Распределительные устройства с одной системой сборных шин

В устройствах рассматриваемого вида (рис. 8.1, а) каждое присоединение содержит в общем случае выключатель и два разъединителя — шинный и линейный. Выключатели, как известно, служат для неавтоматического и автоматического отключения и включения присоединений. Разъединители необходимы для изоляций аппаратов и присоединений на время их ремонта от смежных частей системы, находящихся под напряжением.

Схемы распределительных устройств с одной системой сборных шин

Рис.8.1. Принципиальная схема РУ с одной системой сборных шин.

а — шины не секционированы; б — секционированные шины; в — секционированные шины и обходное устройство.

Термин «изоляция» следует понимать как создание видимого разрыва цепи в воздухе, обеспечивающего безопасность для людей. Так, например, при ремонте выключателя какого-либо присоединения он должен быть изолирован от сборных шин и от сети, поскольку линия, отключенная со стороны источника энергии, может оставаться включенной с противоположного конца. Только в частных случаях, когда возможность подачи напряжения с противоположного конца исключена, линейные разъединители могут отсутствовать. Это относится, например, к присоединениям двухобмоточных трансформаторов, поскольку ремонт выключателя производится при отключенном трансформаторе со стороны высшего и низшего напряжения. В присоединениях генераторов линейные разъединители также обычно не предусматриваются.

В рассматриваемой схеме операции с разъединителями допускаются только при отключенном выключателе соответствующего присоединения. Ясность этого требования и простота РУ практически исключают ошибочные операции с разъединителями. Тем не менее предусматриваются блокирующие устройства, препятствующие неправильным операциям.

Достоинство рассматриваемой схемы с одной системой сборных шин заключается в ее исключительной простоте и, следовательно, низкой стоимости. Недостатки ее следующие:

— профилактический ремонт сборных шин и шинных разъединителей связан с отключением всего устройства на время ремонта;

— ремонт выключателей и линейных разъединителей связан с отключением соответствующих присоединений, что нежелательно, а в некоторых случаях недопустимо;

— короткое замыкание в зоне сборных шин приводит к полному отключению РУ;

— то же самое имеет место в случае внешнего замыкания и отказа выключателя соответствующего присоединения.

Видео:Лапидус А.А. Схема распределительных устройств (РУ): 2СШ+ОСШСкачать

Перечисленные недостатки могут быть частично устранены с помощью указанных ниже дополнительных устройств. Приведенные затраты при этом увеличиваются. Чтобы избежать полного отключения РУ при замыкании в зоне сборных шин и обеспечить возможность их ремонта по частям, прибегают к секционированию сборных шин, т. е. разделению их на части — секции с установкой в точках деления выключателей, нормально замкнутых или нормально разомкнутых, в зависимости, от преследуемой цели. Эти выключатели называют секционными. Относительно редко встречаются устройства, сборные шины которых секционированы через разъединители, замкнутые или разомкнутые при нормальной работе. Секционирование должно быть выполнено так, чтобы каждая секция имела источники энергии (генераторы, трансформаторы) и соответствующую нагрузку (рис. 8.1,6). Присоединения распределяют между секциями с таким расчетом, чтобы вынужденное отключение одной секции по возможности не нарушало работы системы и электроснабжения потребителей. Число секций зависит от числа и мощности источников энергии, напряжения, схемы сети и режима установки. В РУ с большим числом секций сборные шины замыкают в кольцо.

На станциях секционные выключатели при нормальной работе, как правило, замкнуты, поскольку генераторы должны работать параллельно. В случае к.з. в зоне сборных шин поврежденная секция отключается автоматически. Остальные секции остаются в работе. Таким образом, секционирование через нормально замкнутые выключатели способствует повышению надежности РУ и электроустановки в целом. Заметим, однако, что в случае замыкания в секционном выключателе отключению подлежат две смежные секции, следовательно, в устройствах с двумя секциями полное отключение не исключено, хотя вероятность его относительно мала.

Читайте также: Самый хороший автомобильный шины

В РУ низшего напряжения 6—10 кВ подстанций секционные выключатели, как правило, разомкнуты в целях ограничения тока к.з. Выключатели снабжают устройствами автоматического включения резервного питания (АВР), замыкающими выключатели в случае отключения трансформатора, чтобы не нарушать электроснабжения потребителей.

Чтобы обеспечить возможность поочередного ремонта выключателей, не нарушая работы соответствующих цепей, предусматривают (преимущественно в РУ 110—220 кВ) обходные выключатели и обходную систему шин с соответствующими разъединителями в каждом присоединении (рис. 8.1, в). При нормальной работе установки обходные разъединители и обходные выключатели отключены. Замена рабочего выключателя обходным производится в следующем порядке: включают обходный выключатель, чтобы убедиться в исправности обходной системы; отключают обходный выключатель; включают обходный разъединитель ремонтируемого присоединения; вновь включают обходный выключатель; отключают выключатель, подлежащий ремонту, и соответствующие разъединители. Защита цепи во время ремонта осуществляется обходным выключателем, снабженным соответствующим комплектом релейной защиты.

