Выше мы рассмотрели, как организуется оперативное управление различными энергообъектами, как выполняются и где размещаются на них щиты управления различного назначения (ЦЩУ, ГЩУ, БЩУ, МЩУ, РЩУ). Все они в пределах отдельного энергообъекта составляют взаимосвязанный комплекс, отдельные части которого соединены между собой вторичными цепями. Ниже рассмотрим, как выполняются связи между отдельными щитами и первичным оборудованием и как организуется их питание оперативным током.
Рис. 8 17. Схема первичных соединений ОРУ 35 кВ
Выполнение связей между щитами и первичным оборудованием рассмотрим на примере связей выключателя Q1 и разъединителей, установленных на стороне среднего напряжения 35 кВ трехобмоточного трансформатора Т1 подстанции со щитами в здании ОПУ подстанции. Поясняющая схема показана на рис. 8.17. Шины 35 кВ имеют две секции, к одной из них присоединены через выключатель Q1 трансформатор Т1, а также две линии 35 кВ, трансформатор напряжения TV1 и секционный выключатель (показанные в однолинейном изображении). К другой секции подключается трансформатор Т2 и остальные присоединения подобно тому, как выполнено применительно к первой секции.
На рис. 8.18 показана структурная схема кабельных связей элементов ОРУ 35 кВ трансформатора Т1 с устройствами, установленными в ОПУ. Схема составлена с учетом того, что в помещении подстанционного пункта управления (ОПУ) находятся щит управления 1, щит постоянного тока 3, распределительный щит СН 380/220 В 2. Остальные устройства находятся непосредственно на территории ОРУ. Центральным звеном связи является ящик зажимов (шкаф) 5 рассматриваемого выключателя Q1 трансформатора Т1, который непосредственно связан кабельными линиями со шкафом 9 привода выключателя Q1, а также с приводами разъединителей.
На рис. 8.19 дана монтажная схема ящика зажимов типа ЯЗ-60 выключателя 35 кВ трансформатора Т1 с рядом зажимов и подходящими контрольными кабелями. Ряд зажимов делится на три части в зависимости от своего назначения. Верхняя часть состоит из испытательных зажимов, к которым подводятся от ТТ и отводятся на ОПУ токовые цепи. Они являются испытательными, позволяющими я необходимых случаях (при испытаниях, проверках и т. д.) закорачивать эти цепи. Дальше идут резервные зажимы (14—20), В средней части располагаются зажимы, к которым подключаются цепи от вспомогательных контактов выключателя, разъединителей и устройств их электромагнитной блокировки.
Рис. 8.18. Структурная схема кабельных связей между выключателем и разъединителями 35 кВ (см. также рис. 8.17) и ОПУ:
1—щит ОПУ; 2 — распределительный щит СН 380/220 В на ОПУ; 3-ЩПТ на ОПУ; 4 — шкаф TVI; 5 — ящик зажимов (шкаф) выключателя Q1 трансформатора; 6 — привод шинного разъединителя 35 кВ, дели вспомогательных контактов и электромагнитной блокировки; 7 — привод разъединителя со стороны ГУ, цепи вспомогательных контактов и электромагнитной блокировки; 8-- ящик зажимов (шкаф) выключателя на стороне 154 кВ ГУ; 9 — шкаф привода выключателя Q1 трансформатора Т1; 10—шкаф привода выключателя линии, 11 — шкаф привода выключателя линии,12 — шкаф привода секционного выключателя 35 кВ; Т1-37 — обозначение одного из контрольных кабелей трансформатора ГУ
В нижней части расположены зажимы питания устройств обогрева шкафа в зимних условиях и его освещения, а также освещения шкафа питания электромагнитных приводов выключателей, показанных на рис. 8.18. Источником питания устройств обогрева и освещения является распределительный щит СН 380/220 В на ОПУ. Питание электромагнитов включения всех выключателей 35 кВ осуществляется в свою очередь от щита постоянного тока ОПУ. На ОПУ устанавливается аккумуляторная батарея.
Питание оперативным током вторичных устройств производится от щита постоянного тока при наличии аккумуляторной батареи на объекте либо от источников оперативного переменного или выпрямленного тока. Возможно использование на одном энергетическом объекте различных видов оперативного тока в зависимости от требований надежности питания той или иной нагрузки. От сети оперативного постоянного тока питаются наиболее ответственные цепи управления, защиты, контроля и регулирования присоединений главной схемы, обеспечивающих энергоснабжение потребителей. От сети постоянного тока, кроме того, производится резервирование необходимых механизмов маслосмазки вращающихся машин, аварийного освещения, устройств связи и агрегатов надежного питания вычислительных комплексов, нормально получающих питание от сети СН переменного тока и подключающихся к ЩПТ лишь в аварийном режиме при исчезновении переменного тока в цепях СН.
