Вопрос14

Выключатели предназначены для оперативной и аварийной коммутации в энергосистемах, т.е. выполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном или автоматическом управлении. Во включенном состоянии выключатели должны беспрепятственно пропускать токи нагрузки. Характер режима работы этих аппаратов несколько необычен: нормальным для них считается как включенное состояние, когда они обтекаются током нагрузки, так и отключенное, при котором они обеспечивают необходимую электрическую изоляцию между разомкнутыми участками цепи. Коммутация цепи, осуществляемая при переключении выключателя из одного положения в другое, производится нерегулярно, время от времени, а выполнение им специфических требований по отключению возникающего в цепи короткого замыкания чрезвычайно редко. Выключатели должны надежно выполнять свои функции в течение срока службы (25 лет), находясь в любом из указанных состояний, и одновременно быть всегда готовыми к мгновенному эффективному выполнению любых коммутационных операций, часто после длительного пребывания в неподвижном состоянии. Отсюда следует, что они должны иметь очень высокий коэффициент готовности: при малой продолжительности процессов коммутации (несколько минут в год) должна быть обеспечена постоянная готовность к осуществлению коммутаций.

Секционные выключатели применяются в сборных шинах. В распределительных устройствах (РУ) электростанций секционные выключатели при нормальной работе обычно замкнуты. Они должны автоматически отключаться только при повреждении в зоне сборных шин. Вместе с ними должны отключаться и другие выключатели поврежденной секции. Таким образом, поврежденная секция РУ будет отключена, а остальная часть останется в работе.

Разъединители применяются для коммутации обесточенных при помощи выключателей участков токоведущих систем, для переключения РУ с одной ветви на другую, а также для отделения на время ревизии или ремонта силового электротехнического оборудования и создания безопасных условий от смежных частей линии, находящихся под напряжением. Разъединители способны размыкать электрическую цепь только при отсутствии в ней тока или при весьма малом токе. В отличие от выключателей разъединители в отключенном состоянии образуют видимый разрыв цепи. После отключения разъединителей с обеих сторон объекта, например выключателя или трансформатора, они должны заземляться с обеих сторон либо при помощи переносных заземлителей, либо специальных заземляющих ножей, встраиваемых в конструкцию разъединителя.

Вопрос 16

Первый вариант усиления основан на передаче электрической энергии повышенного напряжения переменного тока на одноагрегатную тяговую подстанцию, где производится его преобразование в постоянный ток при напряжении 3 кВ.

Во втором варианте используется система передачи энергии постоянного тока с помощью фидера повышенного напряжения 6,6 кB.

В первом варианте одноагрегатная подстанция комплектная с минимальным объемом строительных работ.

Напряжение 10 (35) кВ подается в ЛЭП от распредустройства РУ-10 (ОРУ-35) соседней тяговой подстанции.

Подвеску проводов ЛЭП-35 кВ целесообразно выполнить на отдельной трассе с использованием опор контактной сети или одноцепных унифицированных железобетонных опор ВЛ-35 кВ.

Подвесить провода ЛЭП-10 кВ можно на опорах существующей контактной сети с применением конструкций линии продольного электроснабжения ПЭС-10.

Выбор питающего напряжения, конструктивного исполнения ЛЭП и мощности одноагрегатной подстанции зависит от конкретных требований и условий. Однако не будет ошибкой утверждать, что одноагрегатная подстанция с типовой мощностью преобразовательного трансформатора 6300 кВА может быть запитана по ЛЭП-10 или ЛЭП-35, а с мощностью 16 000 кВА – по ЛЭП-35 кВ.

Проектным институтом «Уралгипротранс» (при участии службы электрификации и электроснабжения Свердловской ж.д.) в 1990 году был разработан проект комплектной регулируемой телеуправляемой одноагрегатной тяговой подстанции.

Она спроектирована с полным комплектом устройств автоматического бесконтактного регулирования напряжения. Разработчиками использованы преобразовательный трансформатор ТРДП-16000/35ЖУ1, реактор РТДП-6300/35ЖУ1 и шкаф управления ШАУН-5. Возможно применение трансформаторов ТРДНПА-16000/35(10)ЖУ1 с масляной изоляцией или ТРСЗПА-6300/10 ЖУХЛ2 с изоляцией в сухом исполнении (их управляемые реакторы малой мощности рассчитаны на семипроцентный диапазон регулирования и встроены в бак трансформатора). Трансформаторы имеют три диапазона регулирования напряжения холостого хода с возможностью получения трех стабилизированных характеристик (на уровне 3600, 3500 и 3400 В).

