NOTE DE PRELEGERE DESPRE DISCIPLINA

„PARTEA ELECTRICĂ A STAȚIILOR ȘI SUBSTAȚILOR” partea 2

Pentru burlac in directie _"Energie și inginerie electrică"_140400

pentru profiluri: „ Sisteme și rețele electrice”, „Centrale electrice”, „Protecția cu relee și automatizarea sistemelor electrice”, „Alimentarea cu energie electrică”

Artă. profesorul Galkin A.I.

Novocherkassk 2014

Scheme de comutație

Anterior, în prima parte, formularea unui aparat de comutație (RU) a fost dată ca element al diagramei structurale a unei instalații electrice (stație sau substație).

RU este o instalație destinată recepționării și distribuirii energiei electrice la o singură tensiune și care conține dispozitive de comutare (întrerupătoare și separatoare, iar la substații pot exista separatoare și scurtcircuitare), dispozitive de măsură (transformatoare de curent și tensiune) și conductori care asigură comunicarea între dispozitive.

Există o mare varietate de scheme de comutatoare care diferă în ceea ce privește fiabilitatea, flexibilitatea operațională și, în consecință, costul. Există o dependență: cu cât este mai mare fiabilitatea și flexibilitatea operațională a centralei reactoare, cu atât costul acesteia este mai mare. Diverse sunt conectate la tabloul de distribuție aderare. La principal aderările poate include: linii electrice ( W), transformatoare de putere ( T) și generatoare ( G) (dacă acesta este un aparat de comutație de tensiune a generatorului la o centrală termică).

Întreaga varietate de aparate de comutare poate fi împărțită în circuite RU cu bare colectoare si diagrame RU fără bare colectoare . Acestea din urmă, la rândul lor, pot fi împărțite în IF conform schemelor simplificate și pe RU bazat pe circuite inelare .(poligoane) În multe circuite de comutație puteți găsi părți ale circuitului care conțin trei elemente conectate în serie: un deconectator ( QS1), intrerupator ( Q), transformator de curent ( T.A.) și un alt deconectator ( QS2).

Să ne uităm la unele dintre cele mai comune scheme de comutatoare din fiecare dintre aceste grupuri.

IF conform schemelor simplificate. RU conform schemelor simplificate sunt diferite versiuni de blocuri de transformatoare de linie sau poduri, acestea nu sunt tipice pentru centralele electrice și sunt de obicei utilizate pe partea de înaltă tensiune a substațiilor cu un număr mic de conexiuni. Aceasta include și schema de intrare-ieșire.

Variante ale acestor scheme sunt prezentate în Fig. 8.1. Aici liniile sunt afișate ca săgeți, iar transformatoarele de putere sunt afișate ca tăiate (reglarea tensiunii sub sarcină). Liniile și transformatoarele de putere nu sunt elemente ale aparatului de comutare, ci sunt conexiuni la aparatul de comutare. Schema aparatului de distribuție arată întrerupătoarele, deconectatoarele, transformatoarele de curent și transformatoarele de tensiune.

RU conform liniei bloc - circuitul transformatorului (Fig. 8.1, b) este utilizat la stațiile de transformare cu un singur transformator ca un tablou de tensiune HV cu o linie de alimentare. La substațiile cu două transformatoare cu două linii de alimentare, se utilizează un aparat de distribuție conform schemei de linie a două blocuri - transformator cu întrerupătoare și un jumper neautomat pe partea laterală a liniilor (Fig. 8.1, V).

Aparatul de comutare conform diagramei podului (Fig. 8.1, GȘi d) sunt utilizate pe partea înaltă a stațiilor de tranzit, care sunt incluse în tăierea liniei de tranzit. În cadrul substației, tranzitul de putere are loc printr-un circuit de jumper automat care conține un comutator. În plus față de acest comutator, există încă două comutatoare în circuitul podului. Acestea pot fi instalate fie pe partea transformatoarelor de putere (Fig. 8.1, G) sau din lateralul liniilor (Fig. 8.1, d). În timpul reparației elementelor jumperului automat, pentru a nu întrerupe tranzitul puterii, este prevăzut un jumper neautomat (fără întrerupător), care se numește unul de reparație.

Orez. 8.1. IF conform schemelor simplificate:

A- bloc cu separator; b- la fel, dar cu comutator; V- două blocuri cu întrerupătoare și un jumper neautomat pe partea de linie; G- o punte cu întrerupătoare în circuitele transformatorului și un jumper de reparație pe partea transformatorului;

Continuarea Fig. 8.1:

d- o punte cu întrerupătoare în circuitele de linie și un jumper de reparații pe partea de linie; e- intrare-ieșire

La stațiile de tranzit cu un singur transformator, aparatele de distribuție sunt utilizate conform schemei de intrare-ieșire (Fig. 8.1, e). Există, de asemenea, un jumper de reparații fără comutator aici

Circuite RU cu bare colectoare. Aparatul de distribuție cu bare colectoare este format din bare colectoare, la care diverse aderare. La principal aderările pot include: linii electrice, transformatoare de putere și generatoare (dacă acesta este un aparat de comutație de tensiune a generatorului).

Bare colectoare se numesc tronsoane de bare de construcție rigidă sau flexibilă, cu rezistență electrică scăzută, destinate racordării conexiunilor.

În circuitele cu bare colectoare, în circuitul principal de conectare sunt instalate următoarele dispozitive. Pe partea laterală a barei este instalat un deconectator, care se numește bară, apoi este instalat un comutator, după comutator - un transformator de curent, iar în spatele acestuia, pe partea conexiunii, un alt separator, care se numește liniar sau transformator ( în funcţie de conexiune).

Dintre numeroasele aparate de distribuție cu bare colectoare, se pot distinge următoarele:

· circuite de comutație cu un sistem magistral de lucru (de obicei compartimentat);

· circuite de comutație cu un sistem magistral de lucru și bypass;

· circuite de comutație cu două sisteme de magistrală de lucru și bypass;

· circuite cu două sisteme bus de lucru și trei întrerupătoare pentru două conexiuni.

Circuit de comutație cu un sistem de magistrală funcțional este simplu, vizual, economic, dar nu are suficientă flexibilitate operațională. Când un comutator sau alt dispozitiv din circuitul de conexiune este reparat, acesta pierde puterea, iar atunci când o magistrală sau o secțiune de magistrală este reparată, toate conexiunile asociate cu această magistrală (secțiune) își pierd conexiunea.

Orez. 8.2 Circuit de comutație cu un sistem de magistrală de lucru: a – nesecțional cu întrerupător; b – secţionalizat printr-un întrerupător.

La centralele electrice, un astfel de circuit într-o variantă secționată poate fi utilizat în circuitele de comutație de putere auxiliară de 6 kV sau într-un aparat de comutație cu generator de 6-10 kV la o centrală termică.

La substații, un astfel de circuit într-o versiune secțională poate fi utilizat în circuitele de comutație pe partea de joasă tensiune de 6 - 10 kV (uneori 35 kV) (aparatul BT).

Circuit de comutație cu un sistem de magistrală de lucru și bypass utilizat la stații și substații la tensiuni de 110, 220 kV, dacă numărul de conexiuni este mai mic de șapte. Un avantaj important al acestei scheme este capacitatea de a înlocui orice comutator (pe rând) din circuitul de conectare în timpul reparației sau inspecției sale cu un comutator de bypass ( QB1în Fig.8.3) fără a întrerupe alimentarea conexiunii. Calea de curent care ocolește întrerupătorul care este reparat este creată folosind un comutator de bypass și un sistem de magistrală de bypass. Adesea, sistemul de magistrală de lucru din această schemă este secționat, așa cum se arată în figură. În timpul funcționării normale, sistemul de bare colectoare de bypass nu este alimentat și deconectatoarele sale ( QSB) sunt dezactivate. Atât comutatorul de bypass, cât și deconectatoarele din circuitul său sunt în poziția oprit.

Vom lua în considerare operațiunile de bază ale înlocuirii unui comutator într-un circuit de conectare cu unul de bypass, ținând cont de regulile de comutare, folosind exemplul unui comutator Î1în circuitul de linie W1:

Mai întâi porniți deconectatoarele din circuitul comutatorului de bypass QB1, în plus, în ștecherul de deconectare îl includ pe cel care este conectat la aceeași secțiune ca W1.

După aceea porniți QB1 iar aceasta furnizează tensiune magistralei de bypass. Acest lucru se face pentru a verifica izolația magistralei de ocolire.

Următorul pas este dezactivarea QB1.

Acum că nivelul de izolație a fost verificat, porniți deconectatorul barei colectoare QSB1într-un lanț W1.

Porniți din nou QB1.

Acum avem două căi pentru fluxul de curent în circuit W1: unul prin Î1, iar celălalt prin QB1.

Acum puteți dezactiva Î1și deconectatoare din circuitul său, cu excepția deconectatorului magistralei QSB1.

Cu toate acestea, această schemă păstrează dezavantajul că la repararea unei secțiuni de bare colectoare, conexiunea dintre conexiunile acestei secțiuni se pierde. Un circuit cu două sisteme de magistrală care funcționează nu are acest dezavantaj, are adesea și o magistrală de bypass.

Orez. 8.3 Schemă cu un sistem de magistrală secționat și bypass funcțional (transformatoarele de curent și de tensiune nu sunt prezentate): QSB1, QSB2, QSB3 – secționare magistrală ale sistemului de magistrală de bypass în circuitele de conectare; Q1 – comutator în circuitul de conectare; QS1 și QS2 – întrerupătoare de magistrală și linie în circuitul de conectare; QB1 – comutator bypass; QK1 (QK2) – comutator secțional.

Circuit de comutație cu două sisteme de magistrală de lucru și bypass utilizat pentru tensiuni de comutație de 110, 220 kV, dacă numărul de conexiuni este de cel puțin șapte. În această schemă, o parte din conexiuni este conectată la o magistrală de lucru (K1), iar o parte la alta (K2). Dar orice conexiune poate fi transferată de la un sistem de bare colectoare la altul utilizând un comutator de cuplare de magistrală QK și separatoare de conexiune de bare colectoare. (În această operațiune, comutatorul de cuplare magistrală QK iar deconectatoarele din circuitul său trebuie să fie în starea de pornire.) Acesta este utilizat la repararea oricărei magistrale de lucru. Prezența unui comutator de bypass și a unei magistrale de bypass oferă aceleași avantaje ca și în circuitul anterior.

Orez. 8.4 Schemă cu două sisteme de magistrală de lucru și bypass (transformatoarele de curent și de tensiune nu sunt prezentate): QK – comutator de cuplare magistrală; QB – comutator bypass; K1 – primul sistem autobuz de lucru; K2 – al doilea sistem de magistrală de lucru; KV – sistem de autobuz bypass.

Dezavantajul acestei scheme, ca și cele anterioare, rămâne că, în cazul unei opriri de urgență a unuia dintre autobuzele de funcționare (de exemplu, ca urmare a unui scurtcircuit pe autobuz), acesta va fi deconectat și conexiunea dintre conexiunile care sunt conectate la acest autobuz se vor pierde.

Schemă cu două sisteme de magistrală funcționale și trei comutatoare pentru două conexiuni recomandat pentru utilizare în aparate de distribuție cu tensiuni de 330–750 kV și cu un număr de conexiuni de șase sau mai mult. În această schemă, datorită consumului suplimentar de comutatoare (în mod convențional 1,5 comutatoare pe conexiune, de unde și al doilea nume al schemei „unul și jumătate”), se realizează o flexibilitate operațională ridicată și o comunicare fiabilă între conexiuni în multe situații de urgență și operaționale.

Printre avantajele schemei, se poate remarca faptul că în timpul reparației sau revizuirii oricărui comutator, toate conexiunile rămân în funcțiune, iar în cazul unei opriri de urgență a unuia dintre autobuzele de funcționare, conexiunea dintre conexiuni nu se pierde, întrucât se realizează prin autobuzul rămas în funcţiune

Printre dezavantaje, se poate sublinia necesitatea comutării conexiunilor cu două întrerupătoare și costul crescut. În plus, în acest circuit circuitele secundare ale transformatoarelor de curent devin mai complicate, deoarece Aici sunt instalate transformatoare de curent în circuitul întrerupătoarelor și pentru a obține curentul de conectare este necesar să se însumeze (conform primei legi a lui Kirchhoff) curenții înfășurărilor secundare a două transformatoare.

Orez. 8.5 Circuit de aparate de comutație de una și jumătate (transformatoarele de curent și de tensiune nu sunt prezentate): K1 și K2 – sisteme de magistrală de lucru.

Circuite de comutație bazate pe circuite inelare (poligoane). Folosit în aparatele de comutare 110-220 kV și mai mult. În circuitele inelare (circuite poligonale), comutatoarele sunt conectate între ele pentru a forma un inel. Fiecare element - linie, transformator - este conectat între două întrerupătoare adiacente. Cea mai simplă diagramă inelară este diagrama triunghiulară (Fig. 8.6 a). Linia W1 este conectată la circuit prin întrerupătoarele Q1, Q2, linia W2 - prin întrerupătoarele Q2, Q3, transformator - prin întrerupătoarele Q1, Q3. Conexiunile multiple ale unui element într-un circuit general măresc flexibilitatea și fiabilitatea funcționării, în timp ce numărul de comutatoare din circuitul luat în considerare nu depășește numărul de conexiuni. Într-un circuit triunghi, există trei comutatoare pentru trei conexiuni, deci circuitul este economic.

