Гпп в энергетике что это

Виды трансформаторных подстанций: элементы, устройство, особенности

Подстанция – это комплекс отдельных устройств, в числе которых диоды, трансформаторы, выпрямители и прочие приборы. Задачи трансформаторной подстанции – прием электроэнергии, ее преобразование и передача на распределение среди клиентов. Они бывают открытого или закрытого типов.

Оглавление

Способы классификации

По методу конфигурации электрической сети подстанции бывают:

• Тупиковыми, запитываемыми по первой или второй радиально подключенным линиям;
• Ответвительными, подсоединяются к одной (двум), проходящим ЛЭП посредством ответвлений;
• Проходными, подключаемыми методом захода ЛЭП с двусторонним питанием;
• Узловыми, подключаемыми по принципу формирования узла посредством трех и более линий.

Подстанции различаются по назначению в системе электроснабжения:

• главные понизительные (ГПП);
• глубокого ввода (ПГВ);
• тяговые, используемые для питания электротранспорта;
• комплектные подстанции 10 (6)/0,4 кВ.

Как устроена подстанция

Трансформаторные подстанции способны наращивать или снижать напряжение, подаваемое на них. От силовых электромагнитных агрегатов, которые используются на подстанции, зависит то, какой она станет. Электростанции оснащаются подстанциями для наращивания напряжения и силы электроэнергии.

Генератор – это компонент подстанции, который отвечает за выработку напряжения. Понижающий трансформатор берет на себя задачи усилителя. Это нужно для того, чтобы получить возможность передачи электроэнергии. Традиционно электростанции размещаются на расстоянии от населенных пунктов, поэтому электроэнергия должна транлироваться на значительные расстояния.

Особенность линий электропередач состоит в том, что не удается избежать потерь. Иногда требуется нарастить напряжение силы тока. В некоторых случаях может потребоваться снижение энергии на входе. В этом случае используются подстанции, которые понижают напряжение.

Существует несколько типов трансформаторных подстанций по назначению:

• узловая распределительная (УРП);
• главная, понижающая либо повышающая (ГПП);
• для глубокого ввода (ПГВ);
• трансформаторный пункт.

УРП выступает в качестве главной. На нее подается электричество с централизованной системы, а она увеличивает показатель напряжение со 110 до 220 кВ. Узловые используются для распределения электричества с повышенным напряжением к позициям, где энергия будет потребляться.

Распределительная подстанция устанавливается не на основной территории объекта или предприятия, снабжаемого электроэнергией. В этом случае прибегают к услугам сторонней специализированной организации или службы на территории предприятия, занятой распределением энергии.

Подстанция глубокого ввода получает энергию от центрального распред.пункта предприятия или от районной энергосистемы. Подстанция необходима для того, чтобы подавать электричество в заданные зоны или несколько установок, которым требуется электроэнергия. Подстанции в этом случае размещаются на территории предприятия поблизости к объектам, нуждающимся в большом объеме электричества.

Трансформаторный пункт представляет собой отдельную подстанцию малых размеров. Она нужна для трансляции энергии напряжением 6, 10, 35 кВт. Понижающие трансформаторы минимизируют силу тока до уровня 380-400 В. КТП – комплексная трансформаторная подстанция – один из видов трансформаторных пунктов. Оснащается одним или парой трансформаторов. Подстанции могут иметь совокупность трансформаторов. Выбирается такое количество, которое обеспечивает надежность электроснабжения. КТП могут быть городскими, цеховыми.

Подстанция – это комплекс, состоящий из множества частей, обеспечивающих работу системы стабильно и без сбоев на протяжении длительного времени. Элементы условно разбиваются на системы:

• автоматического управления;
• противоаварийной и релейной защиты;
• учета электроэнергии;
• защиты от молний;
• заземления;
• вспомогательные.

При внутренней многоструктурной систематизации подстанции включают в свой состав совокупность базовых устройств, обеспечивающих полноценную работоспособность:

• Силовые трансформаторы преобразования, которые обладают заданной мощностью;
• Устройства распределения электроэнергии;
• Защитные устройства;
• Устройства автоматического управления;
• Вспомогательное оборудование.

При выборе трансформаторных подстанций возникает вопрос о стоимости и разнице между бюджетными и остальными вариантами. Основная разница в количественном составе, совокупности вводных устройств. Более дорогостоящие подстанции снабжаются защитой от молний, условий погоды.

