Застосування обхідної системи шин
Схеми РУ з однією або двома системами шин всіх модифікацій мають загальний суттєвий недолік, що полягає в тому, що ремонт вимикачів або роз'єднувачів приєднань неминуче пов'язаний із перервою роботи споживачів. При напругах 110 кВ та вище тривалість ремонту вимикачів, особливо повітряних, настільки велика, що відключення приєднань часто стає неприпустимим. Виключити зазначений недолік дозволяє застосування обхідної системи шин. Нижче розглянуто приклади використання обхідних шин та способи їх підключення.
Схема РУ з однією робочою та обхідною системами шин.Найпростіший варіант такої схеми виходить при додаванні обхідної системи до робочої не-секційованої системи шин (рис. 1.12). Схема включає такі елементи: робочу систему шин А1, обхідну систему шин АТ, обхідний вимикач QO, вимикачі приєднань Ql Q2. роз'єднувачі QS1, QS2.
Будь-яке приєднання, наприклад W1, підключається до робочої системи шин А1 через лінійний роз'єднувач QS2, вимикач Q1, шинний роз'єднувач QS1, а до обхідної системи шин через обхідний роз'єднувач QSO1. У нормальному режимі робоча система шин перебуває під напругою. Вимикачі приєднань, лінійні та шинні роз'єднувачі включені. Обхідний вимикач QO та обхідні роз'єднувачі QSO1 відключені, обхідні роз'єднувачі, позначені на схемі QSO, включені. Обхідна система шин без напруги. На час ремонту або ревізії будь-якого лінійного вимикача його можна замінити обхідним вимикачем QO. Наприклад, при заміні вимикача Q1 треба зробити такі операції:
увімкнути обхідний вимикач QO для перевірки справності обхідної системи шин;
вимкнути вимикач Q1;
відключити роз'єднувачі QS1 та QS2.
Достої схеми:роз'єднувачі у всіх ланцюгах призначені тільки для забезпечення безпеки виконання ремонтних робіт, що відповідає їх головному призначенню; можливість ревізії та випробування вимикачів без перерви роботи; Простота схеми визначає невелику вартість виконання РУ.
Недоліки схеми:при КЗ на лінії повинен відключитися відповідний вимикач, а всі інші приєднання повинні залишитися в роботі. Однак при відмові цього вимикача вимикаються вимикачі джерел живлення.
Коротке замикання на робочій системі шин або шинних роз'єднувачах також викликає автоматичне відключення всіх джерел живлення. В обох випадках припиняється електропостачання всіх споживачів на час, необхідний усунення пошкодження.
Зазначені недоліки усуваються шляхом поділу робочої системи шин на секції та рівномірним розподілом джерел живлення та ліній, що відходять між секціями. У таких схемах РУ в ланцюзі кожної секції передбачається окремий обхідний вимикач або з метою економії для обох секцій використовують один обхідний вимикач (рис. 1.13).
Ця схема складається з наступних елементів:
робочої системи шин А, секційованої секційним вимикачем QB на дві секції 1ВА та 2ВА;
обхідної системи шин АТ;
вимикачів приєднань Q1, Q2. ;
- обхідного вимикача QO;
Обхідний вимикач QO може бути приєднаний до будь-якої секції за допомогою розвилки двох роз'єднувачів QS3 і QS4. Наприклад, при увімкненому роз'єднувачі QS3 і при відключеному QS4 обхідний вимикач буде підключений до секції 1ВА.
Режими роботи секційного вимикача QB залежать від типу електроустановки (електростанція або підстанція), для якої призначена данаСхема РУ. Тут слід зазначити, що одночасне включення роз'єднувачів QS3 і QS4 неприпустимо, оскільки інакше секційний вимикач QB буде шунтирован.
У цій схемі обхідний вимикач QO також може замінити вимикач будь-якого приєднання, наприклад Q1, для чого слід зробити наступні операції:
відключити роз'єднувач QS4 (якщо він був увімкнений);
увімкнути роз'єднувач QS3 (якщо він був вимкнений);
короткочасно включити обхідний вимикач QO для перевірки справності обхідної системи шин;
включити QSO1 та включити QO;
вимкнути вимикач Q1;
відключити роз'єднувачі QS1 та QS2.
Після зазначених операцій лінія W1 отримуватиме живлення через обхідну систему шин та вимикач QO від першої секції 1ВА (рис. 1.14).
Іноді функції обхідного та секційного вимикачів поєднують (рис. 1.15). Тут обхідний вимикач QO приєднується до робочих секцій через перемичку двох роз'єднувачів QS1 і QS2. У нормальному режимі ця перемичка увімкнена, обхідний вимикач приєднаний до секції 2ВА і також увімкнений. Таким чином, секції 1ВА і 2ВА з'єднані між собою через QS4, QO, QSO, QS2, QS1 і обхідний вимикач виконує функції секційного вимикача. При заміні будь-якого лінійного вимикача обхідним необхідно відключити QO, відключити роз'єднувач перемички QS2, а потім використовувати QO за його призначенням. При цьому весь час ремонту лінійного вимикача паралельна робота секцій порушується.
Мал. 1.14 Мал. 1.15
Достоїнства схеми:при КЗ на збірних шинах або при відмові лінійних вимикачів при КЗ на лінії втрачається лише 50 % всіх приєднань; можливість ревізій та випробування вимикачів без перерви роботи; відносна простота схемита низька вартість РУ.
Недолік схемиполягає в тому, що при ремонті робочої системи шин необхідно відключити всі джерела живлення та лінії, що відходять.
