Схемы РУ, указанные в схеме развития энергосистемы, электрических сетей района, города или в схемах электроснабжения объекта, являются предварительными и уточняются при конкретном проектировании ПС.
Приведенные ниже схемы применимы для всех типов РУ (ОРУ 35- 750кВ, ЗРУ10-220кВ, ОРУ в составе КТПБ 35-220кВ, КРУЭ 110-500кВ) в соответствии с перечнем схем для каждого класса напряжения. Кроме приведенных в перечне схем, при конкретном проектировании и обосновании, могут быть применены и другие схемы РУ.
Число трансформаторов высшего напряжения, устанавливаемых на ПС, принимается, как правило, не менее двух. Они подключаются к разным секциям (системам) шин. При расширении ПС число трансформаторов может возрасти до 3-4 при наличии обоснования. 6 При установке 4-х и более трансформаторов на ПС допускается, при соответствующем обосновании, присоединение их к РУ на стороне ВН группами из 2-3 трансформаторов через один выключатель с установкой разъединителя в цепи каждого трансформатора.
При выборе схем РУ необходимо руководствоваться следующим:
Схема РУ выбирается с учетом схемы прилегающей сети, ее параметров и перспектив развития, количества присоединяемых ВЛ и трансформаторов, необходимости секционирования и установки компенсирующих устройств, размера и стоимости земельного участка, природно-климатических условий и других факторов. Схема РУ разрабатывается с учетом назначения подстанции в данной энергосистеме, надежности работы примыкающих ВЛ и подстанций и условий их резервирования.
Основные требования, предъявляемые к схемам РУ заключаются в обеспечении качества функционирования ПС: надежности, экономичности, наглядности и простоте, возможности и безопасности обслуживания, выполнения ремонтов и расширения, компактности и др.
Отказ любого выключателя, в РУ 35-110 кВ с секционированными сборными шинами, как правило, не должен приводить к отключению более 6 присоединений, в том числе не более 1 трансформатора если при этом не нарушается более одной цепи транзита и электроснабжение особо ответственных электроприемников 1-ой категории.
Отказ любого выключателя в РУ 220 кВ с секционированными сборными шинами, как правило, не должен приводить к отключению более 4-х присоединений в т.ч. не более 1 трансформатора, если при этом не нарушается более одной цепи транзита, электроснабжение особо ответственных электроприемников 1-ой категории и устойчивость работы энергосистемы.
Отказ любого выключателя в РУ 330 кВ и выше не должен приводить к отключению более одного трансформатора и одной линии, если это допустимо по условиям устойчивости энергосистемы.
Отказ любого выключателя в РУ 330 кВ и выше при ремонте другого выключателя не должен приводить к отключению более 1 трансформатора и двух линий, если при этом обеспечивается устойчивость энергосистемы. Число одновременно отключаемых выключателей в пределах РУ одного напряжения должно быть не более: -при повреждении линии – двух; -при повреждении трансформаторов напряжением до 500 кВ включительно – четырех, а при напряжении 750 кВ – трех.
Обобщенным критерием при выборе схемы РУ при равном обеспечении качества функционирования ПС является минимум затрат на строительство и эксплуатацию РУ и подстанции в целом.
При применении типовых схем для конкретной ПС с заданным количеством РУ разных напряжений и ВЛ подлежат определению:
Типы, количество и технические параметры основного оборудования; 7 Необходимость и места установки регулирующих, защитных и компенсирующих устройств, измерительных трансформаторов тока и напряжения, токоограничивающих и дугогасящих реакторов, а также схемы их присоединения;
Режимы нейтралей трансформаторов всех классов напряжений;
Параметры оборудования высокочастотной обработки линий и количество обрабатываемых фаз;
Необходимость установки устройств для плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ. 1.3.6 Необходимость, параметры и места ограничителей перенапряжений (ОПН). Рекомендации по установке ОП и уточняются при конкретном проектировании.
Для РУ 150 кВ применяются схемы, рекомендованные для напряжения 110 кВ.
При большом числе присоединений, для ограничения токов к.з., при необходимости системного деления сети, для ограничения числа одновременно отключаемых выключателей присоединений, сборные шины РУ секционируют.
На ПС с одной группой трансформаторов и шунтирующих реакторов подключение резервных фаз рекомендуется предусматривать с помощью заранее смонтированных перемычек (при снятом напряжении).