Виды трансформаторных подстанций

По исполнению принято выделять различные виды комплексных трансформаторных подстанций:

• КТП для внутренней установки. Необходимы при электроснабжении общественных зданий, заводов, районных подстанций и электростанций. Устанавливаются как можно ближе к потребителям электроэнергии.
• Комплектная мачтовая трансформаторная подстанция для наружной установки. Конструкция открытого типа на специальной опоре. Используются для снабжения электроэнергией железнодорожных осветительных, сигнальных и блокирующих установок.
• Столбовая трансформаторная подстанция для внешней установки. Конструкция открытого типа, размещаемая на ЖБ стойке или опоре электропередач. Используется для электроснабжения переездов, пунктов остановки, разъездов на ЖД путях.
• Контейнерная для внешней установки. Используется для подачи электроэнергии на предприятия, сельхоз объекты, объекты ЖКХ, предприятия.
• Контейнерные с теплоизоляцией.

КТП можно классифицировать по принципу работы, составу подстанции. Например, тип трансформатора влияет на то, какие будут подстанции: сухие или масляные. По способу подсоединения к линии электропитания выделяют проходные, тупиковые и ответвительные.

УРП – узловая распределительная подстанция

УРП – это вид центральной подстанции, куда поставляется энергия от энергосистемы, работающей с напряжением от 110 до 220 кВ, после чего происходит ее распределение по подстанциям глубокого ввода при напряжениях в пределах 35-220 кВ. Чаще всего УРП передается в ведение организации, занятой электроснабжением, что приводит к тому, что такие подстанции устанавливаются вне предприятия или в непосредственной близости.

ГПП – главная понизительная подстанция

Напряжение на входе составляет 35-220 кВ, а питание транслируется непосредственно от районной энергосистемы, после чего происходит распределение электричества по объекту, но при существенном падении напряжения. ГПП – это один источник, если для питания используется одна двухцепная линия, или два источника, если для питания используется пара одноцепных линий. ТЭЦ можно принять за совокупность питающих источников, если при аварии или при выходе генератора из строя работа прочих секций не прекращается.

ПГВ – подстанция глубокого ввода

Подача напряжения на подстанцию реализовано в пределах 35-220 кВ. Для нее используются упрощенные коммутационные схемы на стороне начального напряжения, а питание поставляется непосредственно от системы или от главного распредпункта объекта. ПГВ необходима для подачи питания группе установок предприятия или какого-то объекта. Схема с глубинным вводом – это схема снабжения электричеством с подстанциями.

Комплектные трансформаторные подстанции

Современные трансформаторные пункты изготовлены из комплектных трансформаторных подстанций. Количество трансформаторов варьируется. Если питание нужно потребителям третьей категории, то обычно устанавливается один трансформатор. При концентрации большой мощности нагрузки в районе устанавливается пара трансформаторов.

Трансформаторные подстанции могут подсоединяться к питающим линиям различными способами, и подстанции по этому признаку принято подразделять на:

• Тупиковые;
• Проходные;
• Ответвительные.

На тупиковые для подачи питания используется отдельная линия. Проходные включаются в рассечку магистральной линии, когда есть вход и выход линии. Для сопряжения с ответвительными используются ответвления от линий, питающих электричеством.

Трансформаторные подстанции бывают комплектными или сборными. В составе комплектных есть совокупность комплектных узлов, выпускаемых непосредственно на заводах. Узлы потом доставляются на место монтажа, где собираются в комплекс. Блоки, узлы и присоединения закрепляются на месте, после чего подсоединяют к сетям электропитания. КТП распространены на производственных объектах. Обычно их устанавливаются снаружи и внутри зданий.

Любая трансформаторная подстанция состоит из тройки главных блоков:

• Распред.устройства низшего напряжения;
• Трансформатор;
• Распред.устройство высшего напряжения.

Прием электроэнергии обеспечивается распредустройствами высокого напряжения, подающих их на трансформаторы.

Трансформаторная подстанция – это один из базовых узлов системы электрификации крупного предприятия, поэтому к формированию схемы распределения электроэнергии требуется подходить особо тщательно. Подстанция устанавливается так, чтобы распределительная и трансформаторная подстанции заданных параметров располагались как можно ближе к центру обеспечения нагрузок.

