Общие сведения о схемах источников питания и городских сетей

Структурная схема электроснабжения крупного города, при­мер которой представлен на рис. 12.1, содержит комплекс слож­ных сооружений. Основными звеньями этого комплекса являют-

Рис. 12.1. Структурная схема электроснабжения города: / — районная электростанция; 2 — повысительный трансформатор; 3 — воздуш­ная линия электропередачи напряжением 220 кВ; 4 — подстанция глубокого ввода (центр питания); 5 — распределительное устройство; 6 — питающая ка­бельная линия; 7 — распределительный пункт; 8 — распределительная кабель­ная линия; 9 — трансформаторная понизительная подстанция; 10, 14 — кабель­ные линии напряжением 0,4 кВ; 11 — вводно-распределительное устройство; 12 — кабельная линия напряжением 35 кВ; 13 — главная понизительная под­станция предприятия; 15 — распределительный щит на напряжение 0,4/0,23 кВ

6 (10) кВ

Рис. 12.2. Принципиальная схема электроснабжения города: / — опорная понизительная районная подстанция; // — ТЭЦ; /// — подстанция глубокого ввода; / — воздушные или кабельные линии напряжением 110 (220) кВ; 2 — питающие линии напряжением 6 (10) кВ; 3 — распределительный пункт, совмещенный с трансформаторной подстанцией для электроснабжения крупно­го промышленного предприятия; 4 — линии распределительной сети напряже­нием 6 (10) кВ; 5 — распределительный пункт; 6 — сетевая трансформаторная подстанция; 7 — вводы в жилые и общественные здания; 8 — трансформаторная подстанция для электроснабжения промышленного предприятия средней мощ­ности; 9 — линии распределительной сети напряжением 380/220 В

ся: источник питания — районная электростанция / с установ­ленными повысительными трансформаторами 2; воздушная ли­ния электропередачи 3 напряжением 220 кВ на металлических опо­рах; подстанция глубокого ввода 4 напряжением 220 кВ с распре­делительными устройствами (РУ) 5 напряжением 35 и 6 или 10 кВ; питающая кабельная линия 6; распределительный пункт 7, на шины которого подается напряжение 6(10) кВ; распределитель­ная кабельная линия 8, питающая трансформаторную понизи­тельную подстанцию 9; кабельная линия 10 напряжением 0,4 кВ, питающая вводно-распределительное устройство 11 жилого дома. От РУ 35 кВ по кабельной линии 12 напряжением 35 кВ получает питание главная понизительная подстанция 13 промышленного

Таблица 12.1. Категории электроприемников гражданских зданий по надежности электроснабжения

предприятия города, от которой по кабельным линиям 14 напря­жение 0,4 кВ поступает на распределительные щиты /5 цехов.

Опорные районные понизительные подстанции, электростан­ции и подстанции глубокого ввода в системе электроснабжения города являются центрами питания (ЦП). Число и разновид­ность ЦП зависят от ряда факторов, прежде всего, от размера города, его общей электрической нагрузки и принятого способа теплоснабжения.

Подстанции глубокого ввода предназначены для приближения ЦП к нагрузкам, что позволяет уменьшить протяженность распре­делительных электросетей и снизить в них потери электроэнергии.

Несмотря на принципиальное единство схем электроснабже­ния городов эти схемы весьма разнообразны. Они различаются по уровню напряжения, схемам коммутации, конструкции распре­делительных устройств, взаимному расположению электрических сетей разных напряжений. Один из~вариантов принципиальной схемы электроснабжения города представлен на рис. 12.2. Опорная понизительная районная подстанция / питается от сетей энерге­тической системы, а ТЭЦ // связана с этими сетями и опорной подстанцией / через трансформаторы, установленные при ТЭЦ. От шин высшего напряжения опорной подстанции /питается под­станция глубокого ввода ///. От шин напряжением 6 (10) кВ опор­ной подстанции /, ТЭЦ //и подстанции глубокого ввода ///отхо­дят питающие линии, снабжающие электроэнергией распредели­тельные пункты (РП). Последние могут быть связаны между собой линиями и иметь одну, две или три секции.

Распределительные пункты и их секции могут работать парал­лельно и раздельно. При отключении питающей линии электро­снабжение РП может осуществляться от соседнего РП по соеди­няющей их линии.

По условиям надежности электроснабжения гражданских зда­ний (табл. 12.1) и возможности отключения секций ЦП для ре­монтных работ питающая сеть напряжением 6 (10) кВ может быть выполнена по следующим схемам:

питание РП по двум линиям от разных секций одного ЦП или от разных ЦП;

питание РП по трем линиям (каждая на свою секцию), две из которых подключены к одной секции ЦП, а третья — к другой секции того же или другого ЦП.

От каждого РП отходят распределительные линии напряжени­ем 6 (10) кВ, выполняемые по магистральным схемам. От этих распределительных линий питаются трансформаторные подстан­ции (ТП) с одним или двумя трансформаторами, которые могут быть оборудованы устройствами автоматического включения ре­зерва (АВР).

