Schémy napájania pre používateľov druhej kategórie
Na zabezpečenie spoľahlivého zásobovania odberateľov energie II. kategórie musí mať sieťová schéma záložné prvky, ktoré sú uvedené do prevádzky (po poruche hlavných prvkov) obslužným personálom. V tomto prípade môže dochádzať k priamej redukcii vedení 6-20 kV, transformátorov a vedení 0,4 kV, ako aj k vzájomnej redukcii jednotlivých prvkov siete (transformátorov cez sieť 0,4 kV, nadbytočných vedení 6-50 kV a transformátorov cez 0,4 kV).
Preto základný princíp výstavby distribučnej siete pre napájanie prijímačov kategórie II pozostáva z kombinácie 6-20 kV slučkových vedení zabezpečujúcich obojsmerné napájanie každej trafostanice a 0,4 kV slučkových vedení pripojených k jednej alebo rôznym trafostaniciam. elektrické rozvodne. Je tiež povolené používať automatizované schémy (viaclúčové, dvojlúčové), ak ich použitie zvyšuje znížené náklady na mestskú elektrickú sieť najviac o 5%.
Typické schémy napájania pre priemyselné zariadenia
Obvod znázornený na obr.1, poskytuje možnosť obojsmerného napájania trafostanice sieťou s napätím 6-20 kV a priechodkami 0,4 kV, napojenou na vrstevnice s napätím 0,4 kV a je určená na napájanie prijímačov. kategórie II a III.
Obrázok 1. Schéma napájania pre spotrebiteľov kategórie II (sieťová schéma 6-20 kV a 0,4 kV)
Výkon trafostaníc sa volí s rezervou v prípade napájania spotrebičov pripojených na slučkové vedenia 0,4 kV vychádzajúce z jednej trafostanice, t.j. výkon transformátora musí byť dostatočný na zabezpečenie obmedzeného obmedzenia dodávky spotrebiteľov.
Sieť 0,4 kV môže pracovať v uzavretom režime, a preto sa zistí, že transformátory transformovne pracujú paralelne cez sieť 0,4 kV. V tomto prípade musí byť napájanie transformátorovej stanice cez vedenia 6-20 kV vykonávané z jedného zdroja a v obvode transformátora 0,4 kV sú inštalované automatické zariadenia na spätné napájanie.
Na obr. 1 okruhové rozvody s napätím 0,4 kV výkonové prijímače kategórie II (a1, a2, b1, b2, l1, l2). Prijímače kategórie III (c1, d1) sú napájané z neredundantných radiálnych vedení alebo ich samostatných vstupov.
Pre napájanie užívateľa kategórie II má c2 dva vstupy z TP2 a pre užívateľov a1 a a2 - vedenie z jedného zdroja (TP1). Takáto schéma napájania je prípustná, ak v mestskej sieti existuje centralizovaná rezerva transformátorov a možnosť výmeny poškodeného transformátora do 24 hodín.
Napájanie spotrebiteľov b1, b2 a l1, l2 sa vykonáva slučkovými vedeniami s napätím 0,4 kV spájajúcimi TP1 a TP2, ako aj TP2 a TP3.
Vrstevnice s napätím 0,4 kV obsahujú špeciálne rozvodné zariadenie, takzvaný prípojný bod (P1, P2), ktorého konštrukcia počíta s možnosťou inštalácie poistiek na na to vhodných vedeniach.
V normálnom režime je distribučná sieť s napätím 0,4 kV v mieste pripojenia otvorená a každá trafostanica zásobuje vlastnú oblasť siete. Za týchto podmienok sa vyberajú prierezy vodičov z vedení s napätím 6 — 20 kV a 0,4 kV a výkon transformátorov.
Vybrané parametre sa ďalej kontrolujú za podmienok vyplývajúcich z narušenia normálneho režimu. Takže prierez vedení s napätím 6-20 kV musí zabezpečiť priechod celého výkonu trafostaníc pripojených na slučkové vedenie.Obdobným spôsobom sa volí prierez vedení 0,4 kV, t.j. prierez vodičov musí zabezpečiť prechod všetkého výkonu pripojeného k vrstevnici s napätím 0,4 kV (v našom príklade ide o výkony spotrebiteľov a1 a a2, resp. l1 a l2, resp. b1 a b2 ). Prierez vstupov do užívateľa c2 je braný podľa napájacích podmienok pre tohto užívateľa, v prípade núdze jeden vstup po druhom, druhý je odpojený.
