К сети понижающих подстанций

 

Понижающие ПС предназначены для распределения энергии по сети НН и создания пунктов соединения сети ВН (коммутационных пунктов). Определяющей для выбора места размещения ПС является схема сети, для питания которой она предназначена. Оптимальная мощность и радиус действия ПС определяются плотностью нагрузок в рай­оне ее размещения и схемой сети НН. При большой плотности нагру­зок, сложной и разветвленной сети НН следует рассматривать целесо­образность разукрупнения подстанций ВН для повышения надежнос­ти питания и снижения стоимости сооружения сети НН.

Нормативными документами классификация ПС по их месту и спо­собу присоединения к сети не установлена. Исходя из применяющихся типов конфигурации сети (см. п. 4.2.) и возможных схем присоедине­ния ПС их можно подразделить на следующие (рис. 4.7):

ответвительные — присоеди­няемые к одной (рис. 4.7, в) или двум (рис. 4.7, г) проходящим ВЛ на ответвлениях; схема 4.7, в яв­ляется первым этапом развития с последующим преобразованием в схему 4.7, г или д;

проходные — присоединяемые к сети путем захода одной линии с двусторонним питанием (рис. 4.7, д);

узловые — присоединяемые к сети не менее чем по трем пита­ющим линиям (рис. 4.7, е, ж).

Ответвительные и проходные ПС объединяют термином проме­жуточные, который определяет размещение ПС между двумя ЦП сети (или узловыми ПС).

Проходные или узловые ПС, через шины которых осуществляются перетоки между отдельными точками сети, называют транзитными.

В технической литературе и некоторых нормативных документах иногда используется термин опорная ПС, под которым, как правило, подразумевают ПС более высокой ступени напряжения (например, ПС 220/110 кВ при рассмотрении сети 110 кВ). Однако этот же термин используется для определения эксплуатационной роли ПС. Поэтому для ПС, питающих сеть рассматриваемого напряжения, целесообразно ис­пользовать термин центрпитания (ЦП).

В табл. 4.3 приведены данные статистического анализа частоты при­менения приведенных выше схем присоединения ПС в сетях 110—330 кВ.

Таблица 4.3

Частота использования разных схем присоединения подстанций

В сетях 110-330 кВ

 

Напряжение сети, кВ	Частота использования схем, %, по рис. 4.7
а	б	в	г	д	е, ж
			-	-

Из приведенных данных видно, что большинство ПС присоединяет­ся к сети по двум линиям. Имеется тенденция к увеличению числа линий за счет уменьшения доли ПС, присоединяемых на первом этапе по од­ной линии. Удельный вес узловых ПС увеличивается с ростом напряже­ния сети, одновременно снижается доля тупиковых и ответвительных ПС. Наиболее распространенным типом ПС 110—330 кВ является проходная.

Анализ схем построения электрических сетей 110—330 кВ показы­вает, что к узловым ПС целесообразно присоединять до четырех ВЛ; большее число линий является, как правило, следствием неуправляе­мого развития сети, неудачного выбора конфигурации или запаздыва­ния сооружения в рассматриваемой точке сети ЦП ВН.

Схемы присоединения ПС к сети, допустимое количество проме­жуточных ПС между двумя ЦП выбираются в зависимости от величи­ны нагрузки и ответственности потребителей ПС, протяженности рас­сматриваемого участка сети, целесообразности его секционирования и необходимости сохранения транзита мощности. Для некоторых групп потребителей (тяговые подстанции железной дороги, насосные и ком­прессорные станции магистральных трубопроводов, объекты нефтяных месторождений Западной Сибири, крупнейшие города) эти вопросы регламентированы ведомственными и нормативными документами. Рекомендации по схемам присоединения ПС для характерных групп потребителей приведены далее (см. пп. 4.5—4.9).

Для выполнения проектов понижающих ПС в схемах развития энер­госистем и электрических сетей предварительно должны быть опреде­лены: район размещения ПС, электрические нагрузки на расчетные периоды, напряжения РУ, число и направление линий по напряжени­ям, тип и мощность КУ, расчетные значения токов КЗ, рекомендации по главной схеме электрических соединений.

Основные требования к главным схемам электрических соединений:

схема должна обеспечивать надежное питание присоединенных потребителей в нормальном, ремонтном и послеаварийном режимах в соответствии с категориями нагрузки по надежности электроснабжения с учетом наличия или отсутствия независимых резервных источ­ников питания;

схема должна обеспечивать надежность транзита мощности через ПС в нормальном, ремонтном и послеаварийном режимах в соответ­ствии с его значением для рассматриваемого участка сети;

схема должна быть по возможности простой, наглядной, экономич­ной и обеспечивать возможность восстановления питания потребите­лей в послеаварийной ситуации средствами автоматики без вмешатель­ства персонала;

схема должна допускать поэтапное развитие РУ с переходом от од­ного этапа к другому без значительных работ по реконструкции и пере­рывов в питании потребителей;

число одновременно срабатывающих выключателей в пределах од­ного РУ должно быть не более двух при повреждении линии и не более четырех при повреждении трансформатора.

Одним из важнейших принципов построения сети, обеспечиваю­щих требования надежности и минимума приведенных затрат, являет­ся унификация конструктивных решений по ПС. Наибольший эффект может быть достигнут при унификации ПС массового применения, являющихся элементами распределительной сети энергосистем. Не­обходимым условием для этого является типизация главных схем элек­трических соединений, определяющих технические решения при про­ектировании и сооружении ПС.

Главная схема электрических соединений ПС выбирается с исполь­зованием типовых схем РУ 35—750 кВ, нашедших широкое примене­ние при проектировании. Нетиповая главная схема применяется при наличии технико экономических обоснований или специального тре­бования заказчика. Обычно нетиповые схемы применяются при рекон­струкции действующих ПС.

На рис. 4.8 приведены типовые схемы РУ 35-750 кВ, а в табл. 4.4 -перечень схем и области их применения. Типовые схемы РУ обознача­ются двумя числами, указывающими напряжение сети и номер схемы (например, 110-5Н, 330-7 и т. п.). Номера схем не изменялись с первой редакции типовых схем; в дальнейшем некоторые схемы исключались из числа типовых.

В период строительства электрических сетей высокими темпами, на этапе «электрификации вширь» (1960-1985 гг.), на ПС 110 кВ (час­тично — 35 и 220 кВ) с упрощенными схемами на ВН в качестве комму­тационных аппаратов получили широкое распространение отделители и короткозамыкатели. Простота конструкции и их относительная де­шевизна по сравнению с выключателями позволила обеспечить массо­вое строительство ПС в короткие сроки. В то же время эти аппараты обладают определенными конструктивными дефектами и эксплуатаци­онными недостатками. Принципиальным недостатком схем с отделителями и короткозамыкателями является то, что искусственно создава­емое КЗ для отключения поврежденного участка сети в бестоковую па­узу с помощью отделителя резко увеличивает общую продолжительность наиболее тяжелых условий работы выключателей на смежных ПС. По­этому в настоящее время использование отделителей и короткозамыкателей на вновь сооружаемых ПС прекращено, а при реконструкции действующих ПС они должны заменяться выключателями.

К номерам типовых схем, в которых отделители и короткозамыкатели заменены на выключатели, добавлен индекс «Н»(ЗН,4Н, 5Н, 5АН).

Для РУ ВН, характеризующихся меньшим числом присоединений, как правило, применяются более простые схемы: без выключателей или с числом выключателей один и менее на каждое присоединение. Для РУ СН применяются схемы с системами шин и с числом выключателей более одного (до 1,5) на присоединение.

Таблица 4.4