În circuitele inelare, revizuirea oricărui comutator se efectuează fără a întrerupe funcționarea vreunui element. Deci, la inspectarea comutatorului Q1, acesta și deconectatoarele instalate pe ambele părți ale comutatorului sunt oprite. În acest caz, atât liniile, cât și transformatorul rămân în funcțiune, dar circuitul devine mai puțin fiabil din cauza unui inel rupt. Dacă în acest mod are loc un scurtcircuit pe linia W2, atunci comutatoarele Q2 și Q3 sunt oprite, drept urmare ambele linii și transformatorul vor rămâne fără tensiune. O oprire completă a tuturor elementelor stației va avea loc și în cazul unui scurtcircuit pe linie și a unei defecțiuni a unui comutator: de exemplu, în cazul unui scurtcircuit pe linia W1 și defecțiunea comutatorului Q1, întrerupătoarele Q2 și Q3 sunt oprite. Probabilitatea de coincidență

Orez. 8.6 Circuite inelare (poligoane) (transformatoarele de curent și de tensiune nu sunt prezentate).

deteriorarea liniei cu o revizuire a comutatorului, așa cum sa menționat mai sus, depinde de durata reparației comutatorului. Creșterea perioadei de revizie și a fiabilității de funcționare a comutatoarelor, precum și reducerea duratei reparației, crește semnificativ fiabilitatea circuitelor.

În circuitele inelare, fiabilitatea comutatoarelor este mai mare decât în ​​alte circuite, deoarece este posibil să se testeze orice comutator în timpul funcționării normale a circuitului. Testarea comutatorului prin oprirea acestuia nu perturbă funcționarea elementelor conectate și nu necesită nicio comutare în circuit.

În fig. 8.6, b este prezentată o diagramă a unui patrulater (pătrat). Această schemă este economică (patru întrerupătoare pentru patru conexiuni), permite testarea și inspecția oricărui comutator fără a perturba funcționarea elementelor sale. Circuitul este foarte fiabil. Dezactivarea tuturor conexiunilor este puțin probabilă dacă revizuirea unuia dintre comutatoare, de exemplu Q1, este deteriorată, linia W2 este deteriorată și comutatorul celui de-al doilea circuit Q4 eșuează. La repararea liniei W2, comutatoarele Q3, Q4 și deconectatoarele instalate spre linii sunt oprite. Conexiunile W1, T1 și T2 rămase în funcțiune sunt conectate prin comutatoarele Ql, Q2. Dacă T1 este deteriorat în această perioadă, atunci comutatorul Q2 se va opri, al doilea transformator și linia W1 vor rămâne în funcțiune, dar tranzitul de putere va fi întrerupt. Instalarea separatoarelor de linie QS1 și QS2 elimină acest dezavantaj.

Avantajul tuturor circuitelor inelare este utilizarea deconectoarelor numai pentru lucrări de reparații. Numărul de operațiuni cu deconectatoare în astfel de circuite este mic.

Dezavantajele includ o selecție mai complexă de transformatoare de curent, întrerupătoare și deconectatoare. Aici sunt instalate transformatoare de curent, ca în circuitul unu și jumătate, în circuitul întrerupătoarelor

Schema electrică principalăcentralele electrice sau substațiile sunt un ansamblu de echipamente electrice principale (generatoare, transformatoare, linii), bare colectoare, comutație și alte echipamente primare cu toate legăturile realizate între ele în natură.

Alegerea circuitului principal este decisivă la proiectarea părții electrice a unei centrale electrice (substație), deoarece determină compoziția completă a elementelor și conexiunile dintre ele. Circuitul principal selectat este punctul de plecare pentru întocmirea diagramelor schematice ale conexiunilor electrice, schemelor circuitelor auxiliare, schemelor conexiunilor secundare, schemelor electrice etc.

În desen, diagramele principale sunt prezentate într-un design cu o singură linie, cu toate elementele instalației oprite. În unele cazuri, este permisă reprezentarea elementelor individuale ale circuitului în poziția de lucru.

Toate elementele circuitului și conexiunile dintre ele sunt descrise în conformitate cu standardele Sistemului unificat de documentație de proiectare (ESKD).

a) Tipuri de circuite și scopul acestora

Schema de conexiune electrică principală a unei centrale electrice (substație) este un set de echipamente electrice principale (generatoare, transformatoare, linii), bare colectoare, comutație și alte echipamente primare cu toate conexiunile realizate între ele în natură.

Alegerea circuitului principal este decisivă la proiectarea părții electrice a unei centrale electrice (substație), deoarece determină compoziția completă a elementelor și conexiunile dintre ele. Circuitul principal selectat este punctul de plecare pentru întocmirea diagramelor schematice ale conexiunilor electrice, schemelor circuitelor auxiliare, schemelor conexiunilor secundare, schemelor electrice etc.

În desen, diagramele principale sunt prezentate într-un design cu o singură linie, cu toate elementele instalației oprite. În unele cazuri, este permisă reprezentarea elementelor individuale ale circuitului în poziția de lucru.

Toate elementele circuitului și conexiunile dintre ele sunt descrise în conformitate cu standardele Sistemului unificat de documentație de proiectare (ESKD).

În condiții de funcționare, alături de schema de bază, principală, se folosesc diagrame de funcționare simplificate, în care este indicat doar echipamentul principal. Personalul de serviciu al fiecărei ture completează schema de funcționare și îi face modificările necesare în ceea ce privește poziția întrerupătoarelor și întrerupătoarelor care apar în timpul serviciului.

La proiectarea unei instalații electrice, înainte de a dezvolta circuitul principal, se întocmește o schemă bloc a energiei electrice (putere) de ieșire, care prezintă principalele părți funcționale ale instalației electrice (aparatură, transformatoare, generatoare) și conexiunile dintre acestea. Schemele bloc servesc pentru dezvoltarea ulterioară a schemelor de circuit mai detaliate și complete, precum și pentru o introducere generală în funcționarea unei instalații electrice.

b) Cerințe de bază pentru circuitele principale ale instalațiilor electrice

Atunci când alegeți diagramele de instalare electrică, trebuie luați în considerare următorii factori:

semnificația și rolul unei centrale electrice sau al unei substații pentru sistemul energetic. Centralele electrice care funcționează în paralel în sistemul energetic diferă semnificativ în scopul lor. Unele dintre ele, cele de bază, suportă sarcina principală, altele, cele de vârf, lucrează mai puțin de o zi în timpul sarcinilor maxime, în timp ce altele suportă sarcina electrică determinată de consumatorii lor termici (CHP). Diferitele scopuri ale centralelor electrice determină oportunitatea utilizării diferitelor scheme de conexiuni electrice, chiar dacă numărul de conexiuni este același.

Substațiile pot fi proiectate pentru a furniza consumatori individuali sau o suprafață mare, pentru a conecta părți ale sistemului de alimentare sau diferite sisteme de alimentare. Rolul substațiilor determină amenajarea acestuia;

poziția centralei sau a substației în sistemul electric, circuitele și tensiunile rețelelor adiacente. Autobuzele de înaltă tensiune ale centralelor electrice și substațiilor pot fi nodurile sistemului energetic, combinând mai multe centrale electrice pentru funcționare în paralel. În acest caz, puterea circulă prin autobuze de la o parte a sistemului de alimentare la alta - tranzitul de energie. Atunci când alegeți scheme pentru astfel de instalații electrice, mai întâi se ia în considerare necesitatea de a păstra tranzitul de energie.

Substațiile pot fi în fund, walk-through sau prin derivație; circuitele unor astfel de substații vor fi diferite chiar și cu același număr de transformatoare de aceeași putere.

Schemele de aparate de distribuție 6-10 kV depind de schemele de alimentare ale consumatorilor: alimentarea cu energie electrică prin linii simple sau paralele, disponibilitatea intrărilor de rezervă pentru consumatori etc.;

Din punct de vedere al fiabilității sursei de alimentare, toți consumatorii sunt împărțiți în trei categorii.

Receptoarele electrice de categoria I sunt receptoare electrice, a căror întrerupere a alimentării cu energie electrică poate implica pericol pentru viața umană, pagube semnificative pentru economia națională, deteriorarea echipamentelor de capital scumpe, defecte în masă ale produselor, perturbarea unui proces tehnologic complex, perturbarea funcţionarea unor elemente deosebit de importante ale utilităţilor publice.

Din categoria I receptoare electrice se distinge un grup special de receptoare electrice, a căror funcționare neîntreruptă este necesară pentru o oprire fără accidente a producției pentru a preveni amenințarea vieții umane, exploziile, incendiile și deteriorarea echipamentelor scumpe.

Pentru a furniza energie unui grup special de receptoare electrice de categoria I, o putere suplimentară este furnizată de la o a treia sursă de alimentare independentă. Sursele independente de energie pot fi centrale electrice locale, sisteme de alimentare cu energie, unități speciale de alimentare neîntreruptibilă, baterii etc.

Consumatorii de energie de Categoria II sunt consumatori de energie a căror întrerupere a alimentării cu energie electrică duce la o subaprovizionare masivă de produse, la oprirea masivă a lucrătorilor, a mașinilor și a vehiculelor industriale și la întreruperea activităților normale a unui număr semnificativ de locuitori urbani și rurali. Se recomandă ca aceste receptoare electrice să fie alimentate cu energie de la două surse independente care se sprijină reciproc între ele fiind permise pauze pentru timpul necesar pornirii alimentării de rezervă prin acțiunile personalului de serviciu sau ale echipei operaționale mobile.

Este permisă alimentarea receptoarelor electrice din categoria a II-a printr-o linie aeriană dacă este posibil să se efectueze reparații de urgență ale acestei linii în cel mult 1 zi. Alimentarea cu energie electrică este permisă printr-o linie de cablu, constând din cel puțin două cabluri conectate la un dispozitiv comun. Dacă există o rezervă centralizată de transformatoare și posibilitatea înlocuirii unui transformator deteriorat în cel mult 1 zi, este permisă alimentarea cu energie de la un transformator.

Receptoare electrice de categoria III - toți ceilalți consumatori de electricitate care nu se încadrează în definițiile categoriilor I și II.

Pentru aceste receptoare electrice, alimentarea cu energie poate fi asigurată de la o singură sursă de alimentare, cu condiția ca întreruperile de alimentare necesare pentru repararea și înlocuirea unui element deteriorat al sistemului de alimentare să nu depășească 1 zi.

Perspective de extindere și stadii intermediare de dezvoltare a centralei electrice, a substației și a secțiunii de rețea adiacentă. Dispunerea și dispunerea aparatului de comutare trebuie selectate ținând cont de posibila creștere a numărului de conexiuni în timpul dezvoltării sistemului de alimentare. Întrucât construcția marilor centrale electrice se realizează în etape, la alegerea unei scheme de instalație electrică se ia în considerare numărul de unități și linii introduse în prima, a doua, a treia etapă și în timpul dezvoltării sale finale.

Pentru a selecta un aspect al unei substații, este important să se țină cont de numărul de linii de înaltă și medie tensiune, de gradul de responsabilitate a acestora și, prin urmare, la diferite etape de dezvoltare a sistemului de alimentare, aspectul de substație poate fi diferit.

Dezvoltarea treptată a circuitului de comutație al unei centrale electrice sau al unei substații nu ar trebui să fie însoțită de modificări fundamentale. Acest lucru este posibil numai dacă perspectivele dezvoltării sale sunt luate în considerare atunci când alegeți o schemă.

La alegerea schemelor de instalații electrice se ține cont de nivelul admisibil al curenților de scurtcircuit. Dacă este necesar, problemele de secționare a rețelelor, împărțirea instalațiilor electrice în părți care funcționează independent și instalarea de dispozitive speciale de limitare a curentului sunt rezolvate.

Din setul complex de condiții care influențează alegerea circuitului principal al instalației electrice, putem evidenția cerințele de bază pentru circuite:

fiabilitatea alimentării cu energie a consumatorilor; adaptabilitate la efectuarea lucrărilor de reparații; flexibilitatea operațională a circuitului electric; oportunitatea economică.

Fiabilitatea este proprietatea unei instalații electrice, a unei secțiuni a unei rețele electrice sau a sistemului energetic în ansamblu pentru a asigura alimentarea neîntreruptă a consumatorilor cu energie electrică de calitate standardizată. Dacă este posibil, deteriorarea echipamentelor din orice parte a circuitului nu ar trebui să perturbe alimentarea cu energie electrică, alimentarea cu energie electrică a sistemului de alimentare sau tranzitul energiei prin autobuze. Fiabilitatea circuitului trebuie să corespundă naturii (categoriei) consumatorilor care primesc energie de la o anumită instalație electrică.

Fiabilitatea poate fi evaluată prin frecvența și durata întreruperilor în alimentarea cu energie a consumatorilor și rezerva relativă de urgență, care este necesară pentru a asigura un anumit nivel de funcționare fără probleme a sistemului de alimentare și a componentelor sale individuale.

Adecvarea unei instalații electrice pentru reparații este determinată de capacitatea de a efectua reparații fără a întrerupe sau limita alimentarea cu energie a consumatorilor. Există scheme în care, pentru a repara comutatorul, este necesară deconectarea acestei conexiuni pe toată durata reparației, în alte scheme, este necesară doar deconectarea temporară a conexiunilor individuale pentru a crea o schemă specială de reparație; în al treilea rând, întrerupătorul este reparat fără întreruperea alimentării, chiar și pentru o perioadă scurtă de timp. Astfel, adecvarea circuitului luat în considerare pentru efectuarea reparațiilor poate fi evaluată cantitativ prin frecvența și durata medie a întreruperilor consumatorilor și surselor de alimentare pentru reparațiile echipamentelor.

Flexibilitatea operațională a circuitului electric este determinată de adecvarea acestuia pentru crearea modurilor de funcționare necesare și efectuarea comutării operaționale.

Cea mai mare flexibilitate operațională a circuitului este asigurată dacă comutarea operațională în acesta este efectuată de întrerupătoare sau alte dispozitive de comutare cu o unitate de la distanță. Dacă toate operațiunile sunt efectuate de la distanță, sau chiar mai bine, prin intermediul automatizării, atunci eliminarea unei situații de urgență este accelerată semnificativ.