Линии напряжением 0,4 кВ в нормальном режиме работают по разомкнутой схеме, но при необходимости могут резервировать друг друга, так как их пропускная способность и оборудование ТП рассчитаны на дополнительную нагрузку.

В схеме, показанной на рис. 12.2, каждый элемент сети имеет резерв, который вводится вручную, автоматически или телемеха­нически.

В средних и малых городах общие электрические нагрузки мень­ше, поэтому схемы электроснабжения таких городов значительно упрощаются: уменьшаются число ЦП, протяженность питающей сети напряжением 6 (10) кВ, число и мощность ТП; реже ис­пользуются устройства АВР из-за меньшего числа ответственных потребителей.

Для обеспечения надежного электроснабжения ЦП выполня­ют с двойными или одинарными секционированными сборными шинами. Для примера на рис. 12.3 приведена схема электростан­ции с тремя синхронными генераторами 6. В нормальных условиях они подключены к первой системе шин и работают параллельно благодаря соединению секций этой системы секционными вык­лючателями 4. Такая схема обеспечивает бесперебойность элект­роснабжения потребителей при отключении любого генератора или трансформатора /, связывающего ЦП с электрической сис­темой. При необходимости ремонта любой секции первой систе­мы шин все присоединения переводятся на вторую систему шин. Возможность параллельной работы с остающимися под напряже­нием секциями первой системы шин обеспечивается шиносоеди-' нительныеми выключателями.

Проектирование городских электрических сетей выполняется в соответствии с Указаниями по проектированию городских элек­трических сетей (ВСН-97-75), строительство и монтаж электро­установок — в соответствии с Правилами устройства электро-

6(10)кВ

10линий

10 линий

Рис. 12.3. Схема электрических соединений для распределительного уст­ройства напряжением 6 (10) кВ ТЭЦ:

/ — двухобмоточный трансформатор; 2 — трансформатор напряжения; 3 — ши-носоединительный выключатель; 4 — секционный выключатель; 5 — реактор; 6— синхронный генератор

установок (ПУЭ) и строительными нормами и правилами (СНиП Ш-И).

Питающие сети напряжением 6 (10) кВ городов выполняют по радиальным и магистральным схемам.

Схема радиальной замкнутой резервируемой сети приведена на рис. 12.4. Каждую из линий рассчитывают на передачу через РП полной потребной мощности.

Магистральные резервируемые сети бывают следующих видов:

магистральная петлевая сеть (рис. 12.5, а), образующая замкну­тый контур, который в зависимости от условий эксплуатации может быть разомкнут в любой точке сети;

магистральная петлевая сеть с двусторонним питанием (рис. 12.5, б), концы которой подключены к независимым источникам пита­ния, например разным РП или разным секциям шин ЦП;

двухмагистральная (двухлучевая) сеть с устройствами АВР на напряжение 6 (10) кВ (рис. 12.5, в), в которой питание нагрузок и резервирование обеспечивают параллельные линии, подключен­ные к разным секциям РП. Обе магистральные линии могут быть присоединены непосредственно к ЦП, и в этом случае в схеме электроснабжения будут отсутствовать РП;

замкнутая сеть, состоящая из ряда взаимно связанных конту­ров с общими узлами. Простейшим видом замкнутой сети явля­ются радиальные и магистральные резервируемые линии, работа­ющие параллельно.

Для комплектования распределительных устройств ТП с двумя трансформаторами мощностью до 630 кВ А номинальным напря­жением 380/220 В часто используют вводно-распределительное

-ЦП

МН'

Рис. 12.4. Схема радиальной городской резервируемой замкнутой сети: МН — устройства максимальной токовой направленной защиты; ЦП — центр питания; РП — распределительный пункт

ТП ТП ТП ТП

-ТП

а

б

Рис. 12.5. Схемы магистральных городских резервируемых сетей:

а — петлевая; б — петлевая с двусто­ронним питанием; в — двухмагист­ральная с устройствами АВР на на­пряжение 6 (10) кВ

Рис. 12.6. Вводно-распределительное устройство УВР2-630: 081, 083 - рубильники на 1600 А; 082 - рубильник на 1000 А; 0Р1, 0Р2 -автоматические выключатели на 1600 А; Р1Л—РШ, Р1/9—РШ2 — предохрани­тели ПН2-400; Л/5, Р116, Ш13, РИ14 - предохранители ПН2-600; РЦ7, Р№, РШ5, РШ6 ~ предохранители ПН2-250.

устройство УВР2-630 (рис. 12.6). Вводные панели УВР2-630 изго­товляют с одностворчатой дверью, линейные — с двухстворчатой. Боковые стенки закрыты торцевыми панелями. Сверху и сзади щит ограждений не имеет. Электродинамическая стойкость шин шин­ного ввода составляет 30 кА.