По месту базирования на территории объекта подстанции делятся на типы:

• Отдельно стоящие на удалении от зданий;
• Пристроенные;
• Встроенные, размещенные в выделенных помещениях;
• Внутрицеховые.

При выборе того или иного типа подстанции упор делается на спектр решаемых задач.

Назначение и классификация электроподстанций

Назначение и классификация электроподстанций

Выделяют следующие виды электрических подстанций:

ТП — трансформаторная подстанция. Используется для преобразования электричества одного напряжения в электричество другого напряжения. Главное оборудование такой подстанции – это 2- и 3-обмоточные трансформаторы.

ПП – преобразовательная подстанция. Используется для преобразования электричества переменного тока в электричество постоянного тока. Для этого применяются специальные агрегаты – преобразователи, к примеру, выпрямительные установки.

ГПП — главная понизительная подстанция. Это основная подстанция предприятия, которая получает от районной энергетической системы электроэнергию с напряжением от 35 до 220 кВ и осуществляет ее распределение по подстанциям-потребителям или мощным электрическим приемникам с напряжением от 6 до 35 кВ.

ПГВ — подстанция глубокого ввода. Это подстанция, которая получает от районной энергетической системы электроэнергию с напряжением от 35 до 220 кВ. Ее отличительной особенностью является приближенность к мощным энергопотребителям предприятия.

ПП — потребительская подстанция. Это трансформаторная подстанция, которая получает электричество с напряжением от 6 до 20 кВ и распределяет его по потребителям с напряжением от 0,4 до 1 кВ. Если говорить о промышленных предприятиях, то к такому типу относятся цеховые подстанции.

РУ — распределительное устройство. Это открытая или закрытая электрическая установка, которая принимает и распределяет электроэнергию.

РП — распределительный пункт. Это распределительное устройство, которое принимает электричество от главной понизительной подстанции или районной подстанции с напряжением от 6 до 20 кВ и распределяет ее по мощным приемникам и потребительским подстанциям.

ЦРП — центральный распределительный пункт. Это распределительный пункт, который получает электричество от районной подстанции и распределяет ее по цеховым подстанциям.

Вышеперечисленные электроподстанции выполняют роль источников питания в энергетической системе предприятия.

Чтобы обеспечить их бесперебойную работу, а значит не допустить аварий и остановок производственного процесса, нужно регулярно проводить испытания трансформаторов и прочего силового оборудования.

Главные понижающие подстанции (ГПП) с глубоким вводом

Проектирование подстанций с высшим напряжением 35—330 кВ, к которым относятся главные понизительные подстанции, подстанции глубокого ввода, опорные и другие подстанции, осуществляется на основе технических условий, определяемых схемами развития энергосистемы (возможностями источников питания) и электрических сетей района, схемами внешнего электроснабжения предприятия, присоединением к подстанции энергосистемы или к ВЛ, схемами организации электроремонта, проектами системной автоматики и релейной защиты.

В качестве исходных данных необходимо знать район размещения подстанции и загрязненность атмосферы; значение и рост нагрузки по годам с указанием их распределения по напряжениям; значение питающего напряжения; уровни и пределы регулирования напряжения на шинах подстанции, необходимость наличия дополнительных регулирующих устройств; режимы заземления нейтралей трансформаторов; значение емкостных токов в сетях 10(6) кВ; расчетные значения токов короткого замыкания; требующуюся надежность и технологические особенности потребителей и отдельных электроприемников.

Выбор проекта подстанции

Проект подстанции, если особые условия не оговариваются инвестором, выполняется на расчетный период пять лет с момента предполагаемого срока ввода в эксплуатацию с учетом возможности ее развития на последующие пять лет. Площадка подстанции должна размешаться вблизи центра электрических нагрузок, автомобильных дорог (для трансформаторов 10 MB • А и выше), существующих инженерных сетей. Используются подъездные железнодорожные пути промышленных предприятий. Обеспечиваются удобные заходы воздушных или кабельных линий.

Число трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях, принимается, как правило, не более двух. Большее количество допускается на основе технико-экономических расчетов и в тех случаях, когда на подстанциях требуются два средних напряжения.

В общем случае в настоящее время в качестве распределительного напряжения на 4УР принимают 10 кВ (уменьшение сечений и потерь в сетях по сравнению с 6 кВ). Реконструкция или строительство крупного объекта в составе завода делает правильным переход в возможно большой степени на 10 кВ и даже 20 кВ. Во всех случаях рациональное напряжение следует принимать на основе технико-экономических расчетов.

Однако на практике можно руководствоваться следующими рекомендациями: если мощность 6 кВт составляет менее 10… 15 % от суммарной расчетной мощности предприятия, то за Upaix принимается напряжение 10 кВ, а ЭП 6 к В запитывают от понижающих трансформаторов напряжением 10/6 кВ; если число электроприемников напряжением 6 кВ единично (на объекте их менее четырех-шести), то применяют блочные схемы (понижающий трансформатор 10/6 кВ — электроприемник); если больше шести, то, как правило, сооружают РУ 6 кВ, которое запитывают от 5УР или трансформаторов 10/6 соответствующей мощности, устанавливаемых на объекте.

Если на предприятии для электрических сетей напряжением до 1 кВ принято напряжение 660 В, то обычно в таком случае предпочтительнее напряжение 10 кВ, так как электродвигатели средней мощности (до 600 кВт) могут быть запитаны на напряжении 660 В.

Если высоковольтная мощность 6 кВ в районе одной из подстанций 5УР составляет около половины, то для распределения электроэнергии можно применить одновременно напряжение 6 и 10 кВ. На ГПП в этом случае предусматривают установку понижающих трансформаторов с расщепленными обмотками на напряжение 6 и 10 кВ или трехобмоточных 110/10/6 кВ.

При наличии крупных сосредоточенных нагрузок; при необходимости выделения питания ударных, резко переменных и других специальных электрических нагрузок; для производств, цехов и предприятий с преимущественным количеством электро-приемников I категории и особой группы I категории возможно применение трех и более трансформаторов с соответствующим технико-экономическим обоснованием.

В первый период эксплуатации при постепенном росте нагрузки подстанций допускается установка одного трансформатора при условии обеспечения резервирования питания потребителей по сетям среднего и низшего напряжений.

Главные понижающие подстанции (ГПП) с глубоким вводом

При близости источника питания к объекту и потребляемой им мощности в пределах пропускной способности линий напряжением 6 и 10 кВ электроэнергия подводится к распределительной подстанции РП или к главной распределительной подстанции (ГРП). РП служат для приема и распределения электроэнергии без ее преобразования или трансформации. От РП электроэнергия подводится к ТП и к электроприемникам напряжением выше 1 кВ, т.е. в этом случае напряжения питающей и распределительной сети совпадают.

Если же объект потребляет значительную (более 40 MB·А) мощность, а источник питания удален, то прием электроэнергии производится на узловых распределительных подстанциях или на главных понижающих подстанциях.

Узловой распределительной подстанцией

(УРП) называется центральная подстанция объекта напряжением 35 … 220 кВ, получающая питание от энергосистемы и распределяющая ее по подстанциям глубоких вводов на территории объекта.
Главной понижающей подстанцией
(ГПП) называется подстанция, получающая питание непосредственно от районной энергосистемы и распределяющая энергию на более низком напряжении (6 или 10 кВ) по объекту.

Подстанцией глубокого ввода

(ПГВ) называется подстанция на напряжение 35…220 кВ, выполненная по упрощенным схемам коммутации на первичном напряжении, получающая питание непосредственно от энергосистемы или от УРП. ПГВ обычно предназначается для питания отдельного объекта (крупного цеха) или района предприятия.

Схемы подстанций без сборных шин на первичном напряжении 35…220 кВ (рис. 2.4, а, б),

основанные на блочном принципе, применяются при питании как непосредственно от районных сетей энергосистемы, так и от узловых подстанций. Установка выключателя на стороне высшего напряжения трансформатора считается нецелесообразной, так как отключить трансформатор (при необходимости вывода его в ремонт) можно выключателем на районной подстанции и разъединителем
Р\
трансформатора ГПП или ПГВ. Большинство трансформаторов после снятия с них нагрузки выключателем на вторичном напряжении можно отсоединять от напряжения разъединителем или отделителем без отключения выключателя на районной подстанции.

Наиболее рациональной и достаточно надежной считается схема с применением на высшей стороне подстанции короткозамыкателей (рис. 2.4, б, г). При повреждении внутри трансформатора действует релейная защита, которая замыкает цепь привода короткозамыкателя и ножи короткозамыкателя включаются. Создается короткое замыкание на линии, что приводит в действие защиту, установленную на питающем конце линии, и выключатель на районной подстанции отключает линию вместе с трансформатором.

В схеме, изображенной на рис. 2.4 г, на стороне высшего напряжения трансформаторов применена перемычка с отделителями. При повреждении одной линии и отключения ее выключателем на питающем конце и отсоединения разъединителем на стороне высшего напряжения трансформатора можно включить перемычку из отделителей. Таким образом, можно осуществить питание двух трансформаторов от одной линии.

При питании ГПП или ПГВ на отпайках от двухцепной магистральной линии напряжением 35…220 кВ также используются схемы с короткозамыкателями (рис. 2.5).

Рис. 2.4. Схемы подстанций без сборных шин на первичном напряжении 35…220кВ

Рис. 2.5. Схема электрических соединений подстанции на отпайках от магистральной линии напряжением

35… 220 кВ с двумя трансформаторами мощностью до 16 МВ·А

Внешнее электроснабжение

Под внешним электроснабжением понимают часть сети энергосистемы, обеспечивающую подачу электроэнергии на приемные подстанции предприятия от точки присоединения к энергосистеме.

Внутреннее электроснабжение

Передача электроэнергии от источника питания к электроприемникам осуществляется ступенями. Пункты приема и цеховые приемники связаны между собой распределительными сетями, работающими на разных ступенях напряжения. Число ступеней определяется в зависимости от удаленности источника питания и его напряжения, мощности и напряжения электроприемников, технических возможностей того или иного конструктивного исполнения сети и других факторов.

Под первой ступенью подразумевается сетевое звено между источником питания предприятия (УРП, ГПП, ТЭЦ) и ПГВ, если распределение производится на напряжениях НО — 220 кВ, или же между ГПП или ТЭЦ и РП или цеховыми ТП, если энергия распределяется на напряжениях 6—10 кВ.

Под второй ступенью распределения энергии подразумевается сетевое звено между РП или распределительным устройством вторичного напряжения ПГВ и цеховыми ТП или отдельными электроприемниками высокого напряжения: электродвигателями, электропечами, преобразовательными установками и т. п.

Сети первой и второй ступеней являются межцеховыми и относятся к распределительным сетям системы электроснабжения предприятия. Для большей части электроприемников энергия передается от цеховых ТП на низшей ступени напряжения (до 1000 В) по внутрицеховым сетям.

Межцеховые и внутрицеховые сети составляют внутреннюю систему электроснабжения предприятия.

Категории потребителей

В зависимости от выполняемых функций, возможностей обеспечения схемы питания от энергосистемы, величины и режимов потребления электроэнергии и мощности, особенностей правил пользования электроэнергией потребителей электроэнергии принято делить на следующие основные группы:

промышленные и приравненные к ним;

общественно-коммунальные (учреждения, организации, предприятия торговли и общественного питания и др.).

К промышленным потребителям приравнены следующие предприятия: строительные, транспорта, шахты, рудники, карьеры, нефтяные, газовые и другие промыслы, связи, коммунального хозяйства и бытового обслуживания.

Промышленные потребители являются наиболее энергоемкой группой потребителей электрической энергии.

Каждая из групп потребителей имеет определенный режим работы. Так, например, электрическая нагрузка от коммунально-бытовых потребителей с преимущественно осветительной нагрузкой отличается большой неравномерностью в различное время суток. Днем нагрузка небольшая, к вечеру она возрастает до максимума, ночью она резко падает и к утру вновь возрастает. Электрическая нагрузка промышленных предприятий более равномерна в течение дня и зависит от вида производства, режима рабочего дня и числа смен.

Выбор мощности трансформаторов

Мощность трансформаторов выбирается такой, чтобы при отключении наиболее мощного из них оставшиеся в работе трансформаторы обеспечивали питание нагрузки во время ремонта или замены этого трансформатора с учетом допустимой перегрузки оставшихся в работе трансформаторов и резерва по сетям среднего и низкого напряжений. При установке двух трансформаторов и отсутствии резервирования по сетям среднего и низшего напряжений мощность каждого из них выбирается с учетом загрузки трансформатора не более 70 % от суммарной максимальной нагрузки подстанции на расчетный период. При росте нагрузки сверх расчетного уровня увеличение мощности подстанции производится, как правило, путем замены трансформаторов более мощными (следующего габаритного размера, поэтому фундамент выполняется сразу на следующий габаритный размер).