Flexibilitatea operațională este măsurată prin numărul, complexitatea și durata tranzițiilor operaționale.

Fezabilitatea economică a schemei este evaluată prin costurile date, care includ costurile de construcție a instalației - investiții de capital, funcționarea acesteia și posibilele daune din cauza întreruperii alimentării cu energie electrică.

c) Scheme bloc ale centralelor electrice și substațiilor

Schema electrică structurală depinde de compoziția echipamentului (număr de generatoare, transformatoare), de distribuția generatoarelor și de sarcină între aparatele de comutare (SG) de diferite tensiuni și de legătura dintre aceste SW.

În fig. 1 prezintă schemele bloc ale centralei termice. Dacă o centrală termică este construită în apropierea consumatorilor de energie electrică U = 6 ÷ 10 kV, atunci este necesar să existe un aparat de comutație de tensiune a generatorului (GRU). Numărul de generatoare conectate la GRU depinde de sarcina de 6-10 kV. În fig. 1, iar două generatoare sunt conectate la GRU, iar unul, de obicei mai puternic, este conectat la tabloul de înaltă tensiune (aparatul HV). Liniile 110 - 220 kV conectate la acest aparat de comutare comunică cu sistemul de alimentare.

Dacă în apropierea centralei termice este planificată construcția unor industrii consumatoare de energie, atunci acestea pot fi alimentate printr-o linie aeriene de 35 - 110 kV. În acest caz, la centrala termică este prevăzută un aparat de comutație de medie tensiune (aparatul MT) (Fig. 1, b). Comunicarea între aparatele de comutare de diferite tensiuni se realizează folosind transformatoare cu trei înfășurări sau autotransformatoare.

La o sarcină ușoară (6-10 kV), se recomandă blocarea generatoarelor cu transformatoare superioare fără cuplare încrucișată la tensiunea generatorului, ceea ce reduce curenții de scurtcircuit și permite, în locul unui aparat de comutație principal scump, utilizarea unui tablou complet pentru conectarea consumatorilor de 6-10 kV (Fig. 1, c). Unitățile de putere puternice de 100 - 250 MW sunt conectate la tabloul HV fără a fi conectate la consumatorii de energie. Centralele termice puternice moderne au de obicei un design bloc.

Poza 1. Scheme structurale ale centralelor termice

Figura 2. Diagrame bloc ale IES, HPP, NPP

Figura 3. Diagrame bloc ale substațiilor

În fig. Figura 2 prezintă scheme bloc ale centralelor electrice cu distribuție primară a energiei electrice la înaltă tensiune (CPS, HPP, NPP). Absența consumatorilor în apropierea unor astfel de centrale electrice face posibilă abandonarea GRU. Toate generatoarele sunt conectate în blocuri cu transformatoare superioare. Funcționarea în paralel a blocurilor se realizează la tensiune înaltă, unde este prevăzut un aparat de comutație (Fig. 2, a).

Dacă electricitatea este furnizată la tensiune înaltă și medie, atunci conexiunea între tabloul de distribuție se realizează printr-un autotransformator de comunicație (Fig. 2, b) sau un autotransformator instalat în blocul cu generatorul (Fig. 2, c).

În fig. Figura 3 prezintă diagrame bloc ale substațiilor. La o substație cu transformatoare cu două înfășurări (Fig. 3, a), electricitatea din sistemul de alimentare intră în tabloul HV, apoi este transformată și distribuită între consumatorii din tabloul de JT. La substațiile nod, comunicarea se realizează între părțile individuale ale sistemului de alimentare și alimentarea cu energie către consumatori (Fig. 3, b). Este posibil să se construiască substații cu două aparate de comutație de medie tensiune, aparate de comutație HV și BT. La astfel de stații sunt instalate două autotransformatoare și două transformatoare (Fig. 3, c).

Alegerea uneia sau alteia diagrame structurale a unei centrale electrice sau a unei substații se face pe baza unei comparații tehnico-economice a două sau trei opțiuni.

DIAGRAME DE CONEXIUNE ELECTRICA PE LATEA 6-10 kV

a) Schemă cu un sistem de bare colectoare

Cel mai simplu circuit de instalare electrică pe partea de 6-10 kV este un circuit cu un sistem de bare colectoare nesecționale (Fig. 4, a).

Diagrama este simplă și clară. Sursele de alimentare și liniile de 6-10 kV sunt conectate la barele colectoare folosind întrerupătoare și separatoare. Fiecare circuit necesită un comutator, care servește la oprirea și pornirea acestui circuit în modurile normal și de urgență; Dacă este necesar să deconectați linia W1, este suficient să opriți comutatorul Q1. Dacă comutatorul Q1 este scos pentru reparație, atunci după ce este oprit, deconectatoarele sunt oprite: mai întâi QS1 liniar și apoi magistrala QS 2.

Astfel, operațiunile cu deconectatoare sunt necesare doar la deconectarea conexiunii pentru a asigura lucrul în siguranță. Datorită uniformității și simplității operațiunilor cu deconectatoare, rata accidentelor din cauza acțiunilor incorecte ale personalului de serviciu cu acestea este scăzută, ceea ce este unul dintre avantajele schemei luate în considerare.

Figura 4. Scheme cu un sistem de bare colectoare, nesecționate (a) și secționate cu întrerupătoare (b)

Schema cu un sistem de magistrală permite utilizarea unui tablou complet (Switchgear), care reduce costurile de instalare, permite utilizarea pe scară largă a mecanizării și reduce timpul de construcție a unei instalații electrice.

Alături de avantajele sale, o schemă cu un sistem de autobuz nesecțional are o serie de dezavantaje. Pentru a repara barele colectoare și deconectatoarele de magistrală ale oricărei conexiuni, este necesar să eliminați complet tensiunea de la barele colectoare, adică să opriți sursele de alimentare. Acest lucru duce la o întrerupere a alimentării cu energie electrică a tuturor consumatorilor în timpul reparațiilor.

În cazul unui scurtcircuit pe linie, de exemplu în punctul K1 (Fig. 4, a), întrerupătorul corespunzător (Q4) trebuie oprit și toate celelalte conexiuni trebuie să rămână în funcțiune; Cu toate acestea, dacă acest comutator eșuează, comutatoarele de alimentare Q5, Q6 se vor opri, lăsând barele fără tensiune. Un scurtcircuit pe barele colectoare (punctul K2) provoacă, de asemenea, o oprire a surselor de energie, adică o oprire a alimentării cu energie a consumatorilor. Aceste dezavantaje sunt parțial eliminate prin împărțirea barelor în secțiuni, al căror număr corespunde de obicei cu numărul de surse de alimentare.

În fig. 4b prezintă o diagramă cu un sistem de bare colectoare. secţionat de un comutator. Circuitul păstrează toate avantajele circuitelor cu un singur sistem magistrală; in plus, un accident pe bare conduce la deconectarea unei singure surse si jumatate dintre consumatori; a doua secțiune și toate conexiunile la acesta rămân în funcțiune.

Avantajele schemei sunt simplitatea, claritatea, eficiența și fiabilitatea destul de ridicată, ceea ce poate fi confirmat prin exemplul de conectare a stației principale de coborâre (MSS) la barele colectoare ale instalației electrice cu două linii W3, W4 (Fig. 4,b). Dacă o linie este deteriorată (scurtcircuit în punctul K2), comutatoarele Q2, Q3 sunt oprite și QB2 este pornit automat, restabilind alimentarea primei secțiuni a GPP prin linia W4.

În cazul unui scurtcircuit pe barele colectoare în punctul K1, comutatoarele QB1, Q6, Q3 sunt oprite și QB2 este pornit automat. Când o sursă este deconectată, sursa de alimentare rămasă preia sarcina.

Astfel, alimentarea cu energie electrică a GPP în modurile de urgență considerate nu este întreruptă din cauza prezenței a două linii de alimentare conectate la diferite secțiuni ale stației, fiecare dintre acestea trebuie proiectată pentru sarcină maximă (rezervă de rețea 100%). Dacă există o astfel de rezervă în rețea, o schemă cu un sistem de magistrală partiționat poate fi recomandată pentru consumatorii responsabili.

Cu toate acestea, schema are și o serie de dezavantaje.

Dacă o secțiune este deteriorată și ulterior reparată, consumatorii critici care sunt alimentați în mod normal cu energie de la ambele secțiuni rămân fără backup, iar consumatorii care nu au copii de rezervă în rețea sunt deconectați pentru întreaga perioadă de reparație. În același mod, sursa de alimentare conectată la secțiunea reparată este oprită pentru întreaga perioadă de reparație.

Ultimul dezavantaj poate fi eliminat prin conectarea surselor de alimentare la două secțiuni simultan, dar acest lucru complică proiectarea tabloului de distribuție și crește numărul de secțiuni (două secțiuni pentru fiecare sursă).

În circuitul considerat (Fig. 4, b), comutatorul secțional QB1 este pornit în modul normal. Acest mod este de obicei adoptat la centralele electrice pentru a asigura funcționarea în paralel a generatoarelor. La substații, comutatorul de secțiune este oprit în regim normal pentru a limita curenții de scurtcircuit.

Schema cu un sistem de bare colectoare este utilizată pe scară largă pentru substații la tensiuni de 6-10 kV și pentru alimentarea nevoilor auxiliare ale stațiilor, unde avantajele acesteia pot fi exploatate pe deplin, în special prin utilizarea aparatelor de distribuție.

La tensiunea generatorului centralelor electrice care furnizează cea mai mare parte a energiei electrice consumatorilor din apropiere, este posibil să se utilizeze un circuit cu un sistem de magistrală conectat într-un inel (Fig. 5). Barele colectoare sunt împărțite în secțiuni în funcție de numărul de generatoare. Secțiunile sunt conectate între ele folosind comutatoare secționale QB și reactoare secționale LRB, care servesc la limitarea curentului de scurtcircuit pe barele colectoare. Liniile 6 -10 kV sunt conectate la magistralele de comutație, care primesc putere prin reactoare duble de grup LR1, LR2, LR3 de la secțiunile corespunzătoare ale aparatului de distribuție principal. Numărul reactoarelor de grup depinde de numărul de linii și de sarcina totală a consumatorilor 6-10 kV. Datorită probabilității reduse de accidente în reactorul propriu-zis și bara de la reactor la barele principale și la ansamblurile aparatului de comutare, conectarea reactorului de grup se realizează fără întrerupător de circuit este prevăzut doar un întrerupător; celula reactorului. Pentru linii în aceste cazuri, se folosesc celule de comutație.

Figura 5. Schemă cu un sistem de bare colectoare conectat într-un inel

Fiecare ramură a unui reactor dublu poate fi proiectată pentru un curent de la 600 la 3000 A, adică este posibil să se conecteze mai multe linii de 6 kV la fiecare ansamblu. În diagramă (Fig. 5), optsprezece linii sunt conectate prin reactoare de trei grupe; Astfel, numărul de conexiuni la barele principale este redus în comparație cu schema fără reactoare de grup de 15 celule, ceea ce crește semnificativ fiabilitatea barelor principale ale centralei electrice, reduce costul construcției tabloului de distribuție prin reducerea numărului de reactoare. si reduce timpul de instalare datorita folosirii celulelor complete pentru liniile de racordare 6-10 kV.

Alimentarea cu energie electrică a consumatorilor critici este asigurată de cel puțin două linii de la reactoare duale diferite, ceea ce asigură o alimentare fiabilă.

Dacă magistralele de tensiune ale generatorului sunt împărțite în trei sau patru secțiuni care nu sunt conectate într-un inel, atunci devine necesară egalizarea tensiunii dintre secțiuni atunci când un generator este oprit. Deci, atunci când generatorul G1 este oprit, sarcina primei secțiuni este alimentată de la generatoarele G2 și G3 care rămân în funcțiune, în timp ce curentul de la G2 trece prin reactorul LRB1, iar curentul de la G3 trece prin două reactoare - LRB2 și LRB1. Din cauza pierderii de tensiune în reactoare, nivelul de tensiune în secțiuni va fi diferit: cel mai mare în secțiunea V3 și cel mai scăzut în secțiunea B1. Pentru a crește tensiunea pe secțiunea B1, este necesară șuntarea reactorului LRB1, pentru care circuitul asigură un deconectator șunt QSB1. În modul luat în considerare, al doilea deconectator șunt nu este pornit, deoarece acest lucru va duce la funcționarea în paralel a generatoarelor G2 și G3 fără reactor între ele, ceea ce este inacceptabil în condițiile de deconectare a scurtcircuitului.

Ordinea de operare a deconectatoarelor de șunt ar trebui să fie următoarea: opriți întrerupătorul secțional QB, porniți deconectatorul de șunt QSB, porniți întrerupătorul secțional QB.

Cu cât există mai multe secțiuni într-o centrală, cu atât este mai dificil să se mențină același nivel de tensiune, prin urmare, cu trei sau mai multe secțiuni, barele sunt conectate într-un inel. În circuitul din fig. 5, prima secțiune poate fi conectată la cel de-al treilea comutator secțional și reactor, care creează un inel de bare colectoare. În mod normal, toate comutatoarele secționale sunt pornite și generatoarele funcționează în paralel. În cazul unui scurtcircuit într-o secțiune, generatorul acestei secțiuni și două întrerupătoare secționale sunt oprite, dar funcționarea în paralel a altor generatoare nu este întreruptă.

Când un generator este oprit, consumatorii dintr-o anumită secțiune primesc energie din ambele părți, ceea ce creează o diferență de tensiune mai mică între secțiuni și face posibilă selectarea reactoarelor secționale pentru un curent mai mic decât într-un circuit cu un sistem de magistrală deschis.