В устройствах с секционированными сборными шинами и обходной системой шин (рис. 8.1, в), строго говоря, необходимы два обходных выключателя. Однако в целях экономии средств часто ограничиваются одним выключателем с двумя шинными разъединителями, с помощью которых обходный выключатель может быть присоединен к той или другой секции сборных шин.

Распределительные устройства с одной секционированной системой сборных шин получили применение на станциях и подстанциях при номинальных напряжениях до 220 кВ включительно. Основным условием применения этой схемы является наличие достаточного резерва в источниках энергии и линиях и, следовательно, возможность кратковременного отключения одной из секций без нарушения работы электроустановки в целом. Устройства с одной секционированной системой сборных шин (без обходной системы) применяют в качестве РУ 6—35 кВ подстанций, РУ 6—10 кВ станций типа ТЭЦ, РУ собственных нужд станций и др. Аналогичные устройства, но с обходной системой шин, применяют при ограниченном числе присоединений в качестве устройств среднего напряжения 110—220 кВ станций и подстанций.

23.1. Распределительные устройства с одной системой сборных шин

На рис. 23.1, а приведена схема РУ 10 кВ станции с одной системой сборных шин. К сборным шинам присоединены два генератора, два двухобмоточ-ных трансформатора и четыре линии распределительной сети. В каждом присоединении предусмотрены выключатели и разъединители, необходимые для изоляции выключателей на время их ремонта от соседних частей РУ, находящихся под напряжением. В присоединениях линий необходимы два разъединителя — шинный QS1 и линейный QS2. Последний необходим в замкнутых сетях, так как при отключенном выключателе линия может оставаться под напряжением сети. В присоединениях генераторов ограничиваются установкой шинного разъединителя, так как на время ремонта выключателя генератор должен быть развозбужден и остановлен. В присоединениях двухобмоточных повышающих и понижающих трансформаторов также ограничиваются шинными разъединителями, так как со стороны высшего или низшего напряжения имеются выключатели и соответствующие разъединители.

Достоинство РУ с одной системой сборных шин заключается в исключительной простоте и относительно низкой стоимости. Однако область его применения ограничена по следующим соображениям:

профилактический ремонт сборных шин и шинных разъединителей связан с отключением всего устройства;

Видео:Лапидус А.А. Схема распределительных устройств (РУ): 1СШ+ОСШСкачать

повреждение в зоне сборных шин приводит к отключению РУ;

ремонт выключателей связан с отключением соответствующих присоединений. ,

Эти недостатки могут быть частично устранены с помощью указанных ниже дополнительных устройств; затраты при этом увеличиваются. Чтобы избежать

Читайте также: Шины в пензе для лачетти

полного отключения РУ при замыкании в зоне сборных шин и обеспечить возможность их ремонта по частям, прибегают к секционированию сборных шин, т. е. разделению их на части — секции — с установкой в точках деления секционных выключателей QB, нормально замкнутых или нормально разомкнутых (рис. 23.1,6). Секционирование должно быть выполнено так, чтобы каждая секция имела источники энергии (генераторы, трансформаторы) и соответствующую нагрузку. Присоединения распределяют между секциями с таким расчетом, чтобы вынужденное отключение одной секции по возможности не нарушало работы системы и электроснабжения потребителей. Число секций зависит от числа и мощности источников энергии, номинального напряжения, схемы сети и режима установки. В РУ с большим числом секций сборные шины замыкают в кольцо.

На станциях секционные выключатели при нормальной работе, как правило, замкнуты, поскольку генераторы должны работать параллельно. В случае КЗ в зоне сборных шин поврежденная секция отключается автоматически. Остальные секции остаются в работе. Таким образом, секционирование через нормально замкнутые выключатели способствует повышению надежности РУ и электроустановки в целом. Заметим, однако, что в случае замыкания в секционном выключателе отключению подлежат две смежные секции, следовательно, в устройствах с двумя секциями полное отключение не исключено, хотя вероятность его относительно мала.

В РУ низшего напряжения 6-10 кВ подстанций секционные выключатели, как правило, разомкнуты в целях ограничения тока КЗ. Выключатели снабжают устройствами автоматического включения резервного питания (АВР), замыкающими выключатели в случае отключения трансформатора, чтобы не нарушать электроснабжения потребителей.

Чтобы обеспечить возможность поочередного ремонта выключателей, не нарушая работы соответствующих цепей, предусматривают (преимущественно в РУ 110-220 кВ) обходные выключатели Ql, Q2 и обходную систему шин ОСШ с соответствующими разъединителями QS3 — QS8 в каждом присоединении (рис. 23.1, в). При нормальной работе, установки обходные разъединители и обходные выключатели отключены. Замена рабочего выключателя обходным производится в следующем порядке: включают обходной

выключатель; включают обходной разъединитель ремонтируемого присоединения; отключают выключатель, подлежащий ремонту, и соответствующие разъединители. Защита цепи на время ремонта осуществляется обходным выключателем, снабженным соответствующим комплектом релейной защиты.

