Проектирование электроснабжения объектов горно-обогатительных предприятий - Структурные схемы электроснабжения

1. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

К структурным схемам электроснабжения относятся схемы электроснабжения объекта, районов объектов, электроприемников особой группы категории I (при необходимости) и схемы размещения и уставок релейной защиты и автоматики. Указанные структурные схемы допускается совмещать в одну общую схему, если это не усложняет чтение чертежа.
На структурной схеме электроснабжения объекта (рис. 21) изображают и указывают:
все электроустановки внутриплощадочного электроснабжения на напряжение выше 1000 В и их наименования, за исключением питающих линий к потребителям электроэнергии;
приборы расчетного учета электроэнергии и счетчика 30-минутных максимумов нагрузок (для расчета с питающей системой);
типы и длины линий электропередачи;
пусковые комплексы, этапы и очереди строительства (при необходимости) ;
сборные шины и их номинальные напряжения;
генераторы, трансформаторы, источники реактивной мощности и их номинальные мощности.
На структурной схеме электроснабжения района объекта изображают и указывают:

Рис. 21. Структурная схема электроснабжения объекта
электрические станции, подстанции и распределительные пункты со сборными шинами и отходящими от них линиями электропередачи; трансформаторные подстанции; электроприемники напряжением выше 1000 В;
схемы соединения, номинальные мощности и напряжения трансформаторов;
типы и номинальные токи выключателей;
номинальные токи и реактивные сопротивления реакторов;
номинальные параметры преобразовательных агрегатов;

Рис. 22. Схема размещения устройств релейной защиты и автоматики
номинальные параметры источников реактивной мощности и фильтров высших гармоник;
номинальные мощности электродвигателей и других электроприемников напряжением выше 1000 В;
марки, сечения, длины и количество проводников линий электропередачи.
На структурной схеме размещения релейной защиты и автоматики (рис. 22) изображают и указывают:
типы и виды релейной защиты, которыми оборудуют элементы электроснабжения;
параметры уставок срабатывания релейной защиты по напряжению, току, времени, частоте и др.;
системы автоматики, которыми оборудуют элементы электроснабжения (автоматическое включение резервного питания, автоматическая частотная разгрузка и др.).
На структурной схеме электроснабжения электроприемников особой группы категории I изображают и указывают:
все электроустановки внутриплощадного электроснабжения, обеспечивающие электроснабжение электроприемников особой группы категории I;
электроприемники особой группы категории I;
положения выключателей вводов, секционных и шиносоединительных в их нормальном рабочем положении;
устройства автоматики для обеспечения бесперебойности электроснабжения электроприемников особой группы категории I; наименование источников питания; номинальные мощности генераторов;
схемы соединений, номинальные мощности и напряжения трансформаторов;
наименования и номинальные мощности электроприемников особой группы категории I;
марки, сечения, длины и количество проводников линий электропередачи.

1. ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА

Источник оперативного тока выбирают в зависимости от ответственности, характера работы и назначения электроприемников в соответствии с ПУЭ и СН 174—75. При выборе источника оперативного тока следует проверить надежность его работы в различных режимах работы сети. В связи с недостаточной надежностью приводов выключателей на переменном оперативном токе, особенно в условиях частых оперативных операций, расширилась область применения выпрямленного оперативного тока или постоянного тока. Опыт эксплуатации источников оперативного тока показал, что системы выпрямленного тока, выполненные с использованием блоков питания БПТ-1002, БПН-1002 и БПНС-1 или БПНС-2 в эксплуатации работают надежно. Источники оперативного тока — шкафы ШУОТ-01 после работы в течение двух лет приходят в негодность из-за выхода из строя аккумуляторов АБН-80, из-за течи электролита и разрушения пластин. Аккумуляторы неремонтнопригодны и замена вышедшей из строя батареи новой связана с большими трудностями.
С 1985 г. вместо шкафов управления ШУОТ-01 начат выпуск шкафов управления серии ШУОТ-02, имеющих ряд преимуществ перед ШУОТ-01: улучшенную конструкцию подзарядного устройства; раздельную компоновку шкафа управления и шкафа аккумуляторной батареи; исполнение на напряжение 220 В; суммарную нагрузку не более 20 А.
Предполагается замена батарей АБН-80 на аккумуляторы СН. При соответствующем обосновании, когда применение системы выпрямленного тока оказывается технически невозможным до выпуска шкафов ШУОТ-02 с аккумуляторами СН, допускается использовать стационарные аккумуляторные батареи СК-1 (3). При этом рекомендуется применять смешанную систему оперативного тока:
аккумуляторную батарею с выпрямительными устройствами для постоянного подзаряда для питания цепей управления, защиты, автоматики и сигнализации;
устройства комплектные для питания электромагнитов включения масляных выключателей до 220 кВ.
В настоящее время для питания электромагнитов включения выключателей применяют устройства УКП (устройства комплектные питания), состоящие из двух частей: УКП-1, содержащего выпрямительное устройство на токи до 320 А, и УКП-2, содержащего индивидуальный накопитель энергии и систему коммутации, которая обеспечивает полное включение выключателя за счет энергии, запасенной в катушке индуктивности.
Наряду с устройствами УКП-1 и УКП-2  выпускаются устройства УКП К, предназначенные для включения в сеть 380 В собственных нужд ГПП или РП и для питания электромагнитов включения высоковольтных выключателей с током потребления до 150 А. Устройство выполнено в виде шкафа напольного исполнения, одностороннего обслуживания с габаритными размерами 800x400x1450 мм и массой 170 кг. Шкаф имеет две отходящие линии. В исполнении УКП К исключены добавочные токоограничивающие резисторы в цепи переменного тока (до выпрямителя), что допустимо при мощности трансформатора собственных нужд до 100 кВ-А. Для возможности работы любого из накопителей от любого из выпрямителей при параллельной работе двух УКП К введена дополнительная цепь заряда коммутирующего конденсатора.
Устройства УКП-1 и УКП-2 рекомендуется использовать для ГПП и ПС с трехобмоточными трансформаторами, а также при наличии выключателей с током электромагнита включения от 150 до 300 А. УКП К рекомендуется использовать для ГПП с КРУ 6—10 кВ на выпрямленном