În circuitul inel, curentul nominal al reactoarelor secționale este considerat a fi aproximativ egal cu 50-60% din curentul nominal al generatorului, iar rezistența lor este de 8-10%.

b) Schemă cu două sisteme de bare colectoare

Luând în considerare caracteristicile receptoarelor electrice (categorii I, II), schema de alimentare a acestora (lipsa rețelei de rezervă), precum și numărul mare de conexiuni la barele colectoare pentru tabloul principal al unei centrale termice, un studiu de fezabilitate poate includeți o schemă cu două sisteme de bare colectoare (Fig. 6), în care fiecare element este conectat printr-o furcă de două deconectatoare de magistrală, ceea ce permite funcționarea atât pe unul cât și pe celălalt sistem de magistrală.

Figura 6. Diagrama Cu două sisteme de bare colectoare

În fig. 6 diagrama este prezentată în stare de funcționare: generatoarele G1 și G2 sunt conectate la primul sistem de bare colectoare A1, de la care reactoarele de grup și transformatoarele de comunicație T1 și T2 primesc putere. Sistemul de bare colectoare de funcționare este secționat de un comutator QB și un reactor LRB, al cărui scop este același ca într-un singur sistem de bare colectoare. Al doilea sistem de magistrală A2 este un sistem de rezervă, în mod normal, nu există tensiune; Ambele sisteme de magistrală pot fi conectate între ele folosind comutatoarele de cuplare de magistrală QA1 și QA2, care sunt în mod normal oprite.

Un alt mod de funcționare al acestui circuit este posibil, atunci când ambele sisteme de magistrală sunt alimentate și toate conexiunile sunt distribuite uniform între ele. Acest mod, numit funcționare cu conexiune fixă ​​a circuitelor, este de obicei utilizat pe barele de înaltă tensiune.

O schemă cu două sisteme de bare colectoare vă permite să reparați un sistem de bare colectoare menținând în același timp toate conexiunile în funcțiune. Deci, la repararea unei secțiuni a sistemului de magistrală de lucru A1, toate conexiunile sale sunt transferate la sistemul de magistrală de rezervă A2, pentru care se efectuează următoarele operațiuni:

porniți comutatorul de cuplare al magistralei QA2 și îndepărtați curentul de funcționare din acționarea acestuia;

verificați poziția de pornire a QA2;

să includă deconectatoare pentru toate conexiunile transferate pe sistemul de magistrală A2;

deconectați deconectatoarele tuturor conexiunilor din sistemul magistralei A1, cu excepția deconectatoarelor QA2 și a transformatorului de tensiune;

comutați alimentarea circuitelor de tensiune ale releului de protecție, automatizare și instrumente de măsură la transformatorul de tensiune al sistemului magistrală A2;

verificați cu un ampermetru că nu există nicio sarcină pe QA2;

curentul de funcționare este furnizat unității și QA2 este oprit;

pregătiți-vă pentru repararea secțiunii de anvelope A1.

În cazul unui scurtcircuit în prima secțiune a sistemului magistral de lucru A1, generatorul G1, comutatorul secțional QB și transformatorul de comunicație T1 sunt oprite.

Pentru a restabili funcționarea consumatorilor în acest caz, este necesar să efectuați următoarele comutatoare:

opriți toate comutatoarele care nu sunt dezactivate de protecția releului (întrerupătoare de linie moartă);

deconectați toate deconectatoarele de la secțiunea deteriorată;

porniți deconectatoarele tuturor conexiunilor din prima secțiune la sistemul de magistrală de rezervă;

porniți comutatorul transformatorului de comunicații T1, aplicând astfel tensiune sistemului de magistrală de rezervă pentru a verifica funcționarea acestuia;

porniți comutatoarele celor mai critici consumatori;

instalați generatorul G1 și, după sincronizare, porniți comutatorul acestuia;

porniți întreruptoarele tuturor liniilor deconectate.

În această schemă, puteți utiliza un comutator de cuplare magistrală pentru a înlocui comutatorul oricărei conexiuni.

Schema luată în considerare este flexibilă și destul de fiabilă. Dezavantajele sale includ un număr mare de deconectatoare, izolatoare, materiale purtătoare de curent și întrerupătoare și un design mai complex al tabloului de distribuție, ceea ce duce la o creștere a costurilor de capital pentru construcția GRU. Un dezavantaj semnificativ este utilizarea deconectatoarelor ca dispozitive operaționale. Un număr mare de operațiuni cu întrerupătoare și interblocare complexă între întrerupătoare și întrerupătoare conduc la posibilitatea întreruperii eronate a curentului de sarcină de către întrerupătoare. Probabilitatea accidentelor datorate acțiunilor incorecte ale personalului de întreținere în schemele cu două sisteme de autobuz este mai mare decât în ​​schemele cu un sistem de autobuz.

Schema cu două sisteme de magistrală poate fi aplicată centralelor termice extensibile unde o astfel de schemă a fost implementată anterior.

DIAGRAME DE CONEXIUNE ELECTRICĂ PE LATERALĂ 35 kV ȘI MAI MULT

a) Scheme simplificate ale aparatelor de comutare

Cu un număr mic de conexiuni pe partea de 35 - 220 kV, se folosesc circuite simplificate, în care de obicei nu există bare colectoare, iar numărul de comutatoare este redus. Unele circuite nu oferă deloc comutatoare de înaltă tensiune. Diagramele simplificate fac posibilă reducerea consumului de echipamente electrice și materiale de construcție, reducerea costurilor aparatului de distribuție și accelerarea instalării acestuia. Astfel de scheme sunt cel mai răspândite în substații.

Una dintre schemele simplificate este schema bloc transformator-linie (Fig. 7, a). În schemele bloc, elementele instalației electrice sunt conectate în serie fără conexiuni transversale cu alte blocuri.

Figura 7. Circuite simplificate pe partea HV:

a - bloc transformator - linie cu comutator HV; b - bloc transformator - linie cu separator; c - două blocuri cu separatoare și un jumper neautomat; g - punte cu comutatoare

În circuitul luat în considerare, transformatorul este conectat la linia W prin comutatorul Q2. În cazul unui accident în linie, comutatorul Q1 la începutul liniei (la substația districtuală) și Q2 pe partea HV a transformatorului sunt oprite în cazul unui scurtcircuit în transformator, Q2 și Q3 sunt oprit. În blocurile generator-transformator-linie, comutatorul Q2 nu este instalat, nicio avarie în bloc este oprită de întrerupătoarele generatorului Q3 și la substația districtuală Q1.

În blocurile de linii de transformare de la substații (Fig. 7, b), separatoarele QR și scurtcircuitatoarele QN sunt instalate pe partea de înaltă tensiune. Pentru a opri transformatorul în modul normal, este suficient să opriți sarcina cu comutatorul Q2 pe partea de 6-10 kV și apoi să opriți curentul de magnetizare al transformatorului cu separatorul QR. Admisibilitatea acestei din urmă operațiuni depinde de puterea transformatorului și de tensiunea nominală a acestuia.

Dacă există o defecțiune la transformator, protecția releului declanșează comutatorul Q2 și trimite un impuls pentru deschiderea comutatorului Q1 de la stația de alimentare a sistemului de alimentare. Impulsul de oprire poate fi transmis printr-un cablu special așezat, prin linii telefonice sau printr-un canal de înaltă frecvență al unei linii de înaltă tensiune. După ce a primit un impuls de tele-trip (TO), comutatorul Q1 este oprit, după care separatorul QR este oprit automat. Linia de tranzit la care este conectat transformatorul trebuie să rămână alimentată, astfel încât după declanșarea QR, comutatorul Q1 este pornit automat. Pauza în circuitul de reînchidere automată (AR) trebuie să fie coordonată cu timpul de declanșare QR, altfel linia va fi conectată la o defecțiune nereparată a transformatorului.

Oprirea Q1 poate fi realizată fără a transmite un impuls de oprire de la distanță. În acest scop, pe partea HV este instalat un scurtcircuit QN. Protecția transformatorului, atunci când este declanșată, furnizează un impuls unității QN, care, atunci când este pornită, creează un scurtcircuit artificial. Protecția releului liniei W1 este declanșată și oprește Q1. Necesitatea instalării unui scurtcircuit apare din faptul că protecția releului liniei W1 la o stație de alimentare poate fi insensibilă la deteriorarea în interiorul transformatorului. Cu toate acestea, utilizarea unor scurtcircuitare creează condiții dificile pentru funcționarea întreruptorului de circuit la capătul de alimentare al liniei (Q1), deoarece acest întrerupător trebuie să deschidă scurtcircuite non-remote.

Principalul avantaj al circuitului (Fig. 7, b) este eficiența acestuia, ceea ce a condus la utilizarea pe scară largă a unor astfel de circuite pentru stații cu un singur transformator conectate printr-un robinet oarbă la linia de tranzit.

Fiabilitatea funcționării circuitului considerat depinde de acuratețea și fiabilitatea funcționării separatoarelor și scurtcircuitatoarelor, de aceea este recomandabil să înlocuiți scurtcircuitatoarele de tip deschis cu cele SF6. Din aceleași motive, un comutator de sarcină QW poate fi instalat în locul unui separator.

La substațiile cu două transformatoare 35-220 kV se folosește un circuit din două blocuri de linie de transformare, care, pentru o mai mare flexibilitate, sunt conectate printr-un jumper neautomat de două deconectatoare QS3, QS4 (Fig. 7, c). În funcționare normală, unul dintre jumper-urile de deconectare ar trebui să fie dezactivat. Dacă acest lucru nu se face, atunci în cazul unui scurtcircuit în orice linie (W1 sau W2), protecția releului oprește ambele linii, întrerupând alimentarea cu energie a tuturor substațiilor conectate la aceste linii.

Opririle transformatorului (operaționale și de urgență) au loc în același mod ca și în circuitul cu bloc unic (Fig. 7,b). La deconectarea liniilor se folosește un jumper de două deconectatoare.

În cazul unei defecțiuni permanente pe linia W1, Q1, Q3 sunt oprite și comutatorul secțional QB este pornit prin acțiunea ATS pe partea de 6-10 kV, furnizând energie consumatorilor din T2. Dacă linia este scoasă pentru reparații, atunci prin acțiunile personalului de serviciu al stației sau ale echipei mobile operaționale, deconectatorul de linie QS1 este oprit, deconectatorul din jumper este pornit și transformatorul T1 este plasat sub sarcină prin pornirea comutatorului de pe partea JT (Q3) cu deconectarea ulterioară a comutatorului secțional. În această schemă este posibilă furnizarea T1 de la linia W2 la repararea liniei W1 (sau alimentarea T2 de la linia W1).

La stațiile de 220 kV se instalează deconectatoare în fața separatoarelor QR1 și QR2.

Pe partea HV a centralelor electrice, în prima etapă a dezvoltării sale, este posibil să se utilizeze un circuit de punte cu întrerupătoare (Fig. 7, d) cu posibilitatea de a trece ulterior la circuite cu bare colectoare.

În circuitul pentru patru conexiuni, sunt instalate trei întrerupătoare Q1, Q2, Q3 (Fig. 7, d). În mod normal, comutatorul Q3 de pe jumperul dintre cele două linii W1 și W2 (în punte) este pornit. Dacă există o defecțiune pe linia W1, comutatorul Q1 este oprit, transformatoarele T1 și T2 rămân în funcțiune, comunicarea cu sistemul de alimentare se realizează prin linia W2. În caz de deteriorare a transformatorului T1 comutatorul Q4 pe partea de 6-10 kV și comutatoarele Q1 și Q3 sunt oprite. În acest caz, linia W1 s-a dovedit a fi deconectată, deși nu a existat nicio deteriorare, ceea ce este un dezavantaj al circuitului podului. Dacă luăm în considerare faptul că oprirea de urgență a transformatoarelor este rară, atunci un astfel de dezavantaj al circuitului poate fi tolerat, mai ales că după oprirea Q1 și Q3 și, dacă este necesar să scoateți transformatorul deteriorat pentru reparație, deconectatorul QS1 este oprit și Q1, Q3 sunt pornite, restabilind funcționarea liniei W1.

Pentru a menține ambele linii în funcțiune în timpul inspecției oricărui comutator (Q1, Q2, Q3), este prevăzut un jumper suplimentar de două deconectatoare QS3, QS4. În mod normal, un comutator jumper QS3 este oprit, toate comutatoarele sunt pornite. Pentru a inspecta comutatorul Q1, porniți mai întâi QS3, apoi opriți Q1 și deconectatoarele de pe ambele părți ale comutatorului. Ca urmare, ambele transformatoare și ambele linii au rămas în funcțiune. Dacă apare un scurtcircuit pe o linie în acest mod, Q2 se va opri, adică ambele linii vor rămâne fără tensiune.

Pentru a inspecta comutatorul Q3, porniți mai întâi jumperul și apoi opriți Q3. Acest mod are același dezavantaj: în cazul unui scurtcircuit pe o linie, ambele linii sunt oprite.

Cu cât durata reparației comutatorului este mai lungă, cu atât este mai mare probabilitatea ca un accident să coincidă cu o revizuire a unuia dintre comutatoare, prin urmare această schemă nu este utilizată ca opțiune finală de dezvoltare la centralele electrice.

Pe partea de 35 - 220 kV a substațiilor este permisă utilizarea unui circuit de punte cu întrerupătoare în circuitul transformatorului în locul separatoarelor și scurtcircuitatoarelor, dacă instalarea acestora din urmă este inacceptabilă din cauza condițiilor climatice.

b) Circuite inelare

În circuitele inelare (circuite poligonale), comutatoarele sunt conectate între ele pentru a forma un inel. Fiecare element - linie, transformator - este conectat între două întrerupătoare adiacente. Cea mai simplă diagramă inelară este diagrama triunghiulară (Fig. 8, a). Linia W1 este conectată la circuit prin întrerupătoarele Q1, Q2, linia W2 - prin întrerupătoarele Q2, Q3, transformator - prin întrerupătoarele Ql, Q3. Conexiunile multiple ale unui element într-un circuit general măresc flexibilitatea și fiabilitatea funcționării, în timp ce numărul de comutatoare din circuitul luat în considerare nu depășește numărul de conexiuni. Într-un circuit triunghi, există trei comutatoare pentru trei conexiuni, deci circuitul este economic.

