Владимир Марков - Типовые электрические схемы распределительных устройств электростанций и подстанций. Характеристики. Применение. Оперативные переключения

Выбор схемы РУ в конкретном случае определяется рядом факторов, главными из которых являются:

–тип электростанции или подстанции, её технологические особенности и роль в энергосистеме;

–номинальное напряжение, на котором передаётся электроэнергия в сторону РУ и от него;

–характеристики присоединений РУ (трансформаторов, линий электропередач, устройств для выработки или потребления реактивной мощности), а именно: их номинальные мощности (пропускная способность), общее количество присоединений каждого вида, число непарных или не резервируемых ЛЭП; перспективы изменения количества присоединений РУ между 5-м и 10-м годом эксплуатации ОЭС.

В некоторых случаях возможно выполнение РУ по двум или трём альтернативным схемам. В первую очередь должны рассматриваться варианты схем, входящих в перечень типовых. Выполнение РУ по типовым схемам гарантирует, как правило, его сооружение в нормативные сроки, при минимуме затрат денежных средств, а также возможность расширения РУ (переход к другой схеме) с минимальным объёмом работ. Отказ от использования типовой схемы РУ требует соответствующего технико-экономического обоснования.

1.2. Требования, предъявляемые к схемам РУ

Схемы РУ при конкретном проектировании разрабатываются на основании схем развития энергосистемы, схем электроснабжения района или объекта и других работ по развитию электрических сетей. Они должны удовлетворять ряду требований (критериев). Важнейшие из них: надежность, экономичность, удобство эксплуатации, техническая гибкость, экологическая чистота, компактность, унифицированность. В настоящей работе приводятся определения указанных категорий в том виде, в каком они даны в [4].

Надежность – свойство объекта выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных условиях функционирования. Уровень надежности может быть регламентирован или экономически обоснован. Требования к надежности схем РУ в основных и распределительных сетях различаются. Так, при расчетных отказах в первых из них критерием допустимости значения одновременного сброса мощности из-за отказов элементов схем является сохранение устойчивости генерирующих источников в энергосистеме, в том числе статической апериодической устойчивости, а также предотвращение недопустимых токовых перегрузок электрооборудования. В свою очередь для схем РУ в распределительных сетях одно из первостепенных значений приобретает обеспечение электроснабжения потребителей в соответствии с их категорийностью, регламентированной нормативными документами.

Экономичность подразумевает принятие решений с учетом необходимых капитальных вложений и сопутствующих ежегодных издержек производства и сбыта продукции. Принимаемый уровень надежности обосновывается сопоставлением затрат на его повышение с экономическими последствиями из-за ненадежности (например, с ущербом или штрафными санкциями) при расчетных отказах элементов схем. При анализе режимов следует учитывать параметры электросетевого и генерирующего оборудования, а также возможность применения противоаварийного управления. Выбор схемы РУ должен быть произведен на основании технико-экономических показателей, учитывающих затраты на его сооружение и эксплуатацию и экономические последствия, вызванные аварийными возмущениями. При этом показатели надежности элементов схемы РУ должны быть приняты на основании опыта эксплуатации или в соответствие со стандартами организации.

Удобство эксплуатации заключается в наглядности и простоте схем, снижающих вероятность ошибочных действий персонала, возможности минимизации количества переключений при изменении режима применительно как к первичным, так и вторичным цепям, в обеспечении соответствия режимов работы электроустановки и энергосистемы.

Техническая гибкость – способность адаптироваться к изменяющимся условиям работы электроустановки при плановых и аварийно-восстановительных ремонтах, расширении, реконструкции и испытаниях.

Экологическая чистота определяется степенью воздействия электроустановки на окружающую среду, как-то: шум, электрические и магнитные поля, загрязнение выбросами и отходами, нарушение ландшафта и пр.

Компактность характеризуется возможностью минимизации площади земли, отчуждаемой под РУ. Это позволяет наиболее рационально решать проблему приобретения земельных участков, которая при обосновании и выборе схем электроустановок нередко является определяющей.

Унифицированность заключается в применении ограниченного числа типовых схем. Использование типовых решений позволяет снижать материальные и финансовые затраты на проектирование, монтаж, пуско-наладку и эксплуатацию электроустановки.

Удобство эксплуатации, техническую гибкость и экологическую чистоту следует также рассматривать в контексте соответствующих нормативов безопасности персонала и предельно допустимых параметров воздействия электроустановки на окружающую среду. Техническое решение должно обеспечивать требуемое качество электроэнергии и обеспечивать работу РУ при расчетных значениях токов короткого замыкания. Схемы РУ должны предусматривать вывод выключателей и отделителей в ремонт, осуществляемый:

–для всех схем РУ напряжением 6-35 кВ, а также для блочных и мостиковых схем РУ напряжением 110, 220 кВ (за исключением цепи, по которой осуществляется транзит мощности) – путем временного отключения цепи, в которой установлен ремонтируемый аппарат;

–для мостиковых схем РУ напряжением 35-220 кВ – путем применения ремонтных перемычек, за исключением случаев, когда перемычки отсутствуют;

–для схем со сборными шинами РУ напряжением 110, 220 кВ – путем применения обходных выключателей, за исключением случаев, когда обходная система шин отсутствует;

–для схем РУ напряжением 6-220 кВ – путем установки подменного выключателя, если применяется такой тип выключателя (схемы с выкатными выключателями, КРУЭ);

–для схем РУ напряжением 330-750 кВ (кроме схем блоков 330,500 кВ), а также 110-220 кВ по схеме четырехугольника – отключением выключателя без отключения присоединения.

Число одновременно срабатывающих выключателей в пределах РУ одного напряжения должно быть не более:

–при повреждении линии – двух;

–при повреждении трансформаторов напряжением до 500 кВ – четырех;

–при повреждении трансформаторов напряжением 750 кВ – трех.

Схемы с отделителями допустимо использовать в электрических сетях только на напряжении 110 кВ в том случае, когда владелец объекта не может обеспечить укомплектование РУ требуемым количеством выключателей. Их недопустимо применять в следующих случаях: