более мощный, — к распределительному устройству высокого напряжения (РУ ВН). Линии 110—220 кВ, присоединенные к этому РУ, осуществляют связь с энергосистемой.
а) б)
Рис. 5.1. Структурные схемы ТЭЦ
Если вблизи ТЭЦ предусматривается сооружение энергоёмких производств, то питание их может осуществляться по ВЛ 35— 110 кВ. В этом случае на ТЭЦ предусматривается распределительное устройство среднего напряжения (РУ СН) (рис. 5.1, б). Связь между РУ разного напряжения осуществляется с помощью трёхобмоточных трансформаторов или автотрансформаторов.
При незначительной нагрузке (6—10 кВ) целесообразно блочное соединение генераторов с повышающими трансформаторами без поперечной связи на генераторном напряжении, что уменьшает токи КЗ и позволяет вместо дорогостоящего ГРУ применить комплектное РУ для присоединения потребителей 6—10 кВ (см. рис. 5.2). Мощные энергоблоки 100—250 МВт присоединяются к РУ ВН без отпайки для питания потребителей.
На рис. 5.3 показаны структурные схемы электростанций с преимущественным распределением электроэнергии на повышенном напряжении (КЭС, ГЭС, АЭС). Отсутствие потребителей вблизи таких электростанций позволяет отказаться от ГРУ. Все генераторы соединяются в блоки с повышающими трансформаторами. Параллельная работа блоков осуществляется на высоком напряжении, где предусматривается распределительное устройство.
Если электроэнергия выдаётся на высшем и среднем напряжении, то связь между РУ осуществляется автотрансформатором связи (рис. 5.3, б) или автотрансформатором, установленном в блоке с генератором (рис. 5.3, в).
Рис. 5.3. Структурные схемы КЭС, ГЭС, АЭС
7. Схемы СН электростанций (ТЭЦ).
На электростанциях с поперечными связями в тепловой части, например на ТЭЦ, схема сети СН 6,3 кВ имеет свои особенности. На таких электростанциях, где возможно любое сочетание работающих котлов и турбин, рабочее и резервное электроснабжение собственных нужд осуществляется от сборных шин главного распределительного устройства (ГРУ), к которому подключены генераторы G (рис. 5.58).
Рис. 5.58. Схема питания секций СН 6,3 кВ на ТЭЦ с ГРУ 6,3 кВ
Необходимая надежность питания СН обеспечивается при этом благодаря тому, что к ГРУ присоединены не только генераторы, но и трансформаторы Т, связывающие ГРУ с РУ высшего напряжения ТЭЦ, что обеспечивает возможность питания СН как от генераторов станции, так и от энергосистемы. В качестве питающих элементов СН при номинальном напряжении генераторов 6,3 кВ применяются реактированные линии (рис. 5.58), а при напряжении 10,5 кВ вместо реакторов включаются трансформаторы 10,5/6,3 кВ. Количество секций РУСН 6,3 кВ, как правило, соответствует числу котлов на ТЭЦ. С целью облегчения самозапуска иногда выделяют на отдельные секции электродвигатели крупных питательных насосов (ПЭН), сетевых насосов (СЭН) и др.
ГРУ ТЭЦ напряжением 6,3 кВ имеет две системы шин: рабочую АА, секционированную на АА1 и АА2, и резервную АВ. Для обеспечения надежности питания СН принята работа сборных шин ГРУ по схеме с фиксированным присоединением элементов к обеим системам шин.
8. Выбор количества и мощности ТСН на подстанциях.
Мощность трансформаторов с. н. выбирается по нагрузкам с. н. с учетом коэффициентов загрузки и одновременности, при этом отдельно учитываются летняя и зимняя нагрузки, а также нагрузка в период ремонтных работ на подстанции.
расчетную нагрузку:
где kc — коэффициент спроса, учитывающий коэффициенты одновременности и загрузки. В ориентировочных расчетах можно принять 0,8. Мощность трансформаторов с.н, выбирается:
при двух трансформаторах с.н. на подстанции без постоянного дежурства и при одном трансформаторе с.н.
при двух трансформаторах с. н. на подстанции с постоянным дежурством
где Кп — коэффициент допустимой аварийной перегрузки, его можно принять равным 1.4; если число трансформаторов с.н. больше двух, то
Предельная мощность каждого трансформатора с. н. должна быть не более 630 кВ-А..
9. Общие требования, предъявляемые к схемам электроустановок.
· Надежность
· экономичность
· удобство в эксплуатации
· безопасность обслуживания
· пожарная безопасность
· схема должна отвечать требованиям рз, зазаемлению, грозозащите.
10. Конструкции ЗРУ.
В ЗРУ может быть установлено следующее оборудование: в цепях генераторов и трансформаторов, секционных и шиносоединительных ячейках выключатели; для отходящих линий — шкафы КРУ с выключателями. Секционные реакторы. Сборные шины.
11. Конструкции ОРУ.
Распределительное устройство, расположенное на открытом воздухе, называется открытым распределительнымустройством (ОРУ).
К конструктивным элементам ОРУ относятся сборные шины и ошиновка. Сборные и соединительные шины (ошиновку) ОРУ выполняют гибкими и жесткими шинами, возможно применение комбинированных конструкций — жёстких шин и гибкой ошиновки.
Преимущественно гибкие шины получили распространение на напряжение 35 кВ и выше. В качестве гибких шин используют много-проволочные витые алюминиевые (А), сталеалюминиевые (АС) и полые алюминиевые (ПА) провода.
Жесткие шины наиболее широко используют в токопроводах до 110 кВ. Для подвески проводов, гибких токопроводов, шин, ошиновок и их изоляторов в ОРУ применяются порталы, стойки и другие опорные конструкции. Чаще всего они изготавляются комбинированными (железо-бетонные опоры и стальные траверсы), реже используются полностью стальные опоры и порталы. Внешний вид шинных и линейных порталов приведён на рис. 5.32, размеры и расстояния между проводами указаны в табл. 5.2.
а)
б)
Рис. 5.32. Вид порталов ОРУ: а — шинные; б — линейные