Výkon transformátorov v trafostanici sa volí s prihliadnutím na alternatívny výstup susedných transformátorov z prevádzky a prebytok výkonu pre spotrebiteľov napájaných len vedeniami 0,4 kV. Takže v prípade poruchy transformátora TP2 by mala byť záťaž spotrebiteľa b2 napájaná z TP1 po inštalácii poistky F11 a záťaž spotrebiteľa l1 — z TP3 po inštalácii poistky F17.V prípade poruchy transformátora TP3 je záťaž spotrebiča l2 napájaná z TP2 a záťaž d1 je odpojená na dobu opravy alebo výmeny poškodeného transformátora TP3.
Výkon transformátora TP1 sa teda musí určiť s prihliadnutím na potrebu napájania spotrebiča b2 a výkon transformátora TPZ — s prihliadnutím na potrebu napájania spotrebiča l1.
Výkon transformátora TP2 je potrebné určiť s prihliadnutím na potrebu napájania najväčšieho výkonového zaťaženia spotrebičov b1 a l2 (pozri obr. 1). Rezervný výkon transformátora je daný konfiguráciou napäťovej siete 0,4 kV a v zásade je možné do trafostanice inštalovať transformátory s takým výkonom, ktorý by postačoval na uspokojenie potrieb všetkých užívateľov odpojeného transformátora. rozvodne. V tomto prípade však náklady na vybudovanie siete prudko stúpnu.
Ak je v mieste pripojenia P1 inštalovaná poistka, tak dôjde k uzavretiu slučkového vedenia 0,4 kV a vzájomnému prepojeniu transformátorových transformátorov (ak spĺňajú podmienku pre paralelnú prevádzku) paralelnou prevádzkou cez sieť 0,4 kV. V tomto prípade sa sieť nazýva polouzavretá. V takejto sieti je úroveň energetických strát minimálna, zlepšuje sa kvalita energie dodávanej užívateľovi a zvyšuje sa spoľahlivosť siete.
Ako je možné vidieť na obr. 1 sú pre paralelnú prevádzku zahrnuté transformátory pripojené len na jedno vedenie s napätím 6-20 kV.Transformátory môžu byť tiež pripojené k paralelnej prevádzke, ktorej napájanie zabezpečujú rôzne rozvody 6-20 kV pochádzajúce len z jedného zdroja, aby sa predišlo napájaniu miesta skratu v sieti 6-20 kV napätím 0,4 kV z jedného zdroja. paralelne pracujúci transformátor v obvodoch transformátorov 0,33 kV, musia byť inštalované automatické reverzné výkonové zariadenia.
Keď sieť s napätím 0,4 kV pracuje v uzavretom režime, na miestach pripojenia sú inštalované poistky s menovitým prúdom o dva až tri stupne menším ako na hlavných úsekoch vedenia 0,4 kV a transformátorovej rozvodne.
Pri poškodení úseku vedenia slučky 0,4 kV, napríklad v bode K1 (pozri obr. 1), dôjde k prepáleniu poistky P1 a poistky hlavy tohto vedenia v TP1. Zároveň používateľ naďalej dostáva energiu z TP2. Lokalizáciu a určenie povahy poruchy, ako aj potrebné spínanie v sieti, vykonáva servisný personál.
Ryža. 2. Slučkový obvod siete s napätím 6 — 20 kV a 0,4 kV
Pri absencii poistky P1 v uzavretej sieti s napätím 0,4 kV a poruche v bode K1 by sa poistky hlavných úsekov slučkového vedenia v TP1 a TP2 mali prepáliť, v dôsledku čoho by sa spotrebiteľom dodávala elektrina. je prerušená.