Трансформаторы должны быть оборудованы устройством регулирования напряжения под нагрузкой. При отсутствии трансформаторов с устройством регулирования напряжения под нагрузкой допускается использование регулировочных трансформаторов.

Отделители на стороне высшего напряжения могут применяться как с коротко-замыкателями, так и с передачей отключающего сигнала. Применение передачи отключающего сигнала должно быть обосновано (удаленностью от питающей подстанции, мощностью трансформатора, ответственностью линии, характером потребителя). При передаче отключающего импульса по высокочастотным каналам (кабелям связи) необходимо выполнять резервирование по другому высокочастотному каналу (кабелю связи) или с помощью коротко замыкателя.

Распределительные устройства 6—10 кВ выполняются на двухтрансформаторных подстанциях, как правило, с одной секционированной или двумя одиночными секционированными выключателем системами сборных шин с не реактированными отходящими линиями; РУ на однотрансформаторных подстанциях выполняются, как правило, с одной секцией. На стороне 6—10 кВ должна предусматриваться раздельная работа трансформаторов.

Что такое гпп в электроэнергетике

В зависимости от того, насколько велико удаление потребителя от источника питания, а также в зависимости от количества потребляемой мощности, в системах электрификации применяются подстанции следующих четырех основных видов:

· Узловая распределительная подстанция;

· Главная понизительная подстанция;

· Подстанция глубокого ввода;

Главная понизительная подстанция, сокращенно ГПП, — это подстанция рассчитанная на входное напряжение от 35 до 220 кВ, которая получает питание напрямую от районной энергетической системы, и распределяет электрическую энергию по предприятию, но уже при сильно пониженном напряжении.

ГПП считается одним источником, если питается по одной двухцепной линии, и двумя источниками, если питается по двум одноцепным линиям ( на разных опорах) или по двум кабельным линиям, проложенным по разным трассам. ТЭЦ можно принять за несколько источников питания, если при выходе из строя генератора или при аварии на секции остальные секции ( генераторы) продолжают работать.

Главные понизительные подстанции, питающие крупные промышленные предприятия, включают в себя распределительные устройства на напряжение 35. 220 и 6 (10) кВ, главные трансформаторы на напряжение 35. 220/6 (10) кВ, трансформаторы собственных нужд на напряжение 6 (10)/0,4 кВ, конденсаторные батареи напряжением 6 (10) кВ, шиты управления электроснабжением, мастерские и т.д. На Г ПП, как правило, устанавливают два одинаковых трансформатора на 35. 220/6 (10) кВ. Необходимость двух трансформаторов обусловлена тем, что на современных промышленных предприятиях преобладают нагрузки второй категории и обычно имеются нагрузки первой категории, для питания которых необходимо иметь два независимых источника. Установка более двух трансформаторов неэкономична и применяется в основном лишь при расширении предприятия. Главные понизительные подстанции размещают вблизи центра нагрузки. При установке на ГПП двух трансформаторов, питаемых от разных линий электропередачи, создается возможность применения надежных и высокоэкономичных упрощенных схем: блока линия 35. 220 кВ — трансформатор ГПП и блока линия на 35. 220 кВ — трансформатор ГПП — токопровод на 6 (10) кВ. Эти схемы не содержат сборных шин и выключателей на стороне первичного напряжения ГПП, а на стороне вторичного напряжения 6 (10) кВ обычно имеют одиночную секционированную систему шин или токопроводы от каждого трансформатора. Одно- трансформаторные ГПП можно применять при наличии возможности обеспечить резервное питание нагрузок первой и второй категорий по сети напряжением 6 (10) кВ от соседних подстанций или ТЭЦ.

Подстанция глубокого ввода, сокращенно ПГВ, — это подстанция, на которую подается напряжение от 35 до 220 кВ, обычно она выполнена с применением упрощенных схем коммутации на стороне первичного напряжения, и получает питание или от энергетической системы напрямую, или от центрального распределительного пункта на самом предприятии.

Ограничение токов КЗ на подстанции

При необходимости ограничения токов на стороне 6—10 кВ могут предусматриваться следующие мероприятия:

1. применение трех-обмоточных трансформаторов с максимальным сопротивлением между обмотками высшего и низшего напряжений и двух-обмоточных трансформаторов с повышенным сопротивлением;
2. применение трансформаторов с расщепленными обмотками 6—10 кВ;
3. применение токо-ограничивающих реакторов в цепях вводов от трансформаторов.