В устройствах с секционированными сборными шинами и обходной системой шин (рис. 23.1, в), строго, говоря, необходимы два обходных выключателя. Однако в целях экономии средств часто ограничиваются одним выключателем

Видео:Лапидус А.А. Схема распределительных устройств (РУ): 1СШСкачать

с двумя шинными разъединителями, с помощью которых обходной выключатель может быть присоединен к той или другой секции сборных шин.

Устройства с одной секционированной системой сборных шин, без обходной системы, применяют в качестве РУ 6-35 кВ подстанций, РУ 6—10 кВ станций типа ТЭЦ, РУ собственных нужд станций и др. Аналогичные устройства, но с обходной системой шин, применяют при,ограниченном числе присоединений в качестве устройств среднего напряжения 110 — 220 кВ станций и подстанций.

Сборные шины распределительных устройств

Необходимость соединения между собой подводящих и отводящих электроэнергию линий обусловливает применение на станциях, подстанциях, распределительных устройствах и пунктах сборных шин.

К сборным шинам присоединяют все генераторы или трансформаторы, вводы и отходящие линии. Электрическая энергия поступает на сборные шины и по ним распределяется к отдельным отходящим линиям. Таким образом, сборные шины являются узловым пунктом схемы соединения, через который протекает вся мощность станции, подстанции или распределительного пункта . Повреждение или разрушение сборных шин означает прекращение подачи электроэнергии потребителям. Поэтому сборным шинам уделяют серьезное внимание при проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок.

Читайте также: Шины индекс нагрузки 180

Простейшей системой является так называемая одиночная система шин (рис. 1), применяемая в электроустановках малой мощности с одним источником питания.

Рис. 1. Одиночная система шин

На станциях и подстанциях, имеющих два и более трансформатора или генератора, в целях повышения надежности снабжения потребителей электроэнергией шины секционируют, т. е. делят на две, а иногда и большее число частей. К каждой секции должно быть присоединено по возможности равное число генераторов или трансформаторов и отходящих линий (рис. 2).

Видео:Электрические подстанции #2 - Виды главных схем распределительных устройствСкачать

Рис. 2. Одиночная секционированная система шин с межсекционным разъединителем

Секционирование шин сообщает схеме большую эксплуатационную гибкость (при выходе из работы одной секции шин отключается только часть вводов и отходящих линий).

Отдельные секции шин могут быть соединены между собой разъединителями или выключателями. При секционировании шин разъединителем последний большей частью разомкнут. При этом обе секции работают раздельно, и при повреждении одной из секций питания лишается только часть потребителей. Кроме того, при раздельной работе трансформаторов снижаются токи короткого замыкания на стороне вторичного напряжения.

В случае повреждения трансформатора его отключают и обе секции соединяют между собой разъедиителем, отключив предварительно для предотвращения перегрузки неответственные потребители.

Допустима также работа с включенным разъединителем для обеспечения равномерного распределения нагрузки между питающими линиями. В этом случае при аварии на одной из секций прекращается питание электроэнергией всех потребителей на время, необходимое для разделения секций. В случае же автоматического отключения одного из источников питания второй источник будет перегружен в течение времени, необходимого для отключения неответственных потребителей.

При наличии межсекционного выключателя (рис. 3) последний может быть также при работе замкнутым или разомкнутым.

Рис. 3. Одиночная секционированная система шин с межсекционным выключателем

При работе с замкнутым выключателем его снабжают максимальной токовой защитой, которая автоматически отключает поврежденную секцию. Однако такое решение не рекомендуется, поскольку оно не дает существенных преимуществ по сравнению со схемами с межсекционными разъединителями.

Видео:Лапидус А.А. Схемы подстанцийСкачать

Применение межсекционного выключателя рекомендуется только в тех случаях, когда он используется для автоматического включения резервного питания от другого рабочего источника и при нормальной работе электроустановки находится в разомкнутом состоянии.

При наличии на подстанции одиночной секционированной системы шин резервирующие друг друга отходящие линии следует присоединять к различным секциям шин.

Для большей надежности питания и большего удобства эксплуатационных переключений на крупных станциях и подстанциях применяют двойную систему шин (рис. 4), которая допускается только при наличии соответствующего обоснования в каждом отдельном случае.

Рис. 4. Двойная система сборных шин

При нормальной работе электроустановки одна система шин является рабочей, а другая — резервной. Обе системы шин могут быть соединены между собой шиносоединительным выключателем, который позволяет осуществить переход с одной системы шин на другую без перерыва в подаче энергии, а также может быть использован в качестве замены любого из выключателей электроустановки. В последнем случае линию, с которой выключатель снят для ремонта, присоединяют к резервной системе шин и соединяют рабочую и резервную системы шин шиносоединительным выключателем.