2.5. Схемы электрических соединений подстанции

Схема электрической сети определяется применяемыми номинальными напряжениями, числом ступеней трансформации, надежностью электроснабжения потребителей электрической энергии, схемами электрических соединений подстанции (ПС).

Главная схема электрических соединений подстанций выбирается с использованием типовых схем РУ-35-750 кВ, нашедших широкое применение при проектировании. Отступления от типовых схем допускаются при наличии технико-экономических обоснований. Схема распределительных устройств подстанций определяется номинальным напряжением, количеством присоединений (числом линий и трансформаторов, подключенных к РУ), способом присоединения подстанции к сети. По типу присоединения подстанции делятся на тупиковые, ответвительные, проходные и узловые (рис. 2.8).

Тупиковая или концевая подстанция присоединяется в конце магистральных или радиальных сетей (рис. 2.8, а и 2.8, б).

Ответвительные подстанции питаются от линий электропередачи через ответвления. Присоединение к линии при помощи ответвлений дешевле, так как в точке присоединения не устанавливается коммутационная аппаратура. Эксплуатация линии с ответвлениями менее удобна, поскольку при ремонте каждого из ее участков надо отключать всю линию. Ответвительные подстанции могут присоединяться к одной или двум магистральным линиям, либо к линиям с двухсторонним питанием (рис. 2.8, в; 2.8, г).

Рис. 2.8. Основные типы присоединения подстанций к сети

Проходная подстанция присоединяется к сети путем захода на нее одной линии с двусторонним питанием (рис. 2.8, д). Проходные подстанции применяются в простых замкнутых сетях.

Узловые подстанции присоединяются к сети не менее, чем по трем линиям (рис. 2.8, г).

На рис. 2.8 подстанции ЦП1 и ЦП2, питающие сеть рассматриваемого напряжения, являются центрами питания.

На рис. 2.9 приведены типовые схемы РУ 35-750 кВ, а в табл. 2.9 – перечень схем и области их применения. Типовые схемы РУ обозначаются двумя числами, указывающими напряжение сети и номер схемы (например, 110-5Н, 35-9 и т.п.) [7].

Блочные схемы 1, 3Н являются, как правило, первым этапом двух-трансформаторной ПС с конечной схемой «сдвоенный блок без перемычки».

Схема 1 применяется в условиях загрязненной атмосферы, где целесообразна установка минимума коммутационной аппаратуры, или для ПС 330 кВ, питаемых по двум коротким ВЛ. Сдвоенная схема ЗН применяется вместо схемы 4Н в условиях стесненной площадки.

Мостиковые схемы 5Н и 5АН находят широкое применение в сетях 110-220 кВ. На первом этапе в зависимости от схемы сети возможна схема укрупненного блока (два трансформатора и одна ВЛ) либо установка одного трансформатора. Вновь введен­ная в новой редакции типовых схем схема 6 является, по существу, одним из вариантов первого этапа строительства ПС.

Схемы многоугольников. Схема 7 применяется на напряжении 220 кВ при невозможности использования схем 5Н или 5АН, а на на­пряжении 330-750 кВ - для всех ПС, присоединенных к сети по двум ВЛ. На напряжении 110 кВ практически не используется. На первом этапе развития электрической сети при одном автотрансформаторе АТ устанавливается три выключателя.

Рис. 2.9. Типовые схемы РУ 35-750 кВ.

Цифры соответствуют номерам типовых схем

Таблица 2.9

Типовые схемы РУ 35-750 кВ

Номер типовой схемы по рис. 2.9	Наименование схемы	Область применения
		Напряжение, кВ	Сторона подстанции	Количество присоединяе­мых линий	Дополнительные условия
1	2	3	4	5	6
1	Блок (линия -трансформатор) с разъединителем	35-220	ВН	1	1. Тупиковые ПС, пи­таемые линией без от­ветвлений. 2. Охват трансформато­ра линейной защитой со стороны питающего конца или передача телеотключающего импульса
ЗН	Блок(линия -трансформатор) с выключателем	35-500	ВН	1	Тупиковые и ответвительные ПС
4Н	Два блока с выключателями и неавтоматической пере­мычкой со сторо­ны линий	35-220	ВН	2	Тупиковые и ответвительные ПС
5Н	Мостик с выключателями в цепях линий и ремонт­ной перемычкой со стороны линий	35-220	ВН	2	Проходные ПС при необходимости сохранения в работе трансформато­ров при повреждении на ВЛ
5АН	Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной пере­мычкой со стороны трансформаторов	35-220	ВН	2	Проходные ПС при необходимости сохране­ния транзита при по­вреждении в трансфор­маторе
6	Заход-Выход	110-220	ВН	2	1. Проходные ПС 2. Начальный этап более сложной схемы
6Н	Треугольник	110-750	ВН	2	1. Для однотрансформаторных ПС 110-220 кВ 2. Для ПС 330-750 кВ как начальный этап более сложных схем
7	Четырехугольник	110-750	ВН	2	1. Альтернатива схемам «мостика» для ПС 110-220 кВ 2. Начальный этап более сложных схем для ПС 330-750 кВ

Продолжение табл. 2.9

1	2	3	4	5	6
9	Одна секционированная систе­ма шин	35-220	ВН, СН, НН	3 и более	Количество радиальных ВЛ не более одной на секцию
12	Одна рабочая секционированная и обходная систе­мы шин	110-220	ВН, СН	3 и более	1. Количество радиальных ВЛ не более одной на секцию 2. Недопустимость отключения присоедине­ний при плановом ре­монте выключателей 3. При наличии устройств для плавки гололеда
13	Две несекционированные системы шин	110-220	ВН, СН	3 и более	При невыполнении условий для применения схемы 12
13Н	Две рабочие и обходная системы шин	110-220	ВН, СН	3 и более	1. То же, что и для 13, но при недопустимости отключения присоеди­нений при плановом ремонте выключателей 2. При наличии устройств для плавки гололеда
15	Трансформаторы - шины с присоединением линий через два выключателя	330-750	ВН, СН	330- 500 кВ - 4; 750 кВ-3	Отсутствие перспективы увеличения количества ВЛ

Схемы с одной и двумя системами шин применяются для РУ ВН узловых ПС 35-220 кВ и РУ СН подстанций 330-750 кВ. Схема 9 используется, как правило, на стороне СН и НН подстанции 110-330 кВ. Схема 110–12 используется на стороне ВН узловых ПС в сети 110 кВ (как правило, при четырех ВЛ) и на стороне СН ПС 220/110/10 кВ. Ограничением для применения схемы 12 и замены ее схемой 13 является присоединение к каждой секции шин ПС более одной радиальной ВЛ. Для РУ 220 кВ, как правило, применяются одинарные секционированные системы шин, двойные и обходные системы шин применяются только при специальном обосновании, в частности, в недостаточно надежных и нерезервированных электрических сетях.

Схемы РУ 10 кВприведены на рис. 2.10.

Рис. 2.10. Типовые схемы РУ-10(6) кВ

Схема с одной секционированной системой шин (рис.2.10, а) применяется при двух трансформаторах марки ТМН, ТДН, схема с двумя секционированными системами шин (рис. 2.10, б) – при двух трансформаторах с расщепленными обмотками марки ТРДН.

Для подстанций с ВН 35-220 кВ освоено заводское изготовление комплектных трансформаторных подстанций с выполнением РУ ВН по схемам 1, 3Н, 4Н, 5Н, 5АН.

В качестве примера на рис. 2.11, а изображена схема электрической сети, а на рис. 2.11, б – схема электрических соединений данной сети.

Рис. 2.11. Схема электрических соединений сетевого района