Степень ограничения токов распределительных устройств 6 —10 кВ определяется с учетом применения наиболее легкой аппаратуры, кабелей и проводников и допустимых колебаний напряжения при резко переменных толчковых нагрузках.

При необходимости компенсации емкостных токов в сетях 35, 10, 6 кВ на подстанциях должны устанавливаться заземляющие реакторы. При напряжении 6—10 кВ заземляющие реакторы подключаются к сборным шинам через выключатели и отдельные трансформаторы.

Выбор выключателей в РУ

В закрытых распределительных устройствах всех напряжений должны устанавливаться воздушные, мало объемные масляные, элегазовые выключатели или (предпочтительнее) вакуумные. Можно ориентироваться на выключатели, выпускаемые на номинальные токи 400, 630, 1 000 А и номинальный ток отключения 10; 12,5; 20 кА. Распространены в КРУ внутренней и наружной установки выключатели маломасляные подвесного исполнения полюсов с электромагнитным приводом (ВМПЭ) на номинальные токи 630, 1000, 1600, 3150 А и током отключения 20 и 31,5 кА.

В сборных камерах закрытых распределительных устройств (ячейках КСО272 и КРУН) устанавливаются выключатели мало масляные подвесные (ВМП) на 630 и 1 000 А при номинальном токе отключения 20 кА. Для коммутации в цепях генераторов 10 кВ применяются выключатели на номинальный ток 2 000, 3150, 4 000, 5 000 А; ток отключения при работе без автоматического повторного включения (АПВ) — 45 и 63 кА с амплитудным значением предельного сквозного тока 120 и 170 кА.

При выборе аппаратови ошиновки по номинальному току оборудования (синхронные компенсаторы, реакторы, трансформаторы) необходимо учитывать нормальные эксплуатационные, после аварийные и ремонтные режимы, а также перегрузочную способность оборудования.

Аппаратура и ошиновка в цепи трансформатора должны выбираться, как правило, с учетом установки в перспективе трансформаторов следующего габаритного размера.

10. Главная понизительная подстанция

В основу выбора схемных решений подстанции положены сле­дующие принципы:

• простейшие схемы с минимальным числом выключателей;

• одна система сборных шин с разделением на секции;

• раздельная работа линий и трансформаторов;

Структурно ГПП состоит из трех частей (рис. 3.1): распредели­тельное устройство высшего напряжения (РУ ВН), трансформаторы, распределительное устройство низшего напряжения (РУ НН). Если на ГПП есть РУ среднего напряжения, то структура состоит из следую­щих элементов: РУ ВН, трансформаторов, РУ СН и РУ НН.

Основной принцип выполнения РУ ВН — упрощение схемы и кон­струкции с целью удешевления, поэтому оно выполняется без сборных шин. Среди схем выполнения можно выделить три основных вида: глухое подключение линии электропередачи к трансформатору, схема

на блоках отделитель-короткозамыкатель, схема с выключателями.

Глухое подключение линии к транс­форматору применяется при выполнении питающей сети 35-220 кВ кабельными линиями по радиальной схеме. Для обеспечения защиты трансформаторов используется передача отключающего импульса (ОИ) на подстанцию ЭЭС,

где линия электропередачи присоединяет­ся к сборным шинам с помощью защитно-коммутационного аппарата. Эта схема от­личается повышенной надежностью вслед­ствие отсутствия дополнительных элемен­тов в последовательной цепочке передачи электроэнергии (отсутствие электрических аппаратов в РУ ВН).

Схема на блоках отделителъ-коротко-замыкателъ является самой распростра­ненной. Существует несколько разновид­ностей этих схем, одна из которых приведена на рис. 3.3. В ней при повреж­дении в одном из трансформаторов защита включает соответствующий короткозамыкатель (QK), который в сетях 35 кВ выполняется двухпо­люсным, так как эти сети работают с изолированной нейтралью, а в сетях 110 или 220 кВ — однополюсным, поскольку эти сети работают с глухозаземленной нейтралью

Включение короткозамыкателя вызывает искусственное короткое замыкание в питающей электрической сети, которое отключается защитой, установленной на головном участке линии. Головной выклю­чатель линии обеспечивает, таким образом, отключение повреждений

не только в линии, но и во всех присоединенных к ней по данной схеме трансформаторах. Во время бестоковой паузы в цикле автоматическо­го повторного включения (АПВ), которым оснащен головной выклю­чатель, отключается отделитель (QR), отделяя поврежденный транс­форматор от линии. По окончании бестоковой паузы АПВ напряжение на линии восстанавливается, обеспечивая тем самым электроснабже­ние остальных потребителей, подключенных к данной линии.

