3. СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ, НАРУШЕНИЯ В РАБОТЕ, УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
Схемы распределительных сетей.
Распределительные сети городов и сети сельскохозяйственного назначения состоят из трансформаторных подстанций (ТП), распределительных пунктов (РП), распределительно- трансформаторных пунктов (РТП), пунктов секционирования (СП), линии электропередачи (кабельных и воздушных), а также сети низшего напряжения 0,23-0,4 кВ, отходящей от сборных шин низшего напряжения ТП (РТП) к вводным устройствам потребителей.
Распределительные сети 6—10 кВ получают питание от центров питания (ЦП) — это главным образом подстанции 35—220 кВ энергосистем. На рис. 23 показана схема питания распределительной сети от энергосистемы. От ЦП в распределительную сеть электроэнергия передается непосредственно на шины ТП или через шины РП — распределительного устройства, предназначенные для приема и распределения
Рис. 23. Схема участка сети, получающего питание от энергосистемы: У/1, У/2, W3 — питающие линии
Рис. 24. Типовые схемы распределительных сетей 6-10 кВ:
а — радиальная; 6 — магистральная; виг- петлевые (с двумя и одним источником питания соответственно)
электроэнергии на одном напряжении без ее трансформации. В отличие от РП РТП служат не только для приема и распределения электроэнергии, но и для ее трансформации. Линии, отходящие от шин ЦП к РП, РТП и ТП называют питающими. Они не имеют ответвлений на всем протяжении. Линии, отходящие от РП к ТП и соединяющие их между собой, называют распределительными. К распределительным относят также линии 0,23-0,4 кВ, подающие электроэнергию к вводам электроустановок потребителей.
В построениях распределительных сетей 6-10 кВ можно выделить типовые схемы, приведенные на рис. 24. Однако эти схемы в том виде, как они показаны на рисунке, встречаются крайне редко. Схемы реальных распределительных сетей достаточно сложны и представляют собой комбинации типовых схем с большим числом ответвлений от воздушных линий. Сложность структур распределительных сетей объясняется их историческим развитием, а также сооружением в последние годы значительного числа новых сельскохозяйственных, промышленных и социальных объектов, что не всегда согласовывалось с требованиями технико-экономической целесообразности.
Одним из основных требований, предъявляемых к распределительным сетям, является требование высокой надежности и бесперебойности электроснабжения потребителей в нормальном, ремонтном и аварийном режимах работы. Надежность электроснабжения повышают секционированием сложных сетей и резервированием наиболее ответственных потребителей и менее надежных элементов схем.
Под секционированием сети здесь понимается деление ее на несколько участков с помощью коммутационных аппаратов (см. рис. 24, в, г), управление которыми может осуществляться вручную или автоматически. В качестве секционирующих аппаратов используются масляные и вакуумные выключатели, выключатели нагрузки, разъединители, отделители. При наличии у секционирующих аппаратов приводов для автоматического отключения (и включения) управление ими может выполняться дистанционно с помощью средств телеуправления и автоматически действием устройств релейной защиты и автоматики.
Секционированием сети подстанции, имеющие два источника питания и более, переводятся на работу по схеме одностороннего питания. На первый взгляд такое упрощение кажется нерациональным, поскольку при двух источниках питания обеспечивается более высокая степень надежности электроснабжения при аварийном отключении одного из источников. Однако при секционировании схема сети становится более простой и во многих случаях целесообразной в части улучшения режима работы по напряжению, снижения токов КЗ, применения более простых защит и более дешевого оборудования. Надежность же электроснабжения потребителей в секционированной сети достигается применением автоматического повторного включения (АПВ) оборудования, отключившегося действием репейной защиты, и автоматики аварийного ввода резерва (АВР). Наиболее эффективно применение АПВ на линиях с односторонним питанием, так как в этом случае успешное действие АПВ восстанавливает в течение нескольких секунд нормальное электроснабжение потребителей.
Резервированием сетей предусматривается подача напряжения на электроустановку от резервного источника в случае аварийного или планового отключения основного источника питания. Резервными источниками питания могут быть линии электропередачи, трансформаторы, секции шин, а также автономные источники питания — дизельные и бензиновые электростанции, устанавливаемые у потребителей. Перевод питания на резервный источник может осуществляться вручную или автоматически с помощью устройств АВР.
По месту своего расположения АВР могут быть местными и сетевыми. Местные АВР находятся в пределах одной подстанции (например, АВР на секционном выключателей) или вблизи нее, а сетевые АВР — в различных точках сети и обеспечивают при своем срабатывании восстановление питания участков сети с рядом подстанций.
Общий вид пункта АВР и секционирования для воздушных линий 6—10 кВ с двусторонним питанием показан на рис. 25. Шкаф 3 установлен на площадке для обслуживания 2, размещенной между двумя анкерными опорами 5. К вводам шкафа, в котором установлен выключатель с пружинным приводом, трансформаторы тока и напряжения, устройства релейной защиты и автоматики (выполненные на переменном оперативном токе), подведены провода от выносных разъединителей 4 с приводом 1.
Рис. 25. Пункт АВР и секционирования для воздушной линии 6-10 кВ с двусторонним питанием
С другой стороны выносные разъединители подсоединены проводами 6 к воздушным линиям. Отключением выносных разъединителей создается видимый разрыв цепи для безопасного производства ремонтных работ. В качестве пунктов секционирования и АВР используются также и закрытые трансформаторные подстанции (ЗТП). Для них выпускаются специальные комплектные распределительные устройства серии КСО с масляными и вакуумными выключателями и выключателями нагрузки.
Нарушения в работе распределительных сетей
В электрических сетях 6—10 кВ, работающих с изолированной нейтралью или заземлением через дугогасящий реактор, возможны по разным причинам междуфазные КЗ и замыкания фазы на землю. Кроме того, не исключены (в случае развития повреждения) переходы одного вида повреждения в другой с охватом большего числа фаз.
При КЗ между фазами в замкнутом контуре появляется большой ток, увеличивается падение напряжения на различных элементах оборудования, что ведет к общему понижению напряжения во всех точках электрической сети и нарушению режима работы потребителей.
Замыкание одной фазы на землю сразу не приводит к КЗ (в месте соединения фазы с землей проходит лишь относительно небольшой ем-
костный ток) и не отражается на работе потребителей электроэнергии, так как при этом искажаются лишь фазные напряжения и не изменяются значения междуфазных напряжений. Однако для такого режима характерно повышение напряжения неповрежденных фаз относительно земли до линейного во всей электрически связанной сети, что создает угрозу повреждения ослабленной изоляции и возникновения междуфазного КЗ на землю. Поэтому замыкания фазы на землю должны выявляться и устраняться в возможно короткий срок.
Для обеспечения нормальных условий работы электрических сетей и предупреждения развития повреждений необходимы быстрая реакция на опасные изменения режима работы сети, незамедлительное отделение повредившегося оборудования от неповрежденного и при необходимости перевод питания потребителей от резервного источника. Выполнение этих задач возложено на устройства релейной защиты и автоматики.