În circuitele inelare, revizuirea oricărui comutator se efectuează fără a întrerupe funcționarea vreunui element. Deci, la inspectarea comutatorului Q1, acesta și deconectatoarele instalate pe ambele părți ale comutatorului sunt oprite. În acest caz, ambele linii și transformatorul rămân însă în funcțiune

Figura 8. Circuite inelare

circuitul devine mai puțin fiabil din cauza rupturii inelului. Dacă în acest mod are loc un scurtcircuit pe linia W2, atunci comutatoarele Q2 și Q3 se vor opri, drept urmare ambele linii și transformatorul vor rămâne fără tensiune. O oprire completă a tuturor elementelor stației va avea loc și în cazul unui scurtcircuit pe linie și a unei defecțiuni a unui comutator: de exemplu, în cazul unui scurtcircuit pe linia W1 și defecțiunea comutatorului Q1, întrerupătoarele Q2 și Q3 se va opri. Probabilitatea de deteriorare a liniei care coincide cu revizuirea comutatorului, așa cum sa menționat mai sus, depinde de durata reparației comutatorului. Creșterea perioadei de revizie și a fiabilității de funcționare a comutatoarelor, precum și reducerea duratei reparației, crește semnificativ fiabilitatea circuitelor.

În circuitele inelare, fiabilitatea comutatoarelor este mai mare decât în ​​alte circuite, deoarece este posibil să se testeze orice comutator în timpul funcționării normale a circuitului. Testarea comutatorului prin oprirea acestuia nu perturbă funcționarea elementelor conectate și nu necesită nicio comutare în circuit.

În fig. Figura 8b prezintă o diagramă a unui patrulater (pătrat). Această schemă este economică (patru întrerupătoare pentru patru conexiuni), permite testarea și inspecția oricărui comutator fără a perturba funcționarea elementelor sale. Circuitul este foarte fiabil. Dezactivarea tuturor conexiunilor este puțin probabilă dacă revizuirea unuia dintre comutatoare, de exemplu Q1, este deteriorată, linia W2 este deteriorată și comutatorul celui de-al doilea circuit Q4 eșuează. Separatoarele nu sunt instalate în circuitele de conectare la linie, ceea ce simplifică proiectarea tabloului de distribuție exterior. La repararea liniei W2, comutatoarele Q3, Q4 și deconectatoarele instalate spre linii sunt oprite. Conexiunile W1, T1 și T2 rămase în funcțiune sunt conectate prin comutatoarele Q1, Q2. Dacă T1 este deteriorat în această perioadă, atunci comutatorul Q2 se va opri, al doilea transformator și linia W1 vor rămâne în funcțiune, dar tranzitul de putere va fi întrerupt.

Avantajul tuturor circuitelor inelare este utilizarea deconectoarelor numai pentru lucrări de reparații. Numărul de operațiuni cu deconectatoare în astfel de circuite este mic.

Dezavantajele circuitelor inelului includ o alegere mai complexă a transformatoarelor de curent, întrerupătoarelor și întrerupătoarelor instalate în inel, deoarece în funcție de modul de funcționare al circuitului, curentul care circulă prin dispozitive se modifică. De exemplu, la revizuirea Q1 (Fig. 8b), curentul din circuitul Q2 se dublează. Protecția releului trebuie, de asemenea, selectată ținând cont de toate modurile posibile atunci când treceți întrerupătoarele inelare în inspecție.

Schema patrulateră este utilizată în instalațiile de comutare de 330 kV și centrale electrice superioare ca una dintre etapele dezvoltării schemei, precum și la substații la tensiuni de 220 kV și mai mari.

Schema hexagonală (Fig. 8, c), care are toate caracteristicile schemelor discutate mai sus, a devenit destul de utilizată. Comutatoarele Q2 și Q5 sunt cele mai slabe elemente ale circuitului, deoarece deteriorarea lor duce la deconectarea a două linii W1 și W2 sau W3 și W4. Dacă tranzitul puterii are loc de-a lungul acestor linii, atunci este necesar să se verifice dacă acest lucru va perturba stabilitatea funcționării paralele a sistemului de alimentare.

În concluzie, trebuie remarcat faptul că proiectarea aparatelor de comutare care utilizează circuite inelare face să fie relativ ușoară trecerea de la un circuit triunghiular la un circuit patrulater și apoi la un circuit bloc transformator-bare colectoare sau la circuite cu bare colectoare.

c) Scheme cu un sistem de magistrală de lucru și bypass

Una dintre cerințele importante pentru circuitele pe partea de înaltă tensiune este crearea condițiilor pentru inspecțiile și testarea întrerupătoarelor fără întrerupere a funcționării. Un circuit cu un sistem de magistrală bypass îndeplinește aceste cerințe (Fig. 9). În modul normal, sistemul de magistrală de bypass AO este fără tensiune, deconectatoarele QSO care conectează liniile și transformatoarele la sistemul de magistrală de bypass sunt oprite. Circuitul oferă un comutator de bypass QO, care poate fi conectat la orice secțiune folosind o furcă de două deconectatoare. În acest caz, secțiunile sunt situate paralele între ele. Comutatorul QO poate înlocui orice alt comutator, pentru care trebuie efectuate următoarele operații: porniți comutatorul de bypass QO pentru a verifica funcționarea sistemului de magistrală de bypass, opriți QO, porniți QSO, porniți QO, opriți comutatorul Q1 , opriți deconectatoarele QS1 și QS2.

După aceste operații, linia primește energie prin sistemul de magistrală de bypass și comutatorul Q0 din prima secțiune (9,b). Toate aceste operațiuni sunt efectuate fără a întrerupe alimentarea cu energie de-a lungul liniei, deși implică un număr mare de comutări.

Pentru a economisi bani, funcțiile comutatoarelor de bypass și secționale pot fi combinate. În diagrama fig. 9, iar pe lângă comutatorul Q0 există un jumper de două deconectatoare QS3 și QS4. În modul normal, acest jumper este pornit, comutatorul de bypass este conectat la secțiunea B2 și este, de asemenea, pornit. Astfel, secțiunile B1 și B2 sunt conectate între ele

Figura 9. Schemă cu un sistem de magistrală de lucru și bypass:

a - circuit cu un bypass combinat și comutator secțional și separatoare în circuitele transformatoare; b - modul de înlocuire a unui comutator liniar cu un comutator de bypass; c - schema cu comutatoare by-pass si sectionale

prin QO, QS3, QS4 și comutatorul de ocolire îndeplinește funcțiile unui comutator de secțiune. Când înlocuiți orice comutator de linie cu un comutator de ocolire, trebuie să opriți QO, să opriți deconectarea jumper-ului (QS3) și apoi să utilizați QO pentru scopul său. Pe toată perioada de reparație a comutatorului liniar, funcționarea în paralel a secțiunilor și, prin urmare, a liniilor, este întreruptă. În circuitele transformatoare din circuitul luat în considerare, sunt instalate separatoare (pot fi instalate întrerupătoare de sarcină QW). Dacă există o defecțiune la transformator (de exemplu, T1), comutatoarele de linie W1, W3 și comutatorul QO sunt oprite. După deconectarea separatorului QR1, întrerupătoarele se pornesc automat, restabilind funcționarea liniilor. Această schemă necesită funcționarea precisă a automatizării.

Schema conform fig. 9, A recomandat pentru stațiile de înalta tensiune (110 kV) cu un număr de conexiuni (linii și transformatoare) de până la șase inclusiv, atunci când întreruperea funcționării în paralel a liniilor este acceptabilă și nu există perspective de dezvoltare ulterioară. Dacă se așteaptă extinderea aparatului de comutare în viitor, atunci întrerupătoarele sunt instalate în circuitele transformatorului. Schemele cu comutatoare de transformare pot fi utilizate pentru tensiuni de 110 și 220 kV pe partea HT și MT a substațiilor.

În ambele scheme luate în considerare, repararea unei secțiuni presupune deconectarea tuturor liniilor conectate la o anumită secțiune și la un transformator, astfel încât astfel de scheme pot fi utilizate cu linii pereche sau linii susținute de la alte substații, precum și cu cele radiale, dar nu mai mult de unul pe sectiune.

La centralele electrice este posibilă utilizarea unei scheme cu un sistem de magistrală secționat conform Fig. 9, în, dar cu comutatoare de bypass separate pentru fiecare secțiune.

d) Schemă cu două sisteme de magistrală de lucru și bypass

Pentru aparatele de comutare de 110 - 220 kV cu un număr mare de conexiuni, se utilizează o schemă cu două sisteme de magistrală de lucru și bypass cu un comutator pe circuit (Fig. 10, a). De regulă, ambele sisteme de magistrală funcționează cu o distribuție fixă ​​corespunzătoare a tuturor conexiunilor: liniile W1, W3, W5 și transformatorul T1 sunt conectate la primul sistem de magistrală A1, liniile W2, W4, W6 și transformator. T1 conectat la al doilea sistem de magistrală A2, comutatorul de cuplare de magistrală QA este pornit. Această distribuție a conexiunilor crește fiabilitatea circuitului, deoarece în cazul unui scurtcircuit pe magistrale, comutatorul de cuplare al magistralei QA și numai jumătate din conexiuni sunt oprite. Dacă deteriorarea barelor este permanentă, atunci conexiunile deconectate sunt transferate la un sistem de bare care funcționează. Întreruperea alimentării cu energie electrică la jumătate din conexiuni este determinată de durata comutării. Schema luată în considerare este recomandată pentru aparatele de comutație 110 - 220 kV pe partea HT și MT a substațiilor cu un număr de conexiuni de 7-15, precum și la centralele electrice cu un număr de conexiuni de până la 12.

Figura 10. Schemă cu două sisteme de magistrală de lucru și bypass:

a - diagrama de baza; b, c - opțiuni de circuit

Pentru aparatele de comutare de 110 kV și mai sus, dezavantajele acestei scheme devin semnificative:

Defectarea unui comutator în timpul unei situații de urgență duce la oprirea tuturor surselor de energie și a liniilor conectate la un anumit sistem de magistrală, iar dacă un sistem de magistrală este în funcțiune, toate conexiunile sunt deconectate. Eliminarea accidentului este întârziată, deoarece toate operațiunile de trecere de la un sistem de autobuz la altul sunt efectuate prin deconectatoare. Dacă sursele de alimentare sunt unități puternice de turbogenerator-transformator, atunci pornirea lor după cedarea sarcinii mai mult de 30 de minute poate dura câteva ore;

deteriorarea comutatorului de cuplare magistrală este echivalentă cu un scurtcircuit pe ambele sisteme de magistrală, adică duce la deconectarea tuturor celor conectate;

un număr mare de operațiuni cu deconectatoare în timpul inspecției și reparației întrerupătoarelor complică funcționarea aparatului de comutare;

necesitatea de a instala bare colectoare, comutatoare de bypass și un număr mare de deconectatoare crește costul construcției aparatului de distribuție.

O anumită creștere a flexibilității și fiabilității proiectării poate fi obținută prin partiționarea unuia sau a ambelor sisteme de magistrală.

La centralele termice și centralele nucleare, cu un număr de conexiuni de 12-16, se secţionează un sistem de autobuze cu un număr mai mare de conexiuni, ambele sisteme de autobuze sunt secţionate;

La substații se secționează un sistem de magistrală la U = 220 kV cu numărul de conexiuni 12-15 sau când sunt instalate transformatoare cu o capacitate mai mare de 125 MBA; ambele sisteme de magistrală 110 - 220 kV sunt secționate atunci când numărul de conexiuni este mai mare de 15.

Dacă barele colectoare sunt secționate, atunci pentru a reduce costurile de capital este posibilă utilizarea combinate a barelor colectoare și a comutatoarelor de derivație QOA (Fig. 10, b). În modul normal, deconectatoarele QS1, QSO, QS2 sunt pornite și comutatorul de bypass acționează ca un comutator de cuplare magistrală. Dacă este necesar să reparați un comutator, opriți comutatorul QOA și deconectatorul QS2 și utilizați comutatorul de bypass în scopul pentru care a fost prevăzut. În circuitele cu un număr mare de linii, numărul de astfel de comutări pe an este semnificativ, ceea ce duce la complicații în funcționare, prin urmare există tendința de a abandona combinația de conectare a magistralei și comutatoare de bypass.

Într-un circuit cu magistrale secționate, dacă există o defecțiune la barele colectoare sau dacă există un scurtcircuit în linie și întrerupătorul se defectează, se pierd doar 25% din conexiuni (în perioada de comutare), însă, dacă există o defecțiune la comutatorul secțional, 50% din conexiuni sunt pierdute.

Pentru centralele electrice cu unități de putere puternice (300 MW sau mai mult), fiabilitatea circuitului poate fi crescută prin conectarea surselor de comunicație sau a autotransformatoarelor printr-o furcă de două întrerupătoare (Fig. 10, c). Aceste comutatoare în modul normal îndeplinesc funcțiile unui comutator de conectare magistrală. Dacă orice sistem de magistrală este deteriorat, autotransformatorul rămâne în funcțiune, eliminând posibilitatea de a pierde ambele sisteme de magistrală.

e) Schemă cu două sisteme de magistrală și trei întrerupătoare pentru două circuite

În aparatele de comutare 330 - 750 kV, se utilizează o schemă cu două sisteme de magistrală și trei întrerupătoare pentru două circuite. După cum se poate observa din fig. 11, pentru șase conexiuni sunt necesare nouă întrerupătoare, adică pentru fiecare conexiune întrerupătoare „unul și jumătate” (de unde și al doilea nume al circuitului: „unul și jumătate”, sau „schema cu 3/2 întrerupătoare pe circuit”).