Перемычка между вводами РУ ВН, содержащая отделитель и разъ­единитель, служит для повышения надежности схемы. Так при плано­вом или аварийном ремонте одной из питающих линий соответствую­щий трансформатор получает питание через перемычку. Отделитель в перемычке подключается к его защите, и работа схемы в этом случае аналогична рассмотренной выше.

Недостатками данной схемы являются невысокая надежность сра­батывания короткозамыкателей и отделителей в климатических зонах с интенсивным гололедообразованием и реализация искусственного короткого замыкания.

Схема с высоковольтными выключателями имеет более высокую надежность, но и более высокую стоимость.

Если перемычка в РУ ВН выполнена только на разъединителях, то она называется неавтоматической, а если в ее составе имеется аппарат, реализующий защитно-коммутационную функцию, то такая перемыч­ка называется автоматической. Рассмотренные выше схемы распре­делительных устройств высокого напря­жения подстанции являются схемами главных соединений, т.е. соединений таких электротехнических устройств, по которым реализуется поток электри­ческой энергии в направлении от генера­торов к электроприемникам. Такими электротехническими устройствами яв­ляются: линии электропередачи; транс­форматоры; электрические аппараты; сборные шины. Кроме элементов схемы главных соединений распределительного напряжений (разрядники), получения информации о параметрах режи­ма работы (трансформаторы тока и напряжения), обеспечения безо­пасности при проведении работ в РУ (заземляющие разъединители), реализации передачи информации и т.п.

Вторая структурная часть ГПП — трансформаторы. Это масляные двухобмоточные, трехобмоточные или с расщепленной вторичной об­моткой трансформаторы, оснащенные устройством регулирования на­пряжения под нагрузкой (РПН). Трехобмоточные трансформаторы применяются при необходимости иметь в СЭС две ВВРС, например 10 и 6 кВ или 35 и 10 кВ. Расщепление вторичной обмотки трансформа­торов используется для уменьшения уровня токов коротких замыка­ний, т.е. для удешевления электрооборудования РУ НН. Напряжение используемых трансформаторов ГПП 35-220/10(6) кВ, а ряд номи­нальных мощностей включает следующие значения: 4,0; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 80 МВА.

Обычно трансформаторы ГПП, как и электрооборудование распре­делительного устройства высокого напряжения, устанавливаются на открытом воздухе в открытом распределительном устройстве (ОРУ). Исключение составляют лишь такие ситуации, когда этого не позволя­ет среда (сильная запыленность, опасные по коррозии выбросы и дру­гое), что значительно удорожает установку электрооборудования. При компоновке подстанции необходимо также учитывать направление подходящих линий электропередачи, расположение подъездных дорог, рельеф и геологию местности и т.д.

Трансформаторы на территории ОРУ, как правило, устанавливают­ся на специальных фундаментах на колесах и рельсах, что позволяет выкатывать их с места установки при проведении ремонтных работ. В конструкции фундамента имеется специальный приямок с пламяга-сительной решеткой на случай аварийного выброса горящего масла из трансформатора. Приямок соединяется трубой с маслосборным баком, расположенным на территории ГПП. Пример выполнения ГПП приве­ден на рис. 3.5-3.6.

Третья структурная часть ГПП — РУ НН, которое имеет большое количество возможных вариантов реализации. На территории городов и промышленных предприятий оно выполняется в виде закрытых рас­пределительных устройств (ЗРУ), размещаемых либо в специальном здании, либо в производственном помещении. В сельской местности можно использовать комплектные РУ наружной установки типа КРУН.

Кроме указанных выше трех основных структурных частей на ГПП могут быть и другие элементы:

• устройства компенсации емкостных токов замыкания на землю;

• устройства систем высокочастотной связи по проводам ЛЭП;

• вспомогательные механизмы и сооружения, необходимые для проведения ремонтных работ, и др.