Для повышения надежности питание приемников разного назначения выполняется от разных систем шин на ЩПТ; от силовых шин ЩПТ, к которым непосредственно подключается аккумуляторная батарея и подзарядные устройства, питаются электромагниты включения масляных выключателей, двигательная нагрузка, устройства связи, аварийное освещение и др.; от оперативных шинок ЩПТ питаются цепи управления, автоматики, сигнализации и защиты.
Для питания электромагнитов включений масляных выключателей создается кольцевая схема питания с двумя питающими линиями от разных секций силовых шин ЩПТ и перемычками между электромагнитами всех выключателей одного РУ. На каждой питающей линии со стороны шин ЩПТ устанавливается автоматический выключатель для коммутации и защиты. На перемычках между электромагнитами по РУ устанавливаются секционные рубильники. Кольцо должно быть разомкнуто на каком-либо секционном рубильнике. При повреждении какого-либо участка сети он выделяется секционными рубильниками, а неповрежденные участки питаются от двух линий со ЩПТ.
Каждый щит управления получает независимое питание от шин ЩПТ. Питание цепей управления, защиты, автоматики производится от сети оперативного управления щита управления (шинок ±£С); цепей сигнализации — от сети сигнализации (шинок ±ЕН). Каждая сеть независимо от другой питается по двум линиям от ЩПТ, которые запитывают шинки управления и сигнализации, прокладываемые над панелями щита управления. На каждой питающей линии со стороны ЩПТ устанавливаются переключатель, позволяющий подключать линию питания к одной или другой системе оперативных шинок на ЩПТ, и предохранители.
Рис. 8.19. Монтажная схема ящика зажимов (шкафа) выключателя 35 кВ Т1 (см. рис. 8.17 и 8.18): ШР — штепсельная розетка; SF1— автоматический выключатель; R1 — резистор
Рис. 8.20. Структурная схема распределения оперативного постоянного тока в пределах одного блока 200 МВт:
/, // — оперативные шинки; GBI — аккумуляторная батарея блока; GB2— общестанционная аккумуляторная батарея, М—электродвигатели постоянного тока аварийных маслонасосов I и II турбогенераторов и уплотнения вала I и II турбогенераторов, УМС — устройство мигания
На типовых панелях постоянного тока, разработанных для подстанций, на питающих линиях от оперативных шинок ЩПТ устанавливаются автоматические выключатели.
Таким образом, каждая сеть имеет две линии питания, и повреждение одной из них не нарушает нормальной работы сети. При замыканиях на землю на одном из полюсов возможность определения поврежденного участка без нарушения работы исправных участков достигается секционированием сети или предусматривается возможность перевода участков сети с пониженной изоляцией на шины, питаемые от другого источника, пока не будет устранено повреждение (например, цепи управления, защиты и автоматики на щитах управления питаются от двух систем шинок управления с тем, чтобы отдельные участки сети могли в случае необходимости переключаться с одной системы шинок на другую).
Питание оперативным током цепей управления и защиты каждого присоединения от шинок управления ЩУ должно предусматриваться, как правило, через отдельные автоматические выключатели или предохранители, не связанные с другими цепями (сигнализации, электромагнитной блокировки и т. п.). Допускается совместное питание цепей управления и ламп сигнализации положения управляемого аппарата.
Для присоединений 110 кВ и выше, а также для генераторов (блоков) мощностью 60 МВт и более предусматривается раздельное питание оперативным током (от разных предохранителей или автоматических выключателей) основных и резервных защит.
На рис. 8.20 в качестве примера организации питания вторичных устройств и их цепей показана структурная схема распределения оперативного постоянного тока в пределах одного блока 200 МВт. Чтобы сделать ее более наглядной, схема показана в однолинейном изображении. Например, шинки 1-й секции ЩПТ обозначены не тремя линиями (+, —, — заряда), а одной; оперативные шинки 1-й и 3-й- секции, каждая из которых состоит из трех полос (+, —, мигающий свет) также показаны одной линией (количество шинок или проводов в линии обозначено черточками). На рис. 8.20 некоторые устройства (контроль изоляции, подключение АБ, измерительные приборы, зарядные и подзарядные устройства и др.) не показаны, поскольку вопрос источников питания вторичных цепей, в том числе оперативного тока, на электростанциях и подстанциях рассматривался в гл. 5. Щит постоянного тока предназначен для питания электроприемников двух блоков, управляемых с одного БЩУ. От 2-й секции, которая через переключатель подключена непосредственно к аккумуляторной батарее блоков GB1 или к общестанционной батарее GB2, отходят кабельные линии к электродвигателям постоянного тока аварийного маслонасоса и маслонасоса уплотнения вала турбогенератора (например, при его водородном охлаждении), что повышает надежность питания этих механизмов. От 1-й секции шин ЩПТ и ее оперативных шинок кабельные линии отходят к соответствующим шинкам оперативного постоянного тока КРУ СН 6 кВ I блока 8 и шинам питания электромагнитов включения выключателей. Кроме того, в КРУ I блока предусматривается подача (для резервирования) оперативного постоянного тока от КРУ II блока, шинки которого, в свою очередь, подключены к 3-й секции ЩПТ.