Компоновка подстанции предусматривает максимальное уплотнение всех элементов. Оборудование размещается в камерах заводского изготовления, полностью комплектуется на заводе и завозится на площадку в виде готовых блоков.

Подключение агрегата к распределительному устройству 3,3 кВ предусмотрено через разъединители. В качестве распредустройства принят комплектный пост секционирования заводского изготовления с питанием контактной сети по четырехфидерной схеме для двухпутного участка и по двухфидерной схеме – для однопутного.

Второй вариант усиления системы электроснабжения 3,0 кВ представляет собой пункт преобразования повышенного напряжения ППН-6 кВ. На соседней тяговой подстанции дополнительно устанавливается специальный преобразовательный агрегат с выходным напряжением постоянного тока 6,6 кВ, передаваемым по проводам 2А-185 на фидерную зону к месту установки ППН-6. Провода 2А-185 подвешиваются к отдельно стоящим опорам контактной сети.

Преобразовательный агрегат со стороны переменного тока подключается к РУ-10 или ОРУ-35 кВ, а со стороны постоянного тока – к РУ-6,6 кВ через разъединители и быстродействующий автомат на 6,6 кВ с установкой индивидуальных фильтр-устройств и реактора в отсасывающей рельсовой цепи.

Возможна другая схема получения напряжения 6,6 кВ постоянного тока. На соседней тяговой подстанции к одному из преобразовательных агрегатов подключается последовательно другой такой же агрегат с организацией отдельного РУ– 6,6 кВ.

Приведем основные технико-энергетические параметры устройства усиления ППН-6:

– напряжение входное U1 постоянного тока (максимальное) 6,6 кВ;

– ток входной I1 постоянного тока 1000 А;

– мощность выходная номинальная Рdн 6000 кВт;

– ток выпрямленный номинальный Idн 1685 А;

– напряжение выходное стабилизированное Ud 3560 В;

– потери мощности Р 120 кВт.

Параметры устройства усиления ТРСЗПА-6300/10 таковы:

– напряжение входное U1 переменного тока (линейное) 10,5 кВ;

– ток входной I1 переменного тока 314 А;

– мощность выходная номинальная, Рdн 5600 кВт;

– ток выпрямленный номинальный Idн 1560 А;

– напряжение выходное стабилизированное Ud 3500 А, 3600 А, 3700 А;

– потери мощности Р 100 кВт.

Сравним потери мощности в оборудовании устройств усиления с блоком ППН-6 или с одноагрегатной тяговой подстанцией:

– напряжение на соседней тяговой подстанции для питания устройств усиления: ППН-6 6,6 А постоянного тока, а одноагрегатная тяговая подстанция с трансформатором ТРСЗПА-6300/10 10,5А;

– номинальный ток: ППН-6 1000 А, а ТРСЗПА-6300/10 – 314 А;

– потеря мощности в дополнительном силовом оборудовании соседней тяговой подстанции, используемое для усиления: ППН-6 125 кВт;

– мощность в начале линии: ППН-6 6600,0 кВт, а ТРСЗПА-6300/10 5482 кВт;

– потеря мощности в линии: ППН-6 1300 кВт, а ТРСЗПА-6300/10 429 кВт;

– мощность в конце линии: ППН-6 – 5300 кВт, а ТРСЗПА-6300/10 5053 кВт;

– потери мощности в ППН-6 – 120 кВт и одноагрегатной подстанции – 100 кВт;

– мощность усиления, передаваемая в контактную сеть ППН-6 – 5180 кВт, а ТРСЗПА-6300/10 – 4953 кВт;

– полные потери мощности ППН-6 – 1550 кВт, а ТРСЗПА-6300/10 – 529 кВт.

Очевиден вывод: мощность усиления системы электроснабжения 3,0 кВ с использованием ППН-6 или одноагрегатной тяговой подстанции практически одинаковы. Однако потеря мощности в системе усиления с блоком ППН-6 превышает потерю мощности в системе с одноагрегатной тяговой подстанцией в 2,9 раза и составляет, соответственно, 1550 кВт и 530 кВт.