Справочник строителя | Построение электрических сетей

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Распределительные пункты и трансформаторные подстанции оснащают основным и вспомогательным электрооборудованием.

Основным называют оборудование, непосредственно участвующее в передаче и распределении электрической энергии. Вспомогательное предназначено для обеспечения названных выше процессов. К обеспечивающим системам относятся системы управления (включая средства диспетчерского телеуправления), релейной защиты и электроавтоматики, измерения параметров электрических величин, учета электроэнергии, собственных нужд (освещение, отопление, вентиляция, подогрев приводов и др.).

Распределительным устройством называется сооружение, предназначенное для сбора электрической энергии от источников и распределения ее между потребителями на одном напряжении. На ТП обычно имеются два РУ — напряжением выше 1 кВ и напряжением до 1 кВ, а на РП — одно РУ.

В общем случае в состав РУ входят:

- сборные шины (необходимы для подключения к ним всех элементов — источников и приемников);

- ошиновка — токоведущие части отдельных элементов (трансформаторов, линий);

- коммутационные аппараты, необходимые для включения или отключения электрических цепей;

- измерительные трансформаторы тока и напряжения;

- средства защиты от импульсных перенапряжений;

- оборудование высокочастотной обработки линий электропередачи.

Однолинейная электрическая схема простейшего РУ напряжением выше 1 кВ показана на рис. 1. Напомним, что на однолинейной схеме показывают оборудование только одной, средней фазы. Если оборудование установлено не во всех фазах, то это отражают на схемах. В частности, на рис. 1 показано, что измерительные трансформаторы тока в цепях линий установлены только в крайних фазах, т. к. по конструктивным особенностям в ячейках комплектных распределительных устройств (КРУ) часто помещаются только два трансформатора тока, а не три.

Однолинейная электрическая схема РУ напряжением выше 1 кВ

Рис.1 Однолинейная электрическая схема РУ напряжением выше 1 кВ

Коммутационные аппараты напряжением выше 1 кВ подразделяют на выключатели Q, выключатели нагрузки QW, разъединители QS, отделители QR, короткоразмыка-тели QN и заземлители QSG. В последнее время получают распространение реклоузеры — оборудование для секционирования электрической сети. В состав реклоузера входит выключатель Q и средства релейной защиты и автоматики, действующие на его отключение и включение.

Выключатель — аппарат, предназначенный для ручного (дистанционно или с места установки аппарата) и автоматического включения и отключения токов нагрузочных режимов и КЗ. Возможность коммутации обеспечивается мощным дугогасительным устройством.

Выключатель нагрузки — выключатель, способный коммутировать токи нагрузочных режимов. Отличается от выключателя относительно слабым дугогасительным устройством.

Разъединитель — аппарат, предназначенный для обеспечения видимого разрыва в обесточенной электрической цепи. Разъединитель не может коммутировать токи нагрузочных режимов, тем более коротких замыканий, из-за отсутствия дугогасительного устройства. Разъединители, включенные между сборными шинами и выключателями (например, QS3 на рис. 1), называют шинными. Разъединители, включенные между выключателями и линиями (например, QS2 на рис. 1), называют линейными.

Отделители и короткозамыкатели в совокупности с релейной защитой и электроавтоматикой предназначены для автоматического отключения поврежденного трансформатора в бестоковую паузу на подстанциях без выключателей.

Коммутационные аппараты напряжением до 1 кВ по существу выполняют те же функции, что и аппараты напряжением выше 1 кВ, но часто имеют другие названия. В таблице приведена аналогия между указанными аппаратами.

Таблица аналогий коммутационных аппаратов

Коммутационные аппараты

Напряжением выше 1 кВ

Напряжением до 1 кВ

Выключатель

Автоматический выключатель (автомат)

Выключатель нагрузки

Контактор, магнитный пускатель

Разъединитель

Рубильник

 

Следует отметить, что контактором называют аппарат, предназначенный для частых коммутаций токов нагрузки, а магнитным пускателем называют контактор, оснащенный встроенной в него защитой от перегрузки (тепловыми реле). Комбинация выключатель нагрузки — предохранитель выполняет две функции: защитную (при КЗ) — предохранитель и отключение токов нагрузки с обеспечением видимого разрыва в цепи — выключатель нагрузки.

Измерительные трансформаторы тока ТА и напряжения TV имеют два назначения. Во-первых, они предназначены для электрического (гальванического) разделения первичных (высоковольтных) цепей от вторичных, в которые включены различные приборы и реле. Второе предназначение заключается в уменьшении тока и напряжения до значений, которые могут быть измерены обычными амперметрами (с пределами измерения 5 А или 1 А) и вольтметрами (с пределом измерения 100 В).

Разрядники и ограничители перенапряжений (ОПН) FV предназначены для зашиты оборудования РУ от кратковременных (импульсных) перенапряжений.

Предохранители F предназначены для защиты оборудования от действия токов короткого замыкания, а в отдельных случаях — и от перегрузки.

Оборудование высокочастотной обработки линий предназначено для обеспечения высокочастотной связи (и защиты) по проводам линий. В состав высокочастотной обработки линий входят (рис. 2): высокочастотный заградитель L, конденсатор связи С и высокочастотный фильтр присоединения ФП.