Переключения с одной системы шинок оперативного тока на другую осуществляется соответствующими переключателями. Оперативные шинки 3-й секции соединены кабельными линиями с местными агрегатными щитами ~9, расположенными в помещениях выводов турбогенераторов, для питания электрических защит, управления системой возбуждения и автоматом гашения поля (АГП), блока питания, сигнализации местного охлаждения генераторов и пр. Эти щиты связаны между собой линией питания.
Все остальные устройства, обозначенные на рисунке порядковыми номерами, располагаются на панелях БЩУ (сам пульт БЩУ с установленными на нем ключами управления и регулирования, измерительными приборами и сигнализацией на этом рисунке не показан). Одни из этих панелей служат для контроля и управления блоком в целом и отдельными его технологическими элементами, а именно: 1— панели автоматических выключателей и устройств управления электродвигателями изменения частоты вращения (и ограничения мощности) турбины, электромагнитными приводами вентилей трубопровода конденсата и различных клапанов и т. д.; 2 — панели технологических защит I блока, действующих на его останов или разгрузку, на электромагниты закрытия стопорных и других запорных клапанов турбины; 3 — панели электронных регуляторов, поддерживающих установленные режимы работы тепломеханического оборудования.
Другие панели относятся к общеблочным электрическим устройствам: 4 — вводные панели питания устройств автоматики и центральной сигнализации, от этих панелей отходят цепи питания оперативным постоянным током панелей 5 центральной сигнализации, АВР питательных и конденсатных насосов, маслонасосов смазки и др. На этих панелях также расположены устройства сигнализации аварийного отключения обходных выключателей и выключателей блоков 220 кВ, сюда же передаются сигналы вызова персонала в КРУ СН, нарушения изоляции в сети постоянного оперативного тока, неисправностей в схемах электродвигателей маслонасосов смазки; 6 — панели предупреждающей сигнализации о неисправностях тепломеханического оборудования; 7—панели оперативного и неоперативного контуров блочного щита управления. На них установлены автоматические выключатели, приборы, световые табло, управляющие и регулирующие аппараты, питание которых осуществляется от шинок оперативного тока, проложенных по всей длине панелей; 9 — панели в помещении выводов генератора.
В отношении панелей 3, 4, 6 и 7 следует добавить следующее: на панель 6 подается выпрямленное напряжение 220 В, поступающее от выпрямительного устройства (ВУ), установленного на панелях 4, куда подводится от РУ СН 0,4 кВ переменный ток 220 В. Для работы сигнализации на панелях 3 и 7 используется также выпрямленное напряжение. Использование на панелях 6 (где сосредоточены устройства участковой сигнализации), 3 и 7 (где установлены приборы и регуляторы) оперативного выпрямленного или переменного тока (а не постоянного) принято в целях повышения надежности защиты, работающих на постоянном токе. Дело в том, что цепи предупредительной сигнализации неисправности тепломеханического и электротехнического оборудования, приборов и регуляторов блока весьма разветвлены и проходят в местах (котельной и др.), где вероятность их повреждения (из-за окружающей среды, доступности и т.д.) больше, чем цепей, проложенных в электропомещениях (РУ, щиты управления и т. п.).
На рис. 8.21 приводится структурная схема распределения оперативного переменного тока в пределах одного блока 200 МВт.
Рис. 8.21. Структурная схема распределения оперативного переменного тока в пределах одного блока 200 МВт:
1 — панели общестанционных устройств; 2 — панели автоматических выключателей рабочих и резервного трансформаторов; 3 — шинки управления автоматическими выключателями трансформаторов и сигнализации на блочном щите управления; 4 — аппаратура вызывной сигнализации; 5 — аппаратура устройства мигающего света; 6 — аппаратура питания шинок управления переменного тока; УУС — устройство управления и сигнализации
Источником оперативного переменного тока являются силовые трансформаторы СН 6/0,4 кВ. На схеме электрических соединений щита СН 0,4 кВ показаны жирными линиями две секции шин, к которым через автоматические выключатели подключаются два рабочих и один резервный трансформаторы СН. От этих шин питаются шинки оперативного переменного тока различного назначения (шинки управления ЕС, а также показанные штрих-пунктиром шинки сигнализации, мигания). В РУ СН 0,4 кВ от шинок каждой секции производится питание всех устройств и приборов, установленных на двух общесекционных панелях. От этих же панелей через установленные на них автоматические выключатели подается по кабельным связям оперативный переменный ток на ВЩУ (в том числе сигналы вызова в РУ 0,4 кВ), в шкаф электродвигателя переменного тока маслонасоса смазки турбины, на местные щиты и во все другие места, где управление, автоматика, сигнализация выполняются на переменном токе.
