3.2. Составление вариантов схемы электрических соединений сети
Схема электрических соединений сети (конфигурация сети) зависит от взаимного расположения ЦП и ПС на плане местности, а также от соотношения нагрузок подстанций промышленного района. Используют разомкнутые нерезервированные и резервированные замкнутые и сложнозамкнутые схемы.
Основные положения рационального построения конфигурации сети заключаются в следующем:
• питание потребителей промышленного района осуществляется по кратчайшим связям;
• следует избегать обратных потоков мощности даже на отдельных участках сети;
• применение замкнутых и сложнозамкнутых схем для питания нескольких ПС промышленного района экономически целесообразно при условиях:
а) суммарная длина замкнутой схемы значительно меньше суммарной длины линий радиально-магистральной резервированной схемы в одноцепном исчислении;
б) при объединении в замкнутый контур нескольких ПС не образуется протяженных малозагруженных участков сети, которые практически используются только в послеаварийных режимах.
Составление вариантов схемы сети является достаточно сложной задачей, решение которой во многом зависит от опыта и искусства проектировщика.
Разработку вариантов начинают с наиболее простых схем. К таким вариантам относятся схемы радиального и магистрального типа, а также кольцевые. Наряду с простыми и дешевыми вариантами рассматривают схемы с увеличенными капиталовложениями, за счет чего достигается большая эксплуатационная гибкость, снижение потерь мощности, повышенная надежность электроснабжения. К числу таких вариантов относятся смешанная магистрально-радиальная схема, схемы с двумя и более взаимно замкнутыми контурами.
3.3. Рекомендации по выполнению линий и подстанций
Линии сетей 35 ‒ 220 кВ, как правило, выполняются воздушными (ВЛ) на одностоечных железобетонных свободностоящих опорах в одно- и двухцепном исполнении.
Число цепей ВЛ выбирается на основе надежного электроснабжения. Электроприемники I и II категорий должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания (таковыми, в частности, считаются две системы шин или две секции шин одной подстанции или электростанции).
Если в схеме варианта сети имеется тупиковая линия, питающая электроприемники II и III категорий, то необходимо определить целесообразное число цепей такой ВЛ.
Правилами устройства электроустановок [1, п.1.2.19] допускается питание электроприемников II категории по одной ВЛ, если обеспечена возможность проведения ее ремонта в течение суток.
Предпочтительной является схема, при которой ВЛ выполняются на отдельных опорах, идут по разным трассам с целью охвата электрификацией дополнительной территории. При питании ПС с потребителями I категории применение двух одноцепных ВЛ вместо одной двухцепной допускается при наличии обоснований.
Длину ВЛ из-за непрямолинейности и неровности рельефа местности принимают больше на 20 % по отношению к воздушной прямой между соответствующими пунктами.
Марку проводов ВЛ выбирают по справочной литературе [2]. Наиболее распространены на ВЛ 35‒220 кВ сталеалюминевые провода (АС). В процессе проектирования сети выбирают число, мощность и тип трансформаторов, схему электрических соединений ПС.
С точки зрения местоположения ПС в сети и способа присоединения их к сети со стороны высокого напряжения (ВН) ПС выполняются тупиковыми, ответвительными, проходными и узловыми (приложение П.3). Количество ВЛ со стороны ВН подстанций и схема подключения к сети определяют схему электрических соединений ПС и, следовательно, ее конструктивное исполнение и стоимость.
При выборе трансформаторов для ПС следует принимать только те из них, которые имеют встроенное регулирование напряжения под нагрузкой (РПН).
Число ячеек выключателей в ЦП принимают равным числу отходящих от него ВЛ. Число ячеек выключателей ПС на стороне ВН определяется типом схемы ПС. Типовые схемы ПС [4] приведены в приложении П.4. Схема П.4.1 предназначена для тупиковых нерезервированных радиальных линий; схема П.4.2 ‒ для ответвительных ПС в нерезервированных магистральных ВЛ; схема П.4.3 ‒ для всех ПС резервированных радиальных и магистральных сетей; схемы П.4.4 и П.4.5 ‒ для проходных ПС замкнутых сетей (для сети 35 кВ только П.4.5); схемы П.4.6 ‒ для узловых ПС 35 кВ, П.4.7 ‒ для узловых ПС 110-220 кВ с количеством отходящих линий не более 6; схема П.2.8 ‒ для узловых ПС 110-220 кВ с количеством отходящих линий более 6. В курсовом проекте рекомендуется применять в ОРУ 110‒220 кВ центров питания. На ПС с малым числом выключателей (три и менее) установка воздушных выключателей не рекомендуется.
Число ячеек выключателей на стороне низшего напряжения (НН) ПС определяют условно по нагрузке ПС, исходя из возможной передачи в режиме максимальной нагрузки по каждой линии до 3‒4 МВ·А. Кроме этого, необходимо учесть вводные ячейки выключателей понижающих трансформаторов, секционные выключатели и выключатели КУ.
Пример 3. Для условий задания, приведенного в приложении П.1, предложить схемы электрических соединений сети.
Расстояния между подстанциями определим по плану расположения ПС в соответствии с заданным масштабом (П.1). При этом длину линий увеличиваем на 20 %.
Вариант I. Радиально-магистральная сеть (рис. 1 а). Все подстанции, имеющие потребителей I категории, подключены двумя одноцепными линиями. ПС3, не имеющая потребителей I категории, – двухцепной ВЛ. Для всех подстанций использована схема тупиковых и ответвителъных ПС (рис. П.4.3).
Вариант II. Отличается от I варианта подключением ПСЗ одноцепной линией. Схема подстанции – без выключателя (П.4.1).
Вариант III. Кольцевая схема (рис. 1 б). Все понижающие подстанции выполнены проходными по схемам П.4.4 или П.4.5. На данном этапе проектирования уточнять схему мостика нет необходимости. Если будет выбрано UНОМ = 35 кВ, потребуется схема П.4.5, так как схема П.4.4 в сети 35 кВ не используется.
Вариант IV. Схема, содержащая кольцевую и магистральную сети (рис. 1 в). Схема рассматривается на случай, если кольцевая схема, работающая в более сложных нормальных и послеаварийных режимах, не пройдет по техническим требованиям.
Вариант V. Сложнозамкнутая схема (рис. 1, г) представляет интерес в тех случаях, когда простые замкнутые схемы не проходят по техническим требованиям, может составить конкуренцию схемам разомкнутой сети. ПС2 является узловой подстанцией (П.4.7).