Схемы с подключением всех или части присоединений через два выключателя (6Н, 7,8, 9Н, 9АН, 12Н, 15, 16, 17) применяются если по условиям надежности электроснабжения потребителей или сохранения транзита мощности через ПС к схеме РУ предъявляются требования о недопустимости отключения присоединений (каждого или отдельных) при отключении выключателя присоединения по любой причине, кроме повреждения присоединения. Схемы с двумя системами шин и одним выключателем на присоединение (13, 13Н, 14) применяются в РУ 110-220 кВ в случаях, когда имеются присоединения, длительное отключение которых (на все время вывода из работы сборных шин) недопустимо. При этом: -при повреждениях в зоне сборных шин допускается кратковременное отключение этих присоединений на время оперативных переключений, связанных с переводом присоединений на другую (неповрежденную) систему шин; -подключение этих присоединений через два выключателя экономически нецелесообразно или технически невозможно (например, из-за ограниченности площадки, отведенной под РУ). Схемы с обходной системой шин – с одной рабочей и обходной системами шин (схемы 12 и 12Н), с двумя рабочими и обходной системами шин (13Н и 14) применяются в РУ 110-220 кВ в следующих случаях: -когда в РУ имеются присоединения, отключение которых при выводе выключателя из работы (отключении его оперативным персоналом) 8 недопустимо даже кратковременно, а подключение этих присоединений через два выключателя экономически нецелесообразно или технически невозможно; -когда обходная система шин необходима для организации схемы устройства плавки гололеда, для районов с загрязненной атмосферой и необходимости периодической очистки изоляции, при других обоснованиях.
Если допускается отключение присоединений при отключении выключателя (автоматическом или оперативным персоналом) на длительное время, то применяются схемы: -при числе присоединений до 4-х включительно – упрощенные (блочные, мостиковые) схемы (3Н, 4Н, 5Н, 5АН); -при числе присоединений 5 и более – схема с одной секционированной выключателем системой шин (9) и схемы с одной системой шин с секционирующими цепочками из 2-х или 3-х выключателей, с подключением ответственных присоединений в секционирующие цепочки (9Н, 9АН).
При разработке схем РУ необходимо соблюдать «Регламент взаимодействия ОАО «ФСК ЕЭС» И ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС» по подготовке к утверждению схем электрических соединений подстанций и линий электропередач при новом строительстве, расширении, техническом перевооружении и реконструкции объектов электросетевого комплекса, принадлежащих ОАО «ФСК ЕЭС».
Применяются следующие схемы распределительных устройств с одной несекционированной системой шин;
• с одной секционированной системой шин;
• с двумя одиночными секционированными системами шин';
• с четырьмя одиночными секционированными системами шин2;
• с одной секционированной и обходной системами шин;
• с двумя системами шин;
• с двумя секционированными системами шин;
• с двумя системами шин и обходной;
• с двумя секционированными системами шин и обходной. Схема с одной несекционированной системой шин — самая простая
Ниже приведу несколько видов схем из данного списка.
схема, которая применяется в сетях 6—35 кВ (рис. 3). В сетях 10(6) кВ схему называют одиночной системой шин. На отходящих и питающих линиях устанавливается один выключатель, один шинный и один линейный разъединители.
1 Для РУ 10(6) кВ ПС с двумя трансформаторами с расщепленной обмоткой или с одним трансформатором с расщепленной обмоткой и двумя сдвоенными реакторами.
2 Для РУ 10(6) кВ ПС с двумя трансформаторами с расщепленной обмоткой и двумя сдвоенными реакторами.
Рисунок 3.
Рис.3. Схема с одной системой шин.
Недостатки данной схемы:
• в схеме используется один источник питания;
• профилактический ремонт сборных шин и шинных разъединителей связан с отключением распределительного устройства, что приводит к перерыву электроснабжения всех потребителей на время ремонта;
• повреждения в зоне сборных шин приводят к отключению распределительного устройства;
• ремонт выключателей связан с отключением соответствующих присоединений.
Схема с одной секционированной выключателем системой шин (рис. 4) позволяет частично устранить перечисленные выше недостатки предыдущей схемы путем секционирования системы шин, т. е. разделения системы шин на части с установкой в точках деления секционных выключателей. Секционирование, как правило, выполняется так, чтобы каждая секция шин получала питание от разных источников питания. Число присоединений и нагрузка на секциях шин должны быть по возможности равными.
В нормальном режиме секционный выключатель может быть включен (параллельная работа секций шин) или отключен (раздельная работа секций шин). В системах электроснабжения промышленных предприятий и городов предусматривается обычно раздельная работа секций шин. Данная схема проста, наглядна, экономична, обладает достаточно высокой надежностью, широко применяется в промышленных и городских сетях для электроснабжения потребителей любой категории на напряжениях до 35 кВ включительно.
Рисунок 4.
рис.4 Схема с одной секционированной системой шин.
Допускается применять данную схему при пяти и более присоединениях в РУ 110—220 кВ из герметизированных ячеек с элегазовой изоляцией, а также в РУ 110 кВ с выкатными выключателями при условии возможности замены выключалей в эксплуатационный период. В сетях 10(6) кВ эта схема имеет преимущество. По сравнению с одиночной несекционированной системой шин данная схема имеет более высокую надежность, так как при коротком замыкании на сборных шинах отключается только одна секция шин, вторая остается в работе.
Недостатки схемы с одной секционированной выключаталем системы шин:
• на все время проведения контроля или ремонта секции сборных шин один источник питания отключается;
• профилактический ремонт секции сборных шин и шинных разъединителей связан с отключением всех линий, подключенных к этой секции шин;
• повреждения в зоне секции сборных шин приводят к отключению всех линий соответствующей секции шин;
• ремонт выключателей связан с отключением соответствующих присоединений.
Вышеперечисленные недостатки частично устраняются при использовании схем с большим числом секций.