Принцип действия указанной обработки поясняет рис. 2.

Высокочастотная обработка ВЛ

Рис. 2. Высокочастотная обработка ВЛ

По концам линии установлены заградители L1 и L2 и конденсаторы связи С1, С2. Ток частотой f f = 50 Гц проходит по линии W от источника G к приемнику Р, практически не ответвляясь в конденсаторы связи С1, С2. Эти конденсаторы имеют большое сопротивление для токов частоты f, и малое для токов с частотой f2. Информационные сигналы передаются через телефонные аппараты ТА1 иТА2 следующим образом. ОтТА1 модулированный аппаратурой высокочастотного уплотнения (ВЧА) сигнал высокой частоты f2, например, 150 кГц, поступает в линию W через разделительный трансформатор Т1 и конденсатор связи С1. Заградитель L1 представляет собой большое индуктивное сопротивление для тока частотой f2, поэтому информационный сигнал в источник G практически не поступает. Аналогичным образом, в конце линии ток частотой f 2 практически не проходит через заградитель L2. Указанный сигнал проходит в аппаратуру ВЧА через конденсатор связи С2 и трансформатор 12, демодулируется в ВЧА и поступает в телефонный аппарат ТА2.

В состав фильтров присоединения ФП1 и ФП2 входят высокочастотные разделительные трансформаторы Т1 и Т2 и газонаполненные разрядники FV1 и FV2.

Газонаполненные разрядники FV1, FV2 защищают оборудование высокочастотной связи (трансформаторы Т1, Т2, ВЧА и др.) от импульсных перенапряжений, поступающих из линии W. Такие перенапряжения возникают, например, при ударе молнии в линию, а также при коммутациях. В последнее время обнаружено, что достаточно опасные для вторичного оборудования импульсные перенапряжения возникают при коммутациях разъединителей.

На рис. 3 приведена принципиальная однолинейная схема простейшей однотрансформаторной подстанции, состоящей из силового трансформатора Т и двух РУ: высшего (РУ ВН) и низшего (РУ НН) напряжений.

Подстанция подключена на ответвлении от магистральной линии W. Присоединение трансформатора к линии осуществлено через разъединитель QS. Защита трансформатора Т осуществлена с помощью разрядника FV1 (от атмосферных перенапряжений) и предохранителей F2, F3 (от коротких замыканий и перегрузки). РУ НН выполнено со сборными шинами. Присоединение трансформатора Т к сборным шинам выполнено через рубильник S и предохранитель F3. На отходящих от сборных шин линиях напряжением 0,4 кВ установлены предохранители F4—F6, обеспечивающие защиту линий от КЗ и перегрузки.

Принципиальная схема однотрансформаторной подстанции (ТП)

Рис. 3. Принципиальная схема однотрансформаторной подстанции (ТП)

В более сложных схемах ТП на стороне ВН в цепи трансформатора Т могут быть установлены выключатели нагрузки QW с предохранителями (SH0M.ТР < 630 кВА) или силовые выключатели с защитами от КЗ и перегрузки (SH0M.TP > 630 кВА), а также ограничитель перенапряжений FV. На стороне НН вместо рубильника S может быть установлен автомат (или контактор и предохранитель) в ветви, соединяющей трансформатор со сборными шинами 0,4 кВ.

Сформулированные определения иллюстрируются условной принципиальной схемой электроснабжения города, представленной в однолинейном изображении (рисунок "Условная принципиальная схема электроснабжения города").

На рисунке "Условная принципиальная схема электроснабжения города" выделены электроснабжающая сеть, ГРС и сети напряжением до 1 кВ. В электроснабжающую сеть входят 2 подстанции ПС1 и ПС2 энергоснабжающей (сетевой) организации. На ПС1 установлены два трехобмоточных трансформатора 220—110/35/6 кВ, а на ПС2 — два двухобмоточных трансформатора. Центрами питания ГРС являются сборные шины напряжением 6— 10 кВ ПС1 и ПС2. Радиальные питающие кабельные линии WП1 и WП8 соединяют ЦП с шинами РП1—РП4. Распределительные линии связывают РП1—РП4 с ТП1—ТП5, причем ТП1 питается по радиальной линии WР1, а ТП2— Тп — по магистральным линиям. Следует отметить, что ТП2, ТПЗ питаются с помощью одной магистральной линии WР2, а ТП4, ТП5 — по двум магистральным линиям WР3, WР4. Трансформаторные подстанции ТП1—ТП5 — однотрансформаторные с предохранителями на сторонах высшего и низшего напряжений. Часто ТП выполняют двухтрансформаторными (на рисунке "Условная принципиальная схема электроснабжения города" с целью упрощения не показаны). Питание таких ТП обычно осуществляют с помощью двойных магистральных линий с двухсторонним питанием, так называемых двухлучевых схем.

Сети напряжением до 1 кВ получают питание от ТП и, как правило, представляют собой совокупности радиальных и магистральных линий. Защита линий этих сетей от коротких замыканий и перегрузки обычно осуществляется предохранителями. Часть сетей напряжением до 1 кВ включена в ГРС, а часть вместе с ТП может принадлежать потребителям, например, организациям ЖКХ.

Поделитесь ссылкой в социальных сетях