II. Схемы первичной коммутации распределительных устройств и подстанций

Схемы первичной коммутации подстанций

1. Общее построение подстанции. Подстанция предназначена для преобразования уровня напряжения и распределения потоков мощности по потребителям. Для питания потребителей в сельских районах используют подстанции двух типов: с напряжениями 110/35/10 кВ и 35/10 кВ. Наиболее сложной является подстанция 110/35/10 кВ. Такая подстанция имеет три уровня напряжения и соответственно три распределительных устройства (РУ) и силовые трансформаторы 110/35/10 кВ (рис.1). Для увеличения надежности электроснабжения на подстанциях устанавливают по два силовых трансформатора. Их мощности выбирают с таким расчетом, чтобы при выходе из строя одного из них второй мог                нести большую часть нагрузки потребителей.

Рис.1

Распределительные устройства (РУ) выполняются двух типов: открытые (ОРУ) и закрытые (ЗРУ). В ОРУ токоведущие части располагаются на такой высоте, что непроизвольное прикосновение к ним исключено.

Токоведущиечасти закрепляют на изоляторах, которые размещают на опорах специальной конструкции.

В ОРУ хорошо видны все его части, в нем легко заменять оборудование.

Благодаря значительным расстояниям между цепями в таких устройствах устранена возможность распространения аварии. ОРУ по сравнению с ЗРУ обладают рядом недостатков: - они занимают большую территорию; - обслуживание оборудования приходится проводить в любую погоду; - аппаратура ОРУ подвержена резким колебаниям температуры и атмосферных осадков, запылению и загрязнению. Эта аппаратура должна иметь дорогую и сложную конструкцию для наружной установки.

Шины ОРУ выполняют гибкими или жесткими. Гибкие шины выполняют многопроволочными проводами и крепят к опорам при помощи натяжных гирлянд из подвесных изоляторов. Жесткие шины монтируют на опорных изоляторах. Выполняют шины трубами или прямоугольными профилями.

Закрытые распределительные устройства - (ЗРУ) это такие РУ, в которыхтоковедущие части располагаются за ограждениями и защищены от атмосферных осадков. Обычно ОРУ используются для напряжения 110 и 35 кВ, а

ЗРУ на 10 кВ и 0,4 кВ.

К любому РУ подключаются питающие и питаемые линии, силовые трансформаторы. На большинстве подстанций устанавливают масляные трансформаторы, в которых масло служит для изоляции обмоток и выводов от корпуса и для охлаждения обмоток. Большинство трансформаторов на подстанциях имеют встроенные устройства регулирования под нагрузкой (РПН), что позволяет изменять уровень напряжения у потребителей без отключения. На принципиальных схемах наличие устройства РПН обозначается стрелкой, которая перечеркивает обмотки. В обозначении таких трансформаторов также отражается наличие устройства РПН.

Обозначение ТДН-10000/110 - трехфазный трансформатор, с принудительным обдувом радиаторов, с регулированием напряжения под нагрузкой, мощностью 10000 кВА, с обмоткой высшего напряжения на 110 кВ.

Одна из обмоток силовых трансформаторов мощностью свыше 1000 кВА соединяется в треугольник. Это обеспечивает синусоидальность напряжений при несинусоидальном магнитном потоке.

2.Распределительное устройство 110 кВ. Наиболее сложным является ОРУ-110 кВ. При количестве подключаемых цепей к РУ 8 и более используют две системы шин с обходной. Это сложное РУ позволяет выводить в ремонт любой элемент подстанции без перерыва питания потребителей (рис.2).

QF1, QF3 - выключатели отходящих линий 110 кВ;

QF2 - выключатель силового трансформатора;

QF4 - выключатель обходной системы шин (ОСШ);

QF5 - шиносоединительный выключатель.

 

Каждое присоединение (фидер) имеет воздушный или масляный выключатели, трансформаторы тока (на схеме не показаны), два шинных разъединителя QS1.1 и QS1.2, линейный разъединитель QS1.3, разъединитель обходной системы шин QS1.4. Присоединение может быть фиксировано подключено к первой или второй системе шин шинными разъединителями QS1.1 и QS1.2.

 

К одной из систем шин может быть подключена и обходная система шин (ОСШ) через выключатель QF4. Обе основные системы шин соединяются шино соединительным выключателем (ШСВ).

Рисунок 2- Схема ОРУ-110 с двумя системами шин с обходной системой

Для вывода в ремонт, например, выключателя QF1, используют такую последовательность операций.