V diagrame znázornenom na obr. 1 je strata každého prvku siete spojená s výpadkom napájania jednotlivých užívateľov. V prípade poruchy napríklad v zhlaví vedenia s napätím 6-20 kV z CPU1 je toto vedenie spolu s TP1 a TP2 vypnuté reléovou ochranou na strane CPU1.Súčasne dôjde k prepáleniu poistky P1. V dôsledku toho sa preruší napájanie spotrebičov napájaných TP1 a TP2.
Po identifikácii a lokalizácii poškodenej oblasti sa istič P1 zapne a linka slučky dostane energiu z CPU2, čím sa obnoví napájanie TP1 a TP2.
Pri poškodení transformátora v niektorej z trafostaníc vypadnú poistky na strane 6-20 kV a poistky pripojovacích miest. V dôsledku toho je prerušené napájanie spotrebiteľov napájaných TP.
Všimnite si, že miesto normálneho otvorenia slučkového vedenia 6-20 kV (odpojovač P1) je odhalené ako výsledok výpočtu na základe minimálnych strát výkonu alebo energie v sieťovom obvode. Všimnime si vlastnosti výstavby uzavretých sietí s napätím 0,4 kV, ktoré sú široko používané v zahraničí. Prítomnosť uzavretej siete s napätím 0,4 kV zabezpečuje paralelnú prevádzku všetkých transformátorov v sieti.
Distribučná sieť 6-20 kV by mala byť realizovaná radiálnymi vedeniami s jednosmerným napájaním. Redundancia jednotlivých prvkov siete v prípade ich výpadku sa vykonáva automaticky cez uzavretú sieť 0,4 kV. Zároveň je zabezpečené neprerušované napájanie spotrebiteľov v prípade výpadku vedení a transformátorov 6-20 kV, ako aj 0,4 kV vedenia v závislosti od spôsobu ich ochrany (obr. 3).
Ryža. 3. Uzavretá sieť s napätím 0,4 kV bez použitia ochrany
Pri ochrane uzavretých vedení 0,4 kV poistkami sú spotrebitelia odpojení v prípade poškodenia samotných vedení.Ak by ochrana siete bola založená na princípe sebadeštrukcie v mieste poruchy v dôsledku prepálenia kábla a prepálenia jeho izolácie na oboch stranách, ako to bolo v prvých slepo uzavretých sieťach v USA, potom kontinuita napájania spotrebiteľov by bola narušená iba v prípade poruchy: pri vstupoch 0,4 kV k nim.
Uvedený princíp ochrany sa ukázal ako najprijateľnejší pre siete s jednožilovými káblami s umelou izoláciou uloženými v blokoch. V sieťach so štvoržilovými káblami s papierovo-olejovou izoláciou, ktoré sa u nás používajú, spôsobuje uplatnenie tohto princípu ťažkosti.
Samodeštrukcia v mieste poruchy je spôsobená tým, že oblúk vznikajúci v mieste skratu po niekoľkých periódach zhasne v dôsledku tvorby veľkého množstva neionizovaných plynov uvoľnených počas horenia izolácie kábla a nízke napätie siete, ktoré nie je schopné udržať dúhu.
Spoľahlivé zhasnutie oblúka nastáva pri napätí 0,4 kV a prúde oblúkom 2,5-18 A. V mieste poškodenia kábel prehorí, jeho konce sú kódované sintrovanou hmotou izolácie kábla. Keď sa však v amerických sieťach zvýšil skratový výkon a zhoršili sa podmienky vyhorenia kábla, začali sa používať zvodiče (hrubé poistky), ktoré lokalizovali poškodenú časť počas dlhšieho procesu hasenia oblúka v mieste poruchy kábla.
Na rozdiel od slučkového okruhu sa výber parametrov jednotlivých prvkov siete uskutočňuje podľa stavu napájania všetkých jeho používateľov v bežných a po núdzových režimoch, ktoré sa vyskytujú v sieti pri poškodení jej prvkov.
Prierez vedení s napätím 0,4 kV a výkon transformátorov je potrebné určiť s prihliadnutím na rozdelenie prietoku v uzavretej sieti a skontrolovať v podmienkach núdzového režimu, keď sú rozvody jedno a 6-20 kV výstup zo spolupráce s transformátormi. Zároveň musí prenosová kapacita vedení a výkon transformátorov, ktoré zostávajú v prevádzke, postačovať na zabezpečenie prevádzky všetkých užívateľov siete bez obmedzenia ich výkonu v núdzovom režime. Treba určiť aj prierez vedení s napätím 6-20 kV s prihliadnutím na vyraďovanie ostatných vedení 6-20 kV.