Схема (рис. 1.15) може використовуватися для підстанцій (110 кВ) при числі приєднань до шести включно, коли порушення паралельної роботи лінії допустиме та відсутня перспектива подальшого розвитку.
При більшій кількості приєднань (більше 7) рекомендується схема з окремим обхідним та секційним вимикачами. Це дозволяє зберегти паралельну роботу ліній під час ремонту вимикачів.
Розглянуті схеми можна застосовувати при парних лініях або лініях, що резервуються з інших підстанцій, а також радіальних, але не більше однієї на секцію.
На електростанціях можливе застосування схеми з однією секційованою системою шин, але з окремими вимикачами обхідними на кожну секцію.
Як уже зазначалося, у схемах з однією робочою та обхідною системами шин за необхідності ремонту робочої системи шин потрібно відключення всіх приєднань на час ремонту, через що порушується електропостачання споживачів. Застосування схеми з двома робочими та обхідними системами шин усуває цей недолік.
Схема РУ з двома робочими та обхідними системами шин(рис.1.16) включає робочі системи шин А1 і А2, обхідну систему шин АТ, вимикачі приєднань Ql, Q2. обхідний вимикач QO, шиноз'єднувальний вимикач QA, роз'єднувачі QS1, QS2,... Кожне приєднання, наприклад W1, підключається до робочих систем шин через розвилку з двох шинних роз'єднувачів QS1 і QS2, що дозволяє здійснювати роботу як на одній, так і іншій системі шин. Як правило, обидві системи шин перебувають у роботі при відповідному фіксованому (рівномірному) розподілі всіхприєднань, наприклад, приєднання з непарними номерами підключені до першої робочої системи шин А1, приєднання з парними номерами підключені до другої робочої системи шин А2. У нормальному режимі шиноз'єднувальний вимикач QA включений, обхідний вимикач QO вимкнений і обхідна система шин без напруги. Обхідні роз'єднувачі QSO вимкнено; роз'єднувач обхідного вимикача QO увімкнений. Такий розподіл приєднань збільшує надійність системи, так як при КЗ на шинах відключається шиноз'єднувальний вимикач QA і лише половина приєднань втрачає живлення. Якщо пошкодження на шинах стійке, то приєднання, що відключилися, переводять на справну систему шин.
Достоїнства схеми з двома робочими та обхідними системами шин:є умови для ревізій та випробувань вимикачів без перерви роботи; існує можливість перегрупування приєднань між системами шин, що буває необхідним при зміні схеми мережі, режиму роботи системи та ін; можливість проведення ремонту будь-якої системи шин, зберігаючи у роботі все приєднання.
Недоліки цієї схеми,відмова одного вимикача при аварії призводить до відключення всіх джерел живлення та ліній, приєднаних до даної системи шин, а якщо в роботі знаходиться одна система шин, відключаються всі приєднання; пошкодження шиноз'єднувального вимикача рівноцінно КЗ на обох системах шин, тобто призводить до відключення всіх приєднань; велика кількість операцій роз'єднувачами під час виведення в ревізію та ремонт вимикачів ускладнює експлуатацію РУ.
Деякого збільшення гнучкості та надійності схеми можна досягти секціонування однієї або обох систем шин (рис. 1.17). Обидві робочі системи шин перебувають у роботі при фіксованому розподіліприєднань між секціями. Шиносполучні вимикачі QA1 і QA2 включені. Обхідні вимикачі QO1 та QO2 відключені. Обхідна система шин без напруги. Стан секційних вимикачів QB1 і QB2 визначається типом електроустановки, в якій застосовується схема РУ.
Мал. 1.17. Схема з двома секційованими робітниками
та обхідною системами шин
У цій схемі РУ при пошкодженні на шинах або при КЗ в лінії та відмові лінійного вимикача втрачається лише 25% приєднань (на час перемикань), при пошкодженні в шиноз'єднувальному вимикачі втрачається 50% приєднань. Якщо збірні шини секціоновані, то для зменшення капітальних витрат можливе застосування схеми, де поєднані шиноз'єднувальні та обхідні вимикачі. У нормальному режимі роз'єднувач QS2 вимкнений, роз'єднувачі QS1, QSO, QS3 включені, обхідний вимикач виконує роль шиноз'єднувального. При необхідності ремонту вимикача будь-якого приєднання, наприклад W1, відключають вимикач QOA1 і QS3 роз'єднувач і використовують вимикач за його прямим призначенням. У схемах з великою кількістю ліній кількість таких перемикань значно, що призводить до ускладнення експлуатації, тому є тенденція до відмови від суміщення шиноз'єднувального та обхідного вимикачів. РУ, виконані за схемою з двома робочими та обхідними системами шин, застосовуються на електростанціях та підстанціях при напрузі 110-220 кВ. На станціях при числі приєднань 12-14 секціонується одна система шин, при більшій кількості приєднань - обидві системи шин. На підстанціях секціонується одна система шин при напрузі 220 кВ та числі приєднань 12-15 або при встановленні трансформаторів потужністю 125 МВА і більше; при напругах 110-220 кВ обидві системи секціонуються при числіприєднань більше 15. При напругах 330 кВ і вище застосування схем з двома робочими та обхідними системами шин недоцільно, так як роз'єднувачі в таких схемах використовуються як оперативні апарати. Велика кількість операцій роз'єднувачами та складне блокування між вимикачами та роз'єднувачами призводять до можливості помилкового відключення струму навантаження роз'єднувачами. Крім цього, необхідність встановлення шиноз'єднувального, обхідного вимикачів та великої кількості роз'єднувачів збільшує витрати на спорудження РУ.