1)Обходной выключатель QF4 подключают к той системе шин, от которой питалось присоединение QF1.

2) Опробуется напряжением через выключатель QF4 обходная система шин, затем QF4 отключается.

 3) Включается разъединитель QS1.4 обходной системы шин.

4) После этого включается QF4 и линия кратковременно питается через два

выключателя.

 

 Ячейки: линейная, ввода, ШСВ, обходного выключателя, разъединители, масляный выключатель с трансформаторами тока, трансформатор напряжения, разрядники (ограничители напряжения). Вывод в ремонт. Фиксированное присоединение и отключение при коротких замыканиях на шинах.

К каждой системе шин подключаются трансформаторы напряжения для регистрации уровня напряжения (на схеме не показаны).

 

3 Распределительное устройство 35 кВ. ОРУ-35 кВ имеет одну или две секции. В отличии от двух систем шин одно присоединение фиксированно подключается только к одной секции и не может быть подключено к другой секции. Самым простейшим является ОРУ-35 кВ тупиковой подстанции 35/10 кВ. На такой подстанции подключение силового трансформатора к линии может подключаться тремя способами: - через высоковольтный предохранитель; - через отделитель - короткозамыкатель; - через масляный выключатель.

Подключение трансформатора через стреляющий предохранитель встречается довольно редко из-за низкой надежности.

Отделитель представляет собой по конструкции разъединитель с отключающими пружинами. Отделителем отсоединяют поврежденный транс- форматор от сети при отсутствии токов нагрузки. Отключение токов нагрузки производится головными масляными выключателями.

Система: масляный выключатель (МВ) - отделитель (ОД) - короткозамыкатель (КЗ) функционирует в следующей последовательности (рис. 3).

При аварии в силовом трансформаторе срабатывает релейная защита трансформатора (РЗТ) и подает сигнал на включение КЗ.

В результате включения КЗ на линии 35 кВ создается двухфазное короткое замыкание, увеличивается ток в линии.

Это увеличение тока чувствует релейная защита головного МВ и отключает выключатель, одновременно запускается устройство автоматического повторного включения (АПВ) линии. В обесточенной линии ток нагрузки отсутствует, в эту бестоковую паузу автоматически подается команду на отключение отделителя. Через выдержку времени 4...5 с АПВ подает команду на включение головного МВ. Таким образом все трансформаторы 35/10 кВ, подключенные к линии, обесточиваются только на время бестоковой паузы АПВ, а поврежденный трансформатор вмести со сработавшим КЗ оказывается отключенным от линии видимым разрывом ОД. Изложенную логику действия автоматики можно представить в виде логической цепочки:

 РЗТ® КЗвкл ® I ⁽²⁾ кз ® РЗ_ЛЭП ® МВвкл® ОДоткл ® МВоткл ® 

                                         ꮾ¾¾ АПВ ®ô

Рис. 3- Система «выключатель - короткозамыкатель»

 

ОРУ-35 обычно содержит ячейки отходящих линий, ячейки питания силовых трансформаторов, ячейку секционирующего выключателя, ячейки трансформаторов напряжения (рис. 4).

Рис. 4 - Схема ОРУ-35 с двумя секциями

В ячейках, по которым протекают токи нагрузки, устанавливают масляные выключатели, с двух сторон которых расположены разъединители. Масляные выключатели на 35 кВ и выше имеют обычно встроенные трансформаторы тока. Последовательно с масляными выключателями могут устанавливаться выносные трансформаторы тока.

Выведение в ремонт выключателя, трансформатора тока, разъединителя требует перерыва питания потребителей. Для исключения перерыва питания ответственные потребители должны питаться по двум линиям, отходящих от разных секций. Тогда при отключении одной линии питание будет осуществляться по другой линии.

Форма контроля

Упражнение 4-5

Выполните в рабочей тетради конспектирование основных позиций по теме «Изучение инструкций по эксплуатации машин и механизмов»:

1. Что запрещен о требованиями охраны труд а  при обслуживании и ремонте машин и механизмов?

2. Основные требования охраны труда при обслуживании и ремонте шахтных машин и механизмов. 

3. Основные Требования охраны труда при монтаже и демонтаже трубопровода

4. Основные Требования охраны труда при монтаже и демонтаже конвейеров.

5. Выполнить и пояснить «Схемы первичной коммутации подстанций»