оперативном токе и для РП 6—10 кВ с КРУ и КСО на выпрямленном оперативном токе.
В качестве источников выпрямленного оперативного тока применяют блоки питания серии БП-1002 (типов БПТ-1002 и БПН-1002), которые предназначены для питания выпрямленным током аппаратуры релейной защиты, сигнализации и управления, выполненной на номинальное напряжение 110 или 220 В и имеющей номинальную мощность до 1500 Вт в кратковременном режиме. Технические данные блоков БП-1002 приведены в табл. 22.
Схемы включения комбинированных блоков для сетей с малыми токами замыкания на землю показаны на рис. 23.
Схему с одним токовым блоком, включенным на разность фаз трансформаторов тока А и С и блоком напряжения (рис. 23, а) применяют при отходящих линиях и трансформаторах со схемой соединений "звезда —звезда”. Схему с двумя токовыми блоками и блоком напряжения (рис. 23, б) применяют при отходящих линиях с трансформаторами со схемами соединений "треугольник —звезда" или "звезда- треугольник".

Рис. 23. Схемы включения комбинированных блоков питания оперативных цепей для сетей с малыми токами замыкания на землю
Обе эти схемы применяют для распределительных подстанций с подключенной мощностью до 10 MB-А.
Для ГПП, ПГВ и РП с подключенной мощностью свыше 10 МВ-А используют схему с токовым блоком и блоком питания стабилизированным напряжением типа БПНС-2 (рис. 23, в).
Токовые блоки необходимы для надежного действия релейной защиты и электромагнитов отключения при близких к.з. (см. рис. 23, а), при двух- и трехфазных (см. рис. 23, б) и при трехфазных, сопровождающихся снижением напряжения ниже 0,5 Uном , (см. рис. 23, в).

Так как блоки питания позволяют осуществить все виды защит, кроме защиты минимального напряжения двигателей, то для оперативных цепей защиты минимального напряжения применяют конденсаторные устройства БК-401 или БК-402 с емкостью конденсаторов соответственно 40 и 80 мкФ и зарядным устройством БПЗ-401-У4.
На небольших электроустановках питание цепей оперативного тока защиты возможно от трансформаторов тока защиты в схемах с реле прямого действия с дешунтированием и от трансформаторов напряжения или трансформаторов собственных нужд для питания цепей защиты, минимального напряжения, замыкания на землю, от перегрузок, газовой защиты и теплового контроля трансформаторов.

1. СХЕМЫ ЗАЩИТЫ С ПЕРЕДАЧЕЙ ОТКЛЮЧАЮЩЕГО СИГНАЛА

На понизительных подстанциях глубоких вводов 110—220/6—10 кВ без выключателей на стороне высокого напряжения, а также для токопроводов 6 — 10 кВ промышленных предприятий широкое применение находят схемы с передачей отключающего сигнала от защит трансформатора на отключение головного выключателя питающей линии или отключение вводных выключателей распределительных пунктов, питающихся от токопровода. Наибольшее распространение получили способы передачи отключающего сигнала по кабелям связи, которые применяют при длине кабеля связи до 10 км. При больших расстояниях передача осуществляется по проводам ВЛ с помощью высокочастотной аппаратуры. Кабели связи для передачи отключающего сигнала на подстанциях прокладывают, как правило, недалеко от ВЛ, поэтому приходится учитывать наводки, опасные и мешающие влияниями, которые они оказывают на кабели связи ВЛ 110 — 220 кВ. В связи с этим применяют специальные кабели дальней связи, имеющие звездную скрутку, хорошее экранирование и коэффициент защитного действия. Для передачи отключающего сигнала рекомендован кабель связи марки ТЗПуАБп (ТУ.ОМ А.505.069—77), симметричный четырех- или семичетверочный кабель связи с полиэтиленовой изоляцией в алюминиевой оболочке. Испытательное напряжение между жилами и оболочкой 5000 В.
Для токопроводов в качестве кабелей связи можно использовать контрольные кабели. Однако обязателен контроль исправности жил кабеля, используемых для передачи отключающего сигнала.

Структурная схема передачи отключающего сигнала показана на рис. 24.
Рис. 24. Структурная схема передачи отключающего сигнала с помощью кабеля связи