Sieť s napätím 0,4 kV je uzavretá bez použitia ochrany. Sieť 6-20 kV tvoria samostatné rozvody L1 a L2.Na strane transformátorov 0,4kV sú inštalované automatické reverzné silové zariadenia, ktoré sa vypínajú v prípade poruchy v sieti 6-20kV (vedení alebo transformátory) a napájať miesto poruchy z nepoškodeného vedenia L2 cez transformátor a uzavretú sieť s napätím 0,4 kV. Stroj sa vypne len vtedy, keď sa obráti smer toku energie.
V prípade poruchy rozvodného vedenia s napätím 6-20 kV v bode K1 sa odpojí vedenie L1 zo strany procesora. Transformátory napojené na toto vedenie sú odpojené od siete 0,4 kV automatickými zariadeniami spätného výkonu inštalovanými v trafostanici pri napätí 0,4 kV. Týmto spôsobom sa lokalizuje miesto poruchy a napájanie spotrebičov 0,4 kV je realizované L2 a TP3.
Pri poruche v bode K2 siete s napätím 0,4 kV sa musí miesto poruchy samodeštrukciou v dôsledku prepálenia kábla a prerušenie napájania je možné len pri poruche na vstupoch do el. spotrebiteľ.
Keďže použitie fenoménu samovznietenia štvoržilového kábla s viskóznou impregnačnou izoláciou narazilo na značné ťažkosti, na ochranu siete sa začali používať automatické reverzné napájacie zariadenia so selektívnymi poistkami, ktoré sú inštalované na všetkých 0,4 kV vedeniach.
Ak dôjde k poškodeniu vedenia 0,4 kV, poistky inštalované na jeho koncoch sa vypália a preruší sa napájanie spotrebičov pripojených k tomuto vedeniu. Keďže objem odpojení spotrebiteľov je malý, v európskych mestách je najbežnejšia kombinácia automatických zariadení na spätné napájanie s poistkami v prítomnosti uzavretej siete s napätím 0,4 kV.
Uzavreté siete s napätím 0,4 kV sa používajú u nás aj v zahraničí s napájaním z jedného zdroja. To umožňuje použitie najjednoduchšieho zariadenia automatického zariadenia s reverzným výkonom. Pri napájaní uzavretej siete z rôznych zdrojov a krátkodobom poklese napätia na zberniciach jedného z procesorov sa zmení smer toku energie cez reverzné napájacie stroje. Tie sú vypnuté, preto sú vypnuté všetky TP spojené s týmto zdrojom.
V tomto prípade musia byť ističe spätného napájania vybavené automatickými zariadeniami opätovného zapnutia, ktoré pracujú v závislosti od úrovne napätia na sekundárnej strane transformátorov.Po obnovení napätia sa automaticky zapnú vypnuté automatické reverzné napájacie zariadenia a obnoví sa uzavretý okruh siete. Automatické opätovné zatváranie značne komplikuje zadné výkonové ističe, pretože je potrebný ovládač automatického vypnutia vzduchu a vyhradené napäťové relé. Preto sa okruhy s uzavretou sieťou napájané rôznymi zdrojmi nepresadili.
Uzavretá sieť s napätím 0,4 kV poskytuje spoľahlivejšie napájanie spotrebiteľov, znížené straty elektriny v sieti a lepšiu kvalitu napätia pre spotrebiteľov. Keďže takáto sieť je napájaná z jedného zdroja, možno ju použiť len na zásobovanie spotrebiteľov kategórie II.
Na základe uzavretého okruhu siete s napätím 0,4 kV bola vyvinutá jeho modifikácia, ktorá zabezpečuje dodatočnú inštaláciu automatických prepínačov (ATS) v sieti s napätím 6-20 kV, počiatočného prvku čo sú automatické záložné zariadenia. V tomto prípade je sieť 0,4 kV chránená poistkami.