ИЭ / 6 сем (станции+реле) / Наиважнейшие методические пособия / Учебное пособие_Электрическая часть станций и подстанций_2019

Необходимо отметить, что также требуются переключения в цепях релейной защиты, которые в данных разделах не рассмотрены.

Недостатки такой схемы:

-необходимость установки ШСВ и ОВ, большого количества разъединителей увеличивает затраты на сооружение РУ;

-большое количество операций с разъединителями усложняет эксплуатацию РУ.

2.3.7. Схема с одной рабочей и обходной системой сборных шин

На повышенном напряжении возможно применение схем РУ с одиночной секционированной и обходной системой шин (рис. 2.8).

Рис. 2.8 Схема с одной рабочей и обходной системой сборных шин.

41

Вэтой схеме также соблюдается требование ремонта и опробования выключателей без перерыва питания.

Всхеме рис. 2.8 а) в нормальном режиме обходная система шин (ОСШ) находится без напряжения. Разъединители, соединяющее Л и Т с ОСШ, отключены (РО1, РО2, РО3, РО4). Выключатели ВО1 и ВО2 могут соединять секции с ОСШ, в нормальном режиме они отключены. Вывод в ремонт выключателя присоединения выполняется аналогично описанию схемы с двумя рабочими и ОСШ.

На рис. 2.8 б) дана та же схема, но секции конструктивно расположены в два ряда, и применен один обходной выключатель на две секции, присоединенный к секциям сборных шин через два разъединителя. Включается разъединитель на ту секцию, где производят ремонт выключателя.

Все рассмотренные схемы имели один выключатель на цепь, они экономичны. Схемы с одним выключателем на цепь применяют в РУ напряжением до 110, 220 кВ. При более высоком напряжении пропускная способность линий увеличивается, мощность источника питания больше. Для повышения надежности таких схем применяют увеличенное количество выключателей.

2.3.8. Схема со сборными шинами и двумя выключателями на присоединение

На напряжении 220 кВ и более для повышения надежности схем применяют увеличенное количество выключателей. На рис. 2.9 показана схема с двумя системами шин и двумя выключателями на присоединение. Обе системы шин находятся под напряжением и являются рабочими, каждая цепь подключена к системе шин через развилку из двух выключателей. В нормальном режиме все выключатели и разъединители включены.

При коротком замыкании на сборных шинах, например, СШ1, отключаются выключатели, связывающие присоединения с поврежденной системой шин (Bl, В2). Однако работа не нарушается благодаря подключенному состоянию присоединений выключателями В3 и В4 ко второй системе шин СШ2.

Для планового ремонта системы шин и шинных разъединителей необходимо вывести соответствующую систему шин в ремонт, выполнив переключения, аналогично схеме с одной системой шин. Ремонт выключателя не требует отключения цепи присоединения.

Схема надежна, однако ввиду дороговизны из-за большого количества выключателей не получила большого распространения (например, такая схема частично применена на Красноярской ГЭС).

42

При равенстве числа источников питания и линий работа всех цепей сохраняется даже при отключении обеих систем шин, при этом может лишь нарушиться параллельная работа на повышенном напряжении.

Ремонт системы шин и шинных разъединителей также выполняется без отключения присоединений. Вывод выключателя в ремонт выполняется отключением выключателя и разъединителей с обеих сторон выключателя без перерыва питания для присоединений.

Рис. 2.10 Схема с двумя системами сборных шин и тремя выключателями на два присоединения.

Схема является более экономичной сравнительно со схемой, имеющей два выключателя на присоединение, поэтому применяется широко. К числу недостатков следует отнести следующее:

-ресурс работы выключателей в таких схемах меньше за счет необходимости выполнять операции двумя выключателями для отключения присоединения;

-схема не абсолютно надежна, так как при наложении некоторых режимов возможны отключения присоединений.

Так, одним из возможных наложений режимов является ремонт выключателя BIII2 и повреждение в цепи трансформатора Т1 (точка К2). BIII2 - отклю-

44

чен. Релейная защита при коротком замыкании в Т1 должна отключить выключатели BI1 и BIII1. Т1 - отключен, Т2 остался в работе. Однако при отказе BI1 работает устройство резервирования отказов выключателей (УРОВ), формирующее управляющие воздействия на все выключатели первого ряда, что приведет к отключению Т2 и потере всех источников питания (если 2 цепи). Если цепей более двух также будет потерян один исправный источник питания.

Таким образом, в полуторной схеме при симметричном расположении присоединений в сложной аварии могут быть потеряны одноименные элементы (источники питания или линии).

Для повышения надежности схемы применяют чередование присоединений, когда одноименные элементы присоединяют к разным системам шин (рис.

2.11).

Рис. 2.11 Схема с двумя системами сборных шин и тремя выключателями на два присоединения с чередованием присоединений

При таком сочетании в случае повреждения любого элемента или сборных шин при одновременном отказе в действии любого из выключателей и ремонте выключателя другого присоединения отключается не более 1 линии и одного источника питания

45

Так, например, при ремонте BIII2, к.з. на Л1 и отказе в работе BII1 отключаются выключатели BII1, BII2, BII3 в результате чего кроме поврежденной линии будет отключен Т2.

Схема с чередованием присоединений более надежна, но конструктивно сложнее.

Недостатки полуторных схем:

-отключение поврежденного элемента двумя выключателями, что снижает ресурс их работы;

-удорожание конструкции РУ при нечетном числе присоединений, так как одна цепь должна присоединяться через два выключателя;

-усложнение цепей РЗА;

-большое количество выключателей в схеме.