Figura 11. Schemă cu 3/2 comutatoare per conexiune

Fiecare conexiune este conectată prin două comutatoare. Pentru a opri linia W1, trebuie să opriți comutatoarele Q1, Q2, pentru a opri transformatorul T1 - Q2, Q3.

În modul normal, toate comutatoarele sunt pornite și ambele sisteme de magistrală sunt alimentate. Pentru a inspecta orice comutator, deconectați-l și deconectatoarele instalate pe ambele părți ale comutatorului. Numărul de operații pentru aducerea acestuia în revizie este minim, întreruptoarele servesc doar la separarea întreruptorului în timpul reparațiilor; Avantajul schemei este că la inspectarea oricărui comutator, toate conexiunile rămân în funcțiune. Un alt avantaj al circuitului unu și jumătate este fiabilitatea sa ridicată, deoarece toate circuitele rămân în funcțiune chiar dacă sunt deteriorate pe barele colectoare. Deci, de exemplu, în timpul unui scurtcircuit pe primul sistem de magistrală, comutatoarele Q3, Q6, Q9 se vor opri, magistralele vor rămâne fără tensiune, dar toate conexiunile vor rămâne în funcțiune. Cu același număr de surse de alimentare și linii, funcționarea tuturor circuitelor este menținută chiar și atunci când ambele sisteme de magistrală sunt oprite, dar funcționarea în paralel pe partea de înaltă tensiune poate fi întreruptă doar.

Circuitul permite testarea comutatoarelor în modul de funcționare fără a funcționa întrerupătoarele. Repararea anvelopelor, curățarea izolatoarelor, inspecția deconectatoarelor de magistrală sunt efectuate fără a întrerupe funcționarea circuitelor (rândul corespunzător de întrerupătoare de magistrală este oprit), toate circuitele continuă să funcționeze în paralel prin sistemul de magistrală alimentat rămas.

Numărul de operațiuni necesare cu întrerupătoarele în timpul anului pentru a aduce toate întrerupătoarele, deconectatoarele și barele colectoare în inspecție unul câte unul este semnificativ mai mic decât într-o schemă cu două sisteme de bare colectoare de funcționare și bypass.

Pentru a crește fiabilitatea circuitului, elementele cu același nume sunt conectate la diferite sisteme de magistrală: transformatoare T1 , TZ și linia W2 - la primul sistem de magistrală, liniile W1, W3 - transformatorul T2 - la al doilea sistem de magistrală. Cu această combinație, în cazul deteriorării oricărui element sau a barelor colectoare cu defecțiunea simultană a unui întrerupător și repararea întreruptorului unei alte conexiuni, nu se deconectează mai mult de o linie și o sursă de alimentare.

Deci, de exemplu, la repararea Q5, un scurtcircuit pe linia W1 și defecțiunea comutatorului Q1, comutatoarele Q2, Q4, Q7 sunt oprite, drept urmare, pe lângă linia deteriorată W1, un alt element, T2, va fi oprit. După oprirea întrerupătoarelor indicate, linia W1 poate fi oprită de întrerupătorul de linie, iar transformatorul T2 este pornit de întrerupătorul Q4. Oprirea de urgență simultană a două linii sau două transformatoare în circuitul considerat este puțin probabilă.

În diagrama din fig. 11 trei lanțuri sunt conectate la barele colectoare. Dacă există mai mult de cinci astfel de lanțuri, atunci se recomandă secționarea autobuzelor cu un comutator.

Dezavantajele schemei luate în considerare sunt:

deconectarea scurtcircuitelor de pe linie cu două întrerupătoare, ceea ce crește numărul total de revizii ale comutatorului;

cost crescut al proiectării aparatelor de comutare cu un număr impar de conexiuni, deoarece un circuit trebuie conectat prin două întrerupătoare;

fiabilitatea redusă a circuitului dacă numărul de linii nu corespunde numărului de transformatoare. În acest caz, două elemente cu același nume sunt conectate la un lanț de trei comutatoare, astfel încât este posibilă oprirea de urgență a două linii în același timp;

creșterea complexității circuitelor de protecție a releului;

creșterea numărului de comutatoare din circuit.

Datorită fiabilității și flexibilității sale ridicate, schema este utilizată pe scară largă în aparatele de comutare de 330 - 750 kV la centralele puternice.

La substațiile nod, această schemă este utilizată atunci când numărul de conexiuni este de opt sau mai mult. Cu un număr mai mic de conexiuni, liniile sunt incluse într-un lanț de trei comutatoare, așa cum se arată în Fig. 11, iar transformatoarele sunt conectate direct la barele colectoare, fără întrerupătoare, formând un bloc transformator - bare colectoare.

PRINCIPALE DIAGRAME CHPP

A) Sistem CHP cu bare de tensiune generator

La centralele de cogenerare cu generatoare de 63 MW, consumatorii de energie electrica situati la o distanta de 3 - 5 km pot primi energie electrica la tensiunea generatorului. În acest caz, un tablou principal de 6-10 kV este construit la centrala termică, de regulă, cu un sistem de magistrală. Numărul și puterea generatoarelor conectate la GRU sunt determinate pe baza proiectării sursei de alimentare a consumatorilor și trebuie să fie astfel încât, atunci când un generator se oprește, cei rămași să furnizeze în totalitate energie consumatorilor.

Comunicarea cu rețeaua electrică și distribuția surplusului de putere se realizează prin linii de 110 și 220 kV. Dacă se plănuiește conectarea unui număr mare de linii de 110, 220 kV, atunci la centrala termică este construită o instalație de distribuție cu două sisteme de magistrală de lucru și bypass.

Pe măsură ce sarcinile termice cresc, turbogeneratoarele cu o capacitate de 120 MW sau mai mult pot fi instalate la centralele termice. Astfel de turbogeneratoare nu sunt conectate la barele de tensiune ale generatorului (6-10 kV), deoarece, în primul rând, acest lucru va crește brusc curenții de scurtcircuit și, în al doilea rând, tensiunea nominală a acestor generatoare este de 15,75; 18 kV diferă de tensiunea rețelei de distribuție. Generatoarele puternice sunt conectate în blocuri care funcționează pe bare 110 - 220 kV.

b) Diagrame bloc CHP

Creșterea puterii unitare a turbogeneratoarelor utilizate la centralele termice (120, 250 MW) a condus la utilizarea pe scară largă a circuitelor bloc. În diagrama prezentată în fig. Consumatorii de 12, 6-10 kV primesc putere de la robinetele reacţionate de la generatoarele G1, G2; consumatorii mai îndepărtați sunt alimentați prin stații de intrare adânci de la bare colectoare de 110 kV. Funcționarea în paralel a generatoarelor se realizează la o tensiune mai mare, ceea ce reduce curentul de scurtcircuit pe partea de 6-10 kV. Ca orice diagramă bloc, această schemă salvează echipamente, iar absența unei unități de control principal voluminoase face posibilă accelerarea instalării părții electrice. Aparatul de distribuție pentru consumatori are două secțiuni cu un ATS pe comutatorul secțional. În circuitele generatoarelor, pentru o mai mare fiabilitate a alimentării cu energie electrică, sunt instalate întrerupătoarele Q1, Q2. Transformatoarele de comunicație T1, T2 trebuie să fie proiectate pentru a furniza toată puterea activă și reactivă în exces și trebuie să fie echipate cu un comutator sub sarcină.

Transformatoarele blocurilor G3, G4 pot fi echipate și cu un dispozitiv comutator sub sarcină, care face posibilă asigurarea nivelului de tensiune adecvat pe barele de 110 kV atunci când furnizează putere reactivă de rezervă unei centrale termice care funcționează conform unui program termic. Prezența comutatoarelor sub sarcină în aceste transformatoare face posibilă reducerea fluctuațiilor de tensiune în instalațiile MT.

Odată cu extinderea în continuare a centralei termice, sunt instalate turbogeneratoare G5, G6, conectate în blocuri. Liniile de 220 kV ale acestor unități sunt conectate la substația raională din apropiere. Nu există întrerupătoare instalate pe partea de 220 kV a termocentralei linia este deconectată cu ajutorul unui întrerupător la substația raională. În cazul în care protecția releului stației este insuficient de sensibilă la deteriorarea transformatoarelor T5, T6, acestea asigură transmiterea unui impuls de tele-ruptură (TO) sau instalează scurtcircuitare și separatoare. Generatoarele sunt oprite folosind comutatoarele Q3, Q4.

Nu există nicio conexiune între aparatele de comutație de 110 kV și 220 kV, ceea ce simplifică foarte mult proiectarea aparatului de comutare de 220 kV. După cum sa menționat mai sus, acest lucru este permis dacă conectarea rețelelor de 110 și 220 kV se realizează la cea mai apropiată substație regională.

Centralele termice moderne puternice (500-1000 MW) sunt construite ca tip bloc. În blocurile generator-transformator este instalat un comutator generator, ceea ce mărește fiabilitatea alimentării cu energie electrică a aparatului de comutare MT și de înaltă tensiune, deoarece acest lucru elimină numeroase operațiuni în aparatul de comutare MT pentru a transfera puterea de la transformatorul de lucru la transformatorul de rezervă. la fiecare oprire și pornire a unității de putere și operațiunile cu întrerupătoare de înaltă tensiune sunt excluse. Nu trebuie să uităm că la centralele termice, unitățile electrice sunt oprite și pornite mult mai des decât la CPP-uri sau centralele nucleare.

Figura 12. Diagrama bloc CHP

SCHEMA IES PRINCIPALĂ

a) Cerințe pentru circuitele centralelor termice puternice

Puterea generatoarelor instalate la centralele termice este în continuă creștere. Au fost puse in functiune unitati de putere de 500 si 800 MW, unitati de 1200 MW sunt puse in functiune. Capacitatea instalată a CPP-urilor moderne ajunge la câteva milioane de kilowați. Pe magistralele unor astfel de centrale electrice, comunicarea se realizează între mai multe centrale electrice, iar puterea circulă dintr-o parte a sistemului electric în alta. Toate acestea duc la faptul că CPP-urile mari joacă un rol foarte important în sistemul energetic. Următoarele cerințe se aplică schemei de conectare electrică IES:

1. Circuitul principal trebuie selectat pe baza proiectului aprobat pentru dezvoltarea sistemului energetic, adică tensiunile la care este furnizată energie electrică, graficele de sarcină la aceste tensiuni, schema rețelei și numărul de linii de ieșire, scurtcircuit admisibil. curenți la tensiuni mai mari, cerințe de stabilitate și secționare a rețelelor, cea mai mare pierdere admisă a rezervei de putere în sistemul de alimentare și capacitatea liniilor de transport electric.

2. La centralele electrice cu unități de putere de 300 MW sau mai mult, deteriorarea sau defecțiunea oricărui comutator, cu excepția barelor colectoare și a comutatoarelor secționale, nu trebuie să conducă la oprirea mai multor unități de putere și a uneia sau mai multor linii, dacă stabilitatea a sistemului de alimentare este menținută. Dacă un comutator de cuplare secțional sau magistrală este deteriorat, este permisă pierderea a două unități de putere și linii, dacă stabilitatea sistemului de alimentare este menținută. Dacă deteriorarea sau defecțiunea unui comutator coincide cu repararea altuia, este permisă și pierderea a două unități de alimentare.

3. Deteriorarea sau defectarea oricărui întrerupător nu trebuie să conducă la întreruperea tranzitului prin barele centrale ale centralei electrice, adică la deconectarea mai multor circuite de tranzit dacă acesta este format din două circuite paralele.

4. Unitățile de putere, de regulă, trebuie conectate prin transformatoare și întrerupătoare separate pe partea de înaltă tensiune.

5. Dezactivarea liniilor electrice trebuie făcută cu cel mult două întrerupătoare, iar unitățile de putere și transformatoarele auxiliare - cu cel mult trei comutatoare de comutație de fiecare tensiune.

6. Reparația întrerupătoarelor cu tensiuni de 110 kV și mai mari ar trebui să fie posibilă fără deconectarea conexiunii.

7. Circuitele de comutație de înaltă tensiune trebuie să prevadă posibilitatea secționării rețelei sau împărțirii centralei în părți care funcționează independent pentru a limita curenții de scurtcircuit.

8. Atunci când alimentați două transformatoare de rezervă de pornire pentru nevoi auxiliare din acest tablou, posibilitatea de pierdere a ambelor transformatoare trebuie exclusă în cazul deteriorării sau defecțiunii oricărui comutator.

Alegerea finală a circuitului depinde de fiabilitatea acestuia, care poate fi evaluată matematic prin deteriorarea specifică a elementelor. Circuitul principal trebuie să satisfacă cerințele de funcționare ale sistemului de alimentare și să asigure costuri minime de proiectare.

b) Scheme bloc generator - transformator și generator - transformator - linie

Într-un bloc cu un transformator cu două înfășurări, de obicei nu există întrerupătoare de tensiune a generatorului (Fig. 13, a). Unitatea de alimentare este pornită și oprită în modurile normal și de urgență prin comutatorul Q1 de pe partea de înaltă tensiune. O astfel de unitate de putere se numește monobloc. Conectarea generatorului cu transformatorul bloc și robinetul la transformatorul MT se realizează la centralele moderne prin conductoare complete închise cu faze separate, care asigură o fiabilitate ridicată a funcționării, eliminând practic scurtcircuitele fază la fază în aceste conexiuni. . În acest caz, nu există un echipament de comutare între generator și transformatorul de creștere, precum și pe ramura la transformator c. n. nu e disponibil nu e asigurat nu e prevazut. Absența unui comutator pe ramura de MT duce la necesitatea opririi întregii unități de putere în caz de deteriorare a transformatorului MT (Q1, întrerupătoarele pe partea de 6 kV a transformatorului MT și AGP-ul generatorului sunt inchis).

