7.2. ТИПЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И ИХ ОСОБЕННОСТИ
В зависимости от назначения, места в ЭЭС и конкретных условий РУ могут быть различного исполнения, каждое из которых имеет определенные преимущества и недостатки, обязательно учитываемые при эксплуатации.
Распределительные устройства с одной системой шин (рис. 7.1, а) экономичны. Они имеют один выключатель на цепь, блокировка разъединителей осуществляется очень просто. При наличии обходной системы шин ремонт выключателя производится без вывода в ремонт присоединения. Для снижения вероятности обесточения всего РУ при повреждениях или отказе выключателя применяется секционирование.
Однако подобная система имеет следующие недостатки:
необходимость отключения шин или их секций при ремонтах;
короткие замыкания в зоне шин, отказы линейных и секционных выключателей, а также ремонт в сочетании с отказом выключателей, приводящие к обесточению секций или всей системы шин.
При применении подобного РУ на электростанциях возможности подключения генерирующих источников к одной секции ограничены, а резервные трансформаторы собственных нужд должны предусматриваться на каждой из них.
Распределительные устройства с двумя системами шин (рис. 7.1, б) позволяют осуществить группировку присоединений так, чтобы на каждой из систем шин сочетались генерирующие и потребляющие (сетевые) присоединения. Такое распределение при необходимости позволяет работать в режиме, ограничивающем токи КЗ. При использовании обходной системы шин (рис. 7.1, в) можно выводить в ремонт выключатели без отключения присоединений. При большом числе присоединений системы шин секционируются.
Распределение присоединений между системами шин производится разъединителями, выполняющими в этом случае оперативные функции.
Недостатки подобного РУ:
большое число операций разъединителями при ремонтах;
усложненная блокировка разъединителей;
существенное снижение надежности РУ при ремонте одной системы шин;
Рис. 7.1. Схемы РУ с одной (а), двумя (б) и с обходной системами шин (в)
при отказе или повреждении шиносоединительного выключателя погасает все РУ, при отказе секционного выключателя — две секции одной из системы шин, а при отказе линейного выключателя— секция или одна система шин;
на электростанциях резервные трансформаторы собственных нужд должны предусматриваться от каждой секции системы шин.
Эти недостатки привели к использованию РУ, имеющих схемы в виде многоугольников. Стороны многоугольников образуются выключателями, а к вершинам подводятся присоединения, число которых равно числу вершин. Число выключателей в многоугольниках равно числу присоединений. Ремонт выключателей производится без отключения присоединений. Повреждения на присоединениях отключаются двумя выключателями. Разъединители в многоугольниках не оперативные, поэтому их блокировка сравнительно проста.
Особенности подобного РУ:
при КЗ в области шин отключается одно присоединение;
вывод в ремонт одного из выключателей многоугольника приводит схему в состояние, равноценное одной системе шин с числом секций, равным числу присоединений;
Рис. 7.2. Схемы треугольника (а) и четырехугольника (б)
отключение выключателя в разомкнутом многоугольнике приводит к его разделению, а в случаях, когда на отдельном участке оказывается нагрузочное при единение — к его обесточению;
отказ выключателя при разомкнутом многоугольнике вызывает потерю двух или трех присоединений с разделением.
При отделении разнородных присоединений (генерирующего и потребляющего) они выделяются на раздельную или параллельную работу через сеть и сложные объекты ЭС.
Наиболее простыв многоугольником является треугольник (рис. 7.2, а). Отказ выключателя в нем полностью обесточивает РУ.
Более совершенной конфигурацией является четырехугольник (рис. 7.2, б), в котором отказ или повреждение выключателя в разомкнутом режиме приводит к отключению двух присоединений.
Самым сложным является шестиугольник (рис. 7.3, а). Для числа присоединений, большего шести, многоугольники не используются.
Для устранения некоторых недостатков применяются связанные многоугольники с выключателями в перемычках. На
рис. 7.4 приведена схема связанных четырехугольников. Число выключателей на два больше, чем число присоединений. В этой схеме одна часть присоединений отключается двумя выключателями, а другая — тремя. Схема имеет следующие особенности:
Рис. 7.3. Схема шестиугольника (а) и схема 3/2 (б)
повреждения в области шин приводят к отключению одного присоединения;
при отключении выключателя, совпадающем с ремонтом другого выключателя, отключение присоединений менее вероятно, чем в схемах простых многоугольников, так как на участках коммутации тремя выключателями отключений дополнительных присоединений не возникает;
ремонт выключателя в перемычке и отключение второй перемычки приводят к разделению четырехугольников.
По числу выключателей лучшими являются схема 3/2 (полуторная— три выключателя на два присоединения) и схема 4/3 (четыре выключателя на три присоединения).
Рис. 7.4. Схема связанных четырехугольников
На схеме 3/2 (рис. 7.3, б) присоединение отключается двумя выключателями. Наличие линейных разъединителей позволяет при ремонтах присоединений держать замкнутыми выключатели цепочки. Схема содержит шины, не являющиеся в полном смысле сборными. Их ремонт производится без отключения присоединений. При правильном чередовании генерирующих и потребляющих присоединений в цепочке допустимо отключение обеих систем шин, следовательно, КЗ на шинах не связано с отключением присоединений. Отказ выключателей, примыкающих к шинам, приводит к отключению одного присоединения, а выключателей, не примыкающих к шинам,— к отключению двух присоединений.
При ремонте средних выключателей цепочки и КЗ на шинах отключаются два присоединения, а при ремонте выключателя у шин, совпадающем с КЗ на противоположных шинах, цепочка выделяется на раздельную работу.
При большом числе присоединений шины секционируются, что связано с установкой дополнительных выключателей. Номинальные токи выключателей должны соответствовать худшему случаю. Например, при ремонте выключателя у шин через крайний выключатель цепочки может протекать суммарный ток присоединений.
На начальном этапе развития РУ, когда число присоединений невелико (меньше шести), можно воспользоваться схемой трансформатор— шины (рис. 7.5). В этой схеме линии коммутируются двумя, а трансформаторы — тремя-четырьмя выключателями (по числу цепей). Ремонт выключателей не связан с отключением линий, в то время как ремонт шин требует отключения трансформатора.
Рис. 7.5. Схема «трансформатор — шины»
На крупных электростанциях иногда применяют схему генератор — трансформатор—линия (ГТЛ). В этом случае используют блочную цепь, включающую генератор, трансформатор и ВЛ, так как современные мощные генераторы имеют мощность, соответствующую пропускной способности ВЛ. Коммутация подобных блоков производится на сетевых объектах с приемной стороны этих ВЛ. Подобное присоединение позволяет уменьшить токи КЗ и облегчает компоновочные решения на крупных электростанциях.