Необходимо сказать о назначении разъединителей в цепях присоединений. При длительных отключениях, например, ремонтах линий или трансформаторов, элемент отключается двумя выключателями, затем отключается разъединитель элемента (например, Р4 на Л1), а выключатели снова включаются, что повышает надежность оставшейся схемы.

Конструктивно схемы «3/2» выполняются не только с трехрядным расположением выключателей, но и однорядным и двухрядным (значительно реже).

2.3.10. Схема с двумя системами сборных шин и четырьмя выключателями на три присоединения

Схема «4/3» (рис. 2.12 а) имеет все достоинства полуторной схемы и более экономична (1,33 выключателя на присоединение). Режимы работы схемы аналогичны, и также при сложных авариях возможны отключения неповрежденных элементов.

Конструкция ОРУ по такой схеме достаточно компактна, экономична в обслуживании, если принять компоновку с двухрядным расположением выключателей (рис. 2.12 б). Применяется и однорядное расположение выключателей в схемах с КРУЭ.

Нередко на электрических станциях и подстанциях применяют рассмотренные схемы с неполными ячейками, получается комбинация схем. Например, при числе присоединений равном 5, целесообразно сделать ячейку «4/3» и неполную на два присоединения (фактически схему «3/2» с двухрядным расположением выключателей) полуторную схему, комбинированную со схемой «4/3».

46

осуществляется на напряжении 6-10 кВ. Поэтому целесообразно присоединение мощных генераторов к РУ высшего напряжения в виде блоков. Блоки «генера- тор-трансформатор» выполняют одиночными, объединенными, укрупненными.

Рис. 2.13 Схемы блоков «генератор-трансформатор»

Каждый генератор соединяется с повышающим трансформатором, и РУ предусматривается только на высшем напряжении (рис. 2.13, а). Ранее выключатели на генераторном напряжении не устанавливали, включение и отключение блока в нормальном и аварийном режимах производилось выключателем на высшем напряжении (В1, В4).

Однако в настоящее время применяют выключатели и на выводах генератора. Это обеспечивает большую надежность электроснабжения собственных

48

нужд. Наличие генераторного выключателя (В2, В3) позволяет осуществлять как пуск генератора без использования пускорезервного трансформатора собственных нужд, так и питание собственных нужд при повреждении в самом генераторе. Питание на шины собственных нужд подается через блочный трансформатор и рабочий трансформатор собственных нужд. Кроме того, применение генераторного выключателя снижает число коммутаций в РУ повышенного напряжения (110-750 кВ), что особенно важно в схемах «3/2» и «4/3» выключателя на цепь, в которых коммутация присоединения выполняется двумя выключателями. С другой стороны, наличие генераторного выключателя, как отдельного элемента, понижает безотказность самого блока.

Отпайка к трансформатору собственных нужд (как и соединение между генератором и трансформатором) выполняется комплектным токопроводом с разделенными фазами, которые обеспечивают высокую надежность работы, практически исключая междуфазные короткие замыкания в этих соединениях, поэтому коммутационные аппараты на ответвлении к трансформатору собственных нужд, как правило, не предусматривают. Генераторные выключатели в настоящее время устанавливаются для генераторов мощностью до 1200 МВт.

Схема применяется для блоков мощностью 100 МВт и более.

С целью упрощения и удешевления конструкции РУ напряжением 330750 кВ применяется объединение двух блоков с отдельными трансформаторами под общий выключатель В1 (рис. 2.13, б). При повреждении в трансформаторе Т1 отключаются В1, В3 и В2, затем отключают Р1, а В1 и В3 включают. Надежность объединенного блока сравнительно с одиночными меньше, но выше чем у укрупненного блока.

Самым экономичным и наименее надежным является укрупненный блок. При такой схеме два генератора работают на один трансформатор (рис. 2.13 в, г). Применение трансформатора с расщепленной обмоткой низшего напряжения позволяет снизить уровень токов короткого замыкания в сети генераторного напряжения. Недостатком схемы является то, что при повреждении в трансформаторе теряются оба генератора.

Показано сравнение блоков генератор-трансформатор с точки зрения

49

2.4.2. Блочные схемы «генератор-трансформатор-линия»

Блочные схемы «генератор-трансформатор-линия» применяются, когда число линий равно числу блочных трансформаторов. Линии высшего напряжения присоединяются к ближайшей районной подстанции, распределительное устройство высшего напряжения на электростанции не сооружается.

Выключатели устанавливают на генераторном напряжении В1 и удаленном конце линии В2 (рис. 2.14, а), в цепи линии на электростанции выключатель может не устанавливаться.

Рис. 2.14 Схема блока «генератор-трансформатор-линия» При повреждении в точке К1 сработает релейная защита генератора, от-

ключит В1 и (при отсутствии В3) передаст отключающий импульс на выключатель В2. Отключающий импульс на В2 подается по специальному кабелю, оп- тико-волоконной связи или по ВЧ каналу линии ВН. Надежность снижается, а релейная защита линии не чувствительна к повреждениям в трансформаторе, поэтому необходимо установить выключатель на ближнем конце линии В3. Для улучшения экономических показателей схемы вместо В3 устанавливали короткозамыкатель (рис. 2.14, б). При коротком замыкании в генераторе релейная защита генератора действует на нож короткозамыкателя, который замыкает свои контакты, создавая тем самым искусственное короткое замыкание (в точке а), являющееся электрически более близким к релейной защите линии. Релей-

50