Figura 13. Scheme de unități de putere generator-transformator:

a, d - blocuri cu transformatoare cu două înfăşurări; b - bloc cu autotransformator c - bloc combinat; g- bloc cu un generator de 1200 MW

Având în vedere fiabilitatea ridicată a transformatoarelor și prezența rezervei de putere necesare în sistemul de alimentare, această schemă este acceptată ca standard pentru unitățile de putere cu o capacitate de 160 MW sau mai mult.

În fig. 13b prezintă o diagramă a unui bloc generator cu un autotransformator. Această schemă este utilizată în prezența a două tensiuni crescute la IES. În caz de deteriorare a generatorului, întrerupătorul Q3 este oprit, conexiunea dintre cele două tablouri de înaltă tensiune este menținută. Dacă există o defecțiune la barele colectoare cu tensiuni de 110 - 220 kV sau 500 - 750 kV, Q2 sau Q1 se vor opri, iar unitatea va rămâne în funcțiune pe barele colectoare cu tensiuni de 500-750 sau 110 - 220 kV. Separatoarele dintre comutatoarele Q1, Q2, Q3 și autotransformatorul sunt necesare pentru a permite scoaterea întrerupătoarelor pentru reparații în timp ce unitatea sau autotransformatorul rămâne în funcțiune.

În unele cazuri, pentru a simplifica și a reduce costul proiectării aparatului de comutare cu o tensiune de 330 - 750 kV, două blocuri cu transformatoare separate sunt combinate sub un comutator comun Q1 (Fig. 13, c). Comutatoarele Q2, Q3 sunt necesare pentru pornirea generatoarelor pentru funcționarea în paralel și oferă o mai mare fiabilitate, deoarece dacă există o defecțiune la un generator, al doilea generator rămâne în funcțiune.

Trebuie remarcat faptul că prezența întrerupătoarelor generatorului permite pornirea generatorului fără utilizarea unui transformator de pornire MT. În acest caz, când întrerupătorul generatorului este oprit, alimentarea magistralelor s.n. alimentat printr-un transformator bloc si un transformator de lucru s.n. După toate operațiunile de pornire, generatorul este sincronizat și pornit de comutatorul Q2 (Q3).

În loc de întrerupătoare de aer voluminoase și scumpe, pot fi instalate întrerupătoare de sarcină pe tensiunea generatorului. În acest caz, o defecțiune a oricărei unități de alimentare va declanșa comutatorul Q1. După ce unitatea de alimentare deteriorată este separată, unitatea de lucru este pusă în funcțiune.

Utilizarea unităților de putere integrate este permisă în sistemele de putere puternice, care au rezervă și capacitate suficientă a conexiunilor intersistem, în cazul dificultăților de amenajare (zonă limitată pentru construcția tabloului de distribuție cu o tensiune de 500 - 750 kV), precum și pentru pentru a economisi comutatoare, conexiuni aeriene și cabluri între transformatoare și aparate de comutare de tensiune mai mare.

Generatoarele de 1200 MW, având două înfășurări statorice independente (sistem în șase faze), sunt conectate într-o unitate cu un transformator de creștere cu două înfășurări BT: una conectată în triunghi și cealaltă în stea pentru a compensa deplasarea de 30 ° între vectorii de tensiune ai înfășurărilor statorului (Fig. 13, d).

În unele cazuri, sunt utilizate unități cu un comutator generator (Fig. 13,e). Generatorul este oprit și pornit folosind comutatorul Q (sau comutatorul de sarcină QW), fără a fi afectat

Figura 14. Diagrama IES (8x300 + 1 x 1200) MW

Figura 15. Diagrama IES (6x800) MW

PRINCIPALE DIAGRAME ALE CNE

A) Cerințe speciale pentru circuitele centralelor nucleare

La fel ca și schemele altor centrale electrice (CHP, CPP), schemele centralelor nucleare trebuie realizate în conformitate cu cerințele stabilite anterior în ceea ce privește fiabilitatea, flexibilitatea, ușurința în exploatare și eficiența.

Caracteristicile procesului tehnologic al centralelor nucleare, puterea mare a unităților de putere ale reactoarelor, care ating 1500 MW în centralele moderne, și livrarea întregii puteri către sistemul energetic prin linii de 330 - 1150 kV impun o serie de cerințe speciale asupra nucleară. centrale electrice:

schema principală a centralei nucleare este selectată pe baza diagramei rețelelor sistemului energetic și a secțiunii la care este conectată această centrală;

schema de conectare a CNE la sistemul de alimentare trebuie să asigure, în modurile inițiale normale, în toate etapele construcției CNE, livrarea întregii puteri de intrare a CNE și menținerea stabilității funcționării acesteia în sistemul de alimentare fără influența situației de urgență. automate atunci când orice linie de ieșire sau transformator de comunicație este deconectat;

in regimurile de reparatie, precum si in cazul defectarii intrerupatoarelor sau a dispozitivelor de protectie cu relee, stabilitatea centralei nucleare trebuie asigurata prin actiunea automatelor de urgenta pentru descarcarea centralei nucleare. Ținând cont de aceste cerințe, la centralele nucleare, începând de la prima unitate de putere pusă în funcțiune, comunicarea cu sistemul electric se realizează pe cel puțin trei linii.

La alegerea schemei principale a unei centrale nucleare se iau în considerare următoarele: puterea unitară a unităților și numărul acestora; tensiuni la care este furnizată puterea sistemului de alimentare; magnitudinea fluxurilor între aparatele de comutare de diferite tensiuni; curenții de scurtcircuit pentru fiecare aparat de distribuție și necesitatea limitării acestora; valoarea puterii maxime care poate fi pierdută dacă orice comutator este deteriorat; posibilitatea de a conecta una sau mai multe unități de putere direct la tabloul de distribuție al celei mai apropiate substații regionale; utilizarea, de regulă, a cel mult două aparate de comutație de tensiuni mai mari și posibilitatea renunțării la autotransformatoare pentru comunicarea între ele.

Aparatele de comutare ale centralelor nucleare de 330-1150 kV trebuie realizate extrem de fiabil:

deteriorarea sau defecțiunea oricărui întrerupător de circuit, cu excepția unui întrerupător secțional sau de conexiune magistrală, nu trebuie, de regulă, să conducă la oprirea mai multor unități de reactor și a unui număr atât de admisibil în condițiile de stabilitate a sistem de energie;

în cazul deteriorării sau defecțiunii unui comutator secțional sau de conectare a magistralei, precum și în cazul în care deteriorarea sau defecțiunea unui comutator coincide cu repararea altuia, este permisă deconectarea a două unități de reactor și a unui număr de linii care este permis în condițiile de stabilitate a sistemului de alimentare;

Dezactivarea liniilor, de regulă, ar trebui să fie efectuată de cel mult două comutatoare;

deconectarea transformatoarelor superioare, transformatoarelor c. n. și comunicații - nu mai mult de trei comutatoare.

Aceste cerințe sunt îndeplinite de circuite cu întrerupătoare 4/3, 3/2 pentru conectare, circuite bloc de generator - transformator - linie, circuite cu unul sau două poligoane.

Aparatul de comutare a centralelor nucleare de 110 - 220 kV este realizat cu unul sau două sisteme de magistrală de lucru și bypass. Sistemul de magistrală de lucru este secționat atunci când numărul de conexiuni este mai mare de 12.

b) Diagrame tipice CNE

Ținând cont de cerințele ridicate pentru circuitele centralelor nucleare, organizațiile de proiectare dezvoltă principalele circuite de conectare electrică pentru fiecare centrală nucleară specifică. Să luăm în considerare cea mai tipică schemă a unei centrale nucleare cu reactoare de canal cu apă fierbinte cu o capacitate de 1500 MW (RBMK-1500) și turbogeneratoare de 800 MW (Fig. 16). Puterea CNE este furnizată la tensiuni de 750 și 330 kV. Aparatul de comutare de 330 kV este construit conform circuitului de comutare 4/3 pentru conectare. Aparatul de comutare de 750 kV este proiectat conform proiectării a două patrulatere conectate cu comutatoare în jumperi. Generatoarele G3, G4 și G5, G6 formează unități de putere mărite, ceea ce face posibilă utilizarea unei scheme economice de patrulater după punerea în funcțiune a celei de-a treia unități de putere a reactorului. Unitatea de putere a patra reactor cu generatoare G7, G8 sunt conectate la al doilea patrulater 750 kV. Odată cu extinderea în continuare a centralei nucleare și instalarea celui de-al cincilea reactor, generatoarele G7, G8 și G9, G10 nou instalate vor fi combinate în unități de putere extinse. Liniile de 750 kV au o capacitate de circa 2000 MW, astfel că trei linii vor asigura integral livrarea întregii puteri a unităților de putere conectate, ținând cont de eventuala extindere.

Reactoarele de derivație LR1 - LR3 sunt conectate la linii prin comutatoare separate. Conexiunea între tablourile de 330 kV și 750 kV se realizează printr-un grup de trei autotransformatoare monofazate (se prevede instalarea unei faze de rezervă). Transformatoare de rezervă p. n. racordat RT1 - la statia raionala 110 kV; RT2 - la aparatul de comutare 330 kV; RTZ - la medie tensiune a autotransformatorului de comunicație cu posibilitate de comutare la un tablou de 330 kV; RT4 - la înfășurarea JT a autotransformatorului.

Figura 16. Schema unei centrale nucleare cu reactoare de 1500 MW

DIAGRAMELE SUBSTAȚIILOR PRINCIPALE

Informații generale

Schema principală de conexiune electrică a substației este selectată ținând cont de schema de dezvoltare a rețelelor electrice ale sistemului de alimentare sau de schema de alimentare a zonei.

Conform metodei de conectare la rețea, toate substațiile pot fi împărțite în punct mort, ramificație, trecere și hub.

O substație fără margini este o substație care primește energie electrică de la o instalație electrică prin una sau mai multe linii paralele.

Substația de ramură este conectată printr-un robinet oarbă la una sau două linii de trecere.

Stația de trecere este inclusă în tăierea uneia sau a două linii cu alimentare cu energie dublu sau unilaterală.

O substație nodală este o substație la care sunt conectate mai mult de două linii electrice, provenite de la două sau mai multe instalații electrice.

După scopul lor, se disting substațiile de consum și de sistem.

Structura stației este strâns legată de scopul și metoda de conectare a stației la rețeaua de alimentare și ar trebui:

asigura fiabilitatea alimentării cu energie electrică a consumatorilor substației și a fluxurilor de energie prin conexiuni intersistem sau trunchi în modurile normal și post-urgență;

ține cont de perspectiva dezvoltării;

permite posibilitatea extinderii treptate a aparatului de comutare a tuturor tensiunilor;

ia în considerare cerințele automatizării pentru situații de urgență;

oferă capacitatea de a efectua lucrări de reparații și întreținere asupra elementelor individuale ale circuitului fără a deconecta conexiunile adiacente.

Numărul de comutatoare declanșate simultan nu trebuie să fie mai mare de:

doi - dacă linia este deteriorată;

patru - în caz de deteriorare a transformatoarelor cu tensiuni de până la 500 kV, trei - 750 kV.

În conformitate cu aceste cerințe, au fost elaborate diagrame standard ale dispozitivelor de comutație pentru stații de 6 - 750 kV, care ar trebui utilizate la proiectarea stațiilor.

O schemă principală nestandard trebuie să fie justificată printr-un calcul tehnic și economic.

Scheme de stații de fund și de ramură

Stațiile de transformare monotransformatoare cu capăt mort pe partea de 35-330 kV se realizează conform schemei bloc transformator-linie fără echipament de comutare sau cu un singur separator (Fig. 17, a), dacă protecția liniei de la capătul de alimentare este suficient de sensibilă pentru a deteriora transformatorul. Această schemă poate fi utilizată și dacă transmiterea unui semnal de teledeconectare este prevăzută pentru stațiile de 330 kV cu transformatoare de orice putere și pentru stațiile de 110 - 220 kV cu transformatoare de peste 25 MB A. La intrarea cablului în transformator, separă nu sunt instalate.

Siguranțele de pe partea de 35, 110 kV a transformatoarelor de putere nu sunt utilizate. La posturile de fund și de derivație numai la 110 kV se admite utilizarea circuitelor cu separatoare (Fig. 17, b) cu excepția: posturilor situate în zone cu climă rece, precum și în zone deosebit de înghețate; dacă acțiunile separatoarelor și scurtcircuitarelor duc la dezactivarea sincronismului motoarelor sincrone ale consumatorului; la substațiile de transport și producție de petrol și gaze; pentru conectarea transformatoarelor cu o capacitate mai mare de 25 MBA; în circuitele de transformatoare conectate la linii cu OAPV.

În diagrama stației prezentate în fig. 17, b pe partea de 110 kV există un separator QS, un separator QR și într-o fază - un scurtcircuit QN, pe partea 6 -10 kV - un comutator Q2.

În cazurile în care schemele discutate mai sus nu sunt recomandate, se utilizează o schemă standard cu un comutator pe partea de 35 - 500 kV (Fig. 17, c).

Figura 17. Diagrame bloc transformator-linie:

a – fără întrerupător HV; b – cu separator HV; c – cu comutator HV

Scheme de stații de trecere

Dacă este necesară secţionarea liniilor, puterea transformatorului de până la 63 MB A inclusiv şi tensiunea 35 - 220 kV, se recomandă circuite în punte (Fig. 18). Diagrama prezentată în Fig. 18, a, este utilizat pe partea de 110 kV cu puterea transformatorului de până la 25 MB A inclusiv. Jumperul de reparație cu deconectatoarele QS7, QS8 este în mod normal deconectat de un deconectator (QS7).

Comutatorul Q1 din pod este pornit dacă curentul trece prin liniile W1, W2. Dacă este necesar să se excludă funcționarea în paralel a liniilor W1, W2 din punctul de vedere al limitării curenților de scurtcircuit, comutatorul Q1 este oprit. Dacă transformatorul (T1) este deteriorat, întrerupătorul de pe partea de 6 (10) kV Q4 este oprit, scurtcircuitatorul QN1 este pornit, întrerupătorul Q2 de la capătul de alimentare al liniei W1 este oprit și separatorul QR1 este oprit, iar apoi deconectatorul QS1.

Figura 18. Diagrame pod:

a - cu întrerupător în jumper și separatoare în circuitele transformatorului; b - cu întrerupătoare în circuitul de linie și un jumper de reparare pe partea de linie

Dacă, din cauza modului de funcționare al rețelei, este necesară repunerea în funcțiune a liniei W1, atunci comutatorul de la capătul de alimentare al acestei linii și comutatorul de punte Q1 sunt pornite automat, astfel tranzitul pe liniile W1, W2 este restabilit. . Jumperul de reparare este utilizat la inspectarea comutatorului Q1 pentru aceasta, QS7 este pornit, Q1 și QS3, QS4 sunt oprite. Tranzitul de-a lungul liniilor W1, W2 se realizează prin intermediul unui jumper de reparare, transformatoare T1, T2 in functiune.

În rețelele de 220 kV și transformatoare de până la 63 MB A inclusiv, pentru a crește fiabilitatea operațională, separatoarele sunt înlocuite cu întrerupătoare Q1, Q2 (Fig. 18, b).

Jumperul de reparare este deschis de deconectatorul QS9. Comutatorul Q3 din pod este pornit, ceea ce asigură tranzitul energiei prin liniile W1 și W2. În cazul unui accident într-un transformator T1întrerupătorul de pe partea de 6 (10) kV și întrerupătoarele Q1 și Q3 sunt oprite. După ce deconectatorul QS3 este oprit, Q1 și Q3 sunt pornite și tranzitul este restabilit. Pentru a repara Q1, porniți jumperul de reparare (deconectatorul QS9), opriți Q1 și deconectatoarele QS1 și QS2. Dacă are loc un accident în T2 în acest mod, atunci Q2 și Q3 sunt oprite și ambele transformatoare rămân fără alimentare. Apoi, este necesar să dezactivați QS6 și să activați Q3 și Q2 T1 se conectează la ambele linii. Acest dezavantaj poate fi eliminat dacă puntea și jumperul de reparare sunt schimbate. În acest caz, dacă există o defecțiune a transformatorului, un comutator de pe partea HV a transformatorului este oprit, comutatorul din pod rămâne pornit, ceea ce înseamnă că tranzitul de putere prin W1, W2 este menținut.

Dacă proiectarea automatizării sistemului în linii de 220 kV prevede OAPV, atunci în locul diagramei luate în considerare, se recomandă o diagramă patrulater.

Schema patrulaterelor se folosește cu două linii și două transformatoare dacă este necesară secționarea liniilor de tranzit, cu consumatori critici și puterea transformatoarelor la o tensiune de 220 kV este de 125 MB A sau mai mult și orice putere la o tensiune de 330 - 750 kV.

Scheme de substații cu noduri puternice

Pe magistralele de 330 - 750 kV ale substațiilor nod se realizează conectarea părților individuale ale sistemului de alimentare sau conectarea a două sisteme, prin urmare, se impun cerințe sporite circuitelor din partea HV în ceea ce privește fiabilitatea. De regulă, în acest caz, se utilizează circuite cu conexiuni multiple de linii: circuite inelare, circuite de comutator 3/2 per circuit și circuite transformator-bus cu linii conectate prin două întrerupătoare (pentru trei și patru linii) sau cu una și o jumătăți de linii conectate (pentru cinci linii).

În fig. Figura 19 prezintă o diagramă a unei substații nod puternice. Pe partea de 330 - 750 kV, este utilizat un circuit de magistrală - un autotransformator. Există două întrerupătoare în circuitul fiecărei linii; autotransformatoarele sunt conectate la barele colectoare fără întrerupător (sunt instalate deconectatoare cu o unitate de la distanță). Dacă este deteriorat T1 toate comutatoarele conectate la K1 sunt oprite, funcționarea liniilor de 330-750 kV nu este întreruptă. După deconectare T1 Separatorul QS1 este oprit de la distanță pe toate părțile și circuitul de pe partea HV este restabilit prin pornirea tuturor comutatoarelor conectate la primul sistem de magistrală K1.

În funcție de numărul de linii de 330-750 kV, este posibil să se utilizeze circuite inelare sau un circuit întrerupător 3/2 per circuit.

Pe partea de medie tensiune a substațiilor puternice de 110-220 kV, se utilizează o schemă cu un sistem de magistrală de lucru și unul de bypass sau cu două sisteme de magistrală de lucru și unul de bypass.

Atunci când alegeți un circuit pe partea JT, se decide mai întâi problema limitării curentului de scurtcircuit. În acest scop, puteți utiliza transformatoare cu o valoare uk crescută, transformatoare cu o înfășurare de JT divizată sau instalați reactoare în circuitul transformatorului. În diagrama prezentată în fig. 19, reactoarele duble sunt instalate pe partea JT. Compensatoarele sincrone cu reactoare de pornire sunt conectate direct la bornele JT ale autotransformatoarelor. Conectarea GC-urilor puternice la magistralele de 6-10 kV ar duce la o creștere inacceptabilă a curenților de scurtcircuit.

În circuitele autotransformatoare pe partea JT, pot fi instalate transformatoare de reglare liniară JIPT pentru reglarea independentă a tensiunii.

Figura 19. Diagrama stației nodale

Descrierea circuitului principal

Circuitul principal al stațiilor electrice este un ansamblu de echipamente electrice de bază: transformatoare, linii, întrerupătoare, bare colectoare, separatoare și alte echipamente de comutație cu toate conexiunile electrice realizate între ele.

Circuitele stațiilor principale sunt supuse acelorași cerințe de bază de fiabilitate, siguranță întreținere, durabilitate, mentenanță, eficiență și manevrabilitate ca și circuitele principale ale centralelor electrice.

În funcție de poziția postului în sistem, aceste cerințe, în special cerințele de fiabilitate și manevrabilitate, pot fi în unele cazuri mai puțin stricte.

Numărul de transformatoare din substație are o anumită semnificație pentru alegerea circuitului. Conform practicii curente, la substații nu sunt instalate de obicei mai mult de două transformatoare.

Potrivit PUE, la dezvoltarea circuitului principal al circuitelor electrice de putere, este necesar să se țină cont de categoriile de consumatori pentru a asigura fiabilitatea alimentării cu energie. Instalarea unui transformator la o substație este permisă în cazurile în care consumatorii din zonă aparțin categoriilor 2 și 3, care permit întreruperi de scurtă durată în alimentarea cu energie electrică necesare pornirii alimentării de rezervă din rețea.

La substația 500 kV. s-a folosit un circuit de unu și jumătate (3 întrerupătoare și 2 conexiuni). Conexiunile nu sunt fixate la niciun SB, ci sunt incluse în golul dintre întrerupătoare. Alegerea acestei scheme este justificată de avantajele ei față de altele și de dezavantaje nu atât de critice.

Avantajele schemei unu și jumătate includ următoarele: revizuirea oricărui comutator sau sistem de magistrală se realizează fără a întrerupe funcționarea conexiunilor și cu un număr minim de operațiuni la îndepărtarea acestor elemente pentru reparații; separatoarele sunt utilizate numai în timpul reparațiilor (asigurând o întrerupere vizibilă a elementelor de comutație sub tensiune); Ambele sisteme de magistrală pot fi oprite simultan fără a întrerupe funcționarea conexiunilor. Un circuit și jumătate combină fiabilitatea unui circuit de bare colectoare cu manevrabilitatea unui circuit poligonal.

Dezavantajele schemei de unu și jumătate includ un număr mare de comutatoare și transformatoare de curent, complicația protecției releului a conexiunilor și alegerea întrerupătoarelor și a tuturor celorlalte echipamente pentru curenții nominali dublu.

Numărul crescut de comutatoare într-un circuit de unu și jumătate este parțial compensat de absența comutatoarelor inter-bus.

Descrierea echipamentului principal al stației de 500 kV

La stația de 500 kV există două linii de 500 kV de intrare și două de ieșire, precum și două autotransformatoare care convertesc tensiunea de 500 kV la 330 kV. Echipamentele principale ale stației includ: autotransformatoare, întrerupătoare de circuit de înaltă tensiune și întreruptoare utilizate. pentru comutarea operaţiilor şi deconectarea modurilor de funcţionare anormale . Transformatoare de măsurare a curentului și tensiunii. Numeroase magistrale de conectare și bare colectoare pentru conectarea echipamentelor între ele. Substația dispune și de o clădire tehnică, unde se află permanent personal de serviciu care monitorizează performanța stației, și sunt amplasate toate panourile de protecție și automatizare cu relee.

Substațiile descendente sunt proiectate pentru a distribui energia prin rețeaua de JT și pentru a crea puncte de conectare pentru rețeaua HV (puncte de comutare). Factorul determinant pentru alegerea amplasamentului unei substații este schema rețelei de JT pentru care substația în cauză este destinată să furnizeze energie. Puterea optimă și raza de acțiune a unei substații sunt determinate de densitatea sarcinii din zona în care se află și de proiectarea rețelei de JT.

Schemele de conectare electrică a stațiilor sunt selectate în funcție de scopul lor. În funcție de metoda de conectare la liniile electrice, se disting capat de drum(Fig. 2.9, a, d), ramură(Fig. 2.9, b, d, g, i), puncte de control(Fig. 2.9, c, f, h, k) și nodal(Fig. 2.9, j) substații.

Orez. 2.9. Principalele tipuri de conectare a substațiilor la rețea:

a, b, c – radial cu o linie aeriană; d, e, f – dublu radial; g, h, i – cu două centre de nutriție; k, l – cu trei sau mai multe centre de putere (CP)

Majoritatea substațiilor sunt conectate la rețea prin două linii, în timp ce proporția de substații conectate la prima etapă printr-o linie este în scădere. Ponderea stațiilor de nod crește odată cu creșterea tensiunii rețelei, în timp ce ponderea stațiilor de fund și a substațiilor de ramificație scade. Cel mai comun tip de stație de 110...330 kV este walk-through.

O analiză a schemelor de construire a unei rețele electrice de 110...330 kV arată că până la patru linii aeriene sunt conectate la stații nod; un număr mai mare de linii este, de regulă, o consecință a dezvoltării necontrolate a rețelei, a alegerii nereușite a configurației sau a întârzierii în construcție în punctul considerat al rețelei CPU de înaltă tensiune.

Este recomandabil să se folosească diagrame de conexiune prin intermediul nodului pentru stațiile de post nou construite (vezi Fig. 2.9). Aceste scheme au o fiabilitate mai mare a alimentării cu energie a consumatorilor.

Selectarea circuitelor de comutație (SG) pentru substații se face dintre cele standard (Fig. 2.10, Tabel 2.3) ținând cont de domeniul de aplicare al acestora. Pe partea HV și MT a substațiilor acestea sunt, de regulă, tablouri de comutație deschise (ORU).

Tabelul 2.3. – Caracteristicile unor circuite tipice de aparate de comutare 35...750 kV

Numărul diagramei standard din fig. 2.10	Numele schemei	Zona de aplicare	Termeni suplimentari
Tensiune, kV	Partea substației	Numărul de linii conectate
5H	Pod cu comutatoare în circuitele de linie și un jumper de reparare pe partea de linie	35…220	VN		Substații de trecere dacă este necesar să se mențină transformatoarele în funcțiune în cazul deteriorării unei linii aeriene
	Patrulater	220…750	VN		1. O alternativă la schema „pod” pentru stația 110 – 220 kV. 2. Pentru stația 330 – 750 kV ca etapă inițială a schemelor mai complexe
	Un sistem de magistrală secțională	35…220	VN, CH, NN	3 sau mai multe	Numărul de linii radiale aeriene nu este mai mare de unul pe secțiune
9N	Un sistem magistral secțional cu conectare a transformatoarelor printr-o furcă de două întrerupătoare	110…220	VN, SN	3 sau mai multe	1. Numărul de linii radiale aeriene nu este mai mare de unul pe secțiune. 2. Cu cerințe crescute pentru menținerea transformatoarelor în funcțiune
12 ore	Un sistem de magistrală secționat și bypass funcțional cu conectare a transformatoarelor printr-o furcă de două întrerupătoare	110…220	VN, SN	3 sau mai multe	Cu cerințe crescute pentru menținerea transformatoarelor în funcțiune
	Transformatoare de bare colectoare cu conexiuni la o linie și jumătate	220…750	VN, SN	5…6
	O schemă și jumătate	220…750	VN, SN	6 sau mai multe

Fig.2.10. Circuite tipice pentru aparate de comutare 35…750 kV. Numere – numere de scheme standard

În Fig. 2.11. Un circuit cu un sistem de magistrală secționată (Fig. 2.11 b, c) este utilizat cu două transformatoare cu înfășurări de JT nesecționate. Un circuit cu două magistrale secționate (Fig. 2.11 d) este utilizat cu două transformatoare cu înfășurări de JT împărțite.

Fig.2.11. Circuite de comutație de joasă tensiune:

a – cu un sistem autobuz nesecțional; b, c – cu un sistem de magistrală secționat; d – cu două sisteme de magistrale secţionale

Numărul de linii de ieșire pe părțile MT și JT este determinat de puterea lor și de puterea instalată a transformatoarelor (Tabelul 2.4).

Numărul corespunzător de linii aeriene de 110 kV care se extind de la substații cu linii aeriene de 220...330 kV este prezentat mai jos.