Из рис. 8.21 видно, что в схеме широко применено резервирование, которое осуществляется путем кольцевания и перекрестного питания панелей БЩУ, местных щитов и сборок от двух секций РУ СН 0,4 кВ.
У рабочих и резервного трансформаторов на стороне 0,4 кВ установлены автоматические выключатели, в цепях управления и сигнализации которых используется оперативный постоянный ток, поступающий с ЩПТ и из КРУ 6 кВ.
Рис. 8.22. Схема распределения постоянного тока на подстанции 220 кВ и выше:
1— ЩПТ в здании вспомогательных устройств синхронных компенсаторов, 2— к выпрямительным устройствам цепей питания оперативной блокировки разъединителей, SH1—SH4 — переключатели шинок сигнализации I—IV участков
На каждой панели автоматических выключателей организуются восемь шинок оперативного постоянного тока, которые соединены кабельными связями с шинками автоматических выключателей резервного трансформатора. Все местные щиты, сборки, различные шкафы, размещенные в разных местах электростанции, часто на довольно значительном расстоянии друг от друга, управляются и контролируются с помощью оперативного переменного тока, что дает возможность обходиться аккумуляторной батареей меньшей емкости и способствует поддержанию на высоком уровне технического состояния цепей оперативного постоянного тока, от которых зависит нормальная и безаварийная работа основного оборудования электростанций и подстанций.
Схема распределения постоянного тока на подстанциях представлена на рис. 8.22.
Источником питания электроприемников постоянного тока, показанных на рис. 8.22, является аккумуляторная батарея, подключенная к главным силовым шинам постоянного тока. От этих шин подается постоянный ток в КРУ, на шинки питания ±ЕУ электромагнитов включения масляных выключателей, а также на распределительный щит постоянного тока в здании вспомогательных устройств синхронных компенсаторов (СК), от которого питаются электромагниты включения выключателей, устройства маслосмазки подшипников и водородного охлаждения компенсаторов.
На щите постоянного тока создается секционированная система оперативных шинок. От них двумя линиями от разных секций производится питание двух систем шинок управления ЕС1, —ЕС1 и +ЕС2, —ЕС2 щита управления ОПУ, а также шинок мигания ( + )ЕР1, (+ )ЕР2, образующихся на ЩПТ в схеме устройств мигающего света. На щите управления устанавливается переключатель для образования шинок ЕС1, ЕС2 «темного» плюса, от которых питаются лампы сигнализации положения аппаратов, управляемых со щита управления. Нормально переключатель находится в положении «Отключено» и щит управления «темный».
Дежурный, переводя переключатель в положение «Включено», подает питание на шинки ЕС1 и ЕС2, и зажигаются лампы, соответствующие положению контролируемого аппарата. Этот переключатель устанавливается для увеличения срока службы сигнальных ламп, а также для сосредоточения внимания дежурного на аварийном отключении какого-либо аппарата, когда автоматически зажигаются лампы всего щита, а лампа аварийно отключившегося аппарата мигает.
Питание цепей управления каждого присоединения, управляемого со щита управления, производится от двух систем шинок управления через индивидуальный переключатель выбора системы шинок и автоматический выключатель защиты вторичных цепей. Такая система позволяет, во-первых, разделить питание взаиморезервирующих вторичных устройств (например, цепи управления двух независимых друг от друга электромагнитов отключения выключателей типа ВНВ 330— 1150 кВ) между двумя системами шинок управления, а значит, и между двумя линиями питания со ЩПТ, т. е. увеличить надежность; и, во-вторых, легко производить переключения индивидуальных линий питания с одной системы шинок управления на другую при отыскании участка с поврежденной изоляцией.
Питание цепей автоматики и защиты, если они имеют индивидуальные защитные автоматические выключатели, производится аналогично. Питание отдельно стоящих релейных щитов со ЩПТ производится так же, как и щита управления на ОПУ.
От оперативных шинок ЩПТ производится также питание двумя линиями, резервирующими друг друга, устройств центральной сигнализации ОПУ. От общих шинок сигнализации на ОПУ через автоматические выключатели питаются общие цепи центральной сигнализации и участковые шинки сигнализации. Для питания разветвленных цепей оперативной блокировки разъединителей всех напряжений используется выпрямленный оперативный ток (шинки ±ЕВ).
