Sheme napajanja za korisnike druge kategorije

Kako bi se osigurala pouzdana opskrba potrošača energije II. kategorije, mrežna shema mora imati rezervne elemente koje pušta u rad (nakon kvara glavnih elemenata) servisno osoblje. U tom slučaju može doći do izravne redukcije vodova 6-20 kV, transformatora i vodova 0,4 kV, kao i međusobnog redukcije pojedinih elemenata mreže (transformatora kroz mrežu 0,4 kV, prekoračenja vodova 6-50 kV i transformatora kroz 0,4 kV).

Stoga se osnovno načelo izgradnje distribucijske mreže za napajanje prijamnika kategorije II sastoji od kombinacije vodova petlje 6-20 kV koji osiguravaju dvosmjerno napajanje svake transformatorske podstanice i vodova petlje 0,4 kV spojenih na jednu ili više transformatorskih podstanica. trafostanice. Također je dopušteno koristiti automatizirane sheme (višezračne, dvozračne) ako njihova uporaba povećava smanjene troškove gradske električne mreže za najviše 5%.

Tipične sheme napajanja industrijskih postrojenja

Strujni krug prikazan na sl.1, pruža mogućnost dvosmjernog napajanja transformatorske podstanice mrežom napona 6-20 kV i provodnicima 0,4 kV, spojenim na konturne vodove napona 0,4 kV, a namijenjen je za napajanje prijemnika. kategorije II i III.

Slika 1. Shema napajanja za potrošače kategorije II (shema mreže 6-20 kV i 0,4 kV)

Snaga transformatorskih podstanica odabrana je s rezervom za slučaj napajanja potrošača priključenih na petlje 0,4 kV vodova koji izlaze iz jedne transformatorske stanice, tj. snaga transformatora mora biti dovoljna da osigura ograničeno smanjenje opskrbe potrošača.

Mreža 0,4 kV može raditi u zatvorenom načinu rada i stoga će se naći da transformatori trafostanice rade paralelno preko mreže 0,4 kV. U ovom slučaju, napajanje transformatorske podstanice kroz vodove 6-20 kV mora se izvesti iz jednog izvora, a uređaji za automatsko obrnuto napajanje ugrađeni su u krug transformatora od 0,4 kV.

Na sl. 1 petlja razvodnih vodova napona 0,4 kV prijamnici II kategorije (a1, a2, b1, b2, l1, l2). Prijemnici kategorije III (c1, d1) napajaju se iz neredundantnih radijalnih vodova ili zasebnih ulaza u njih.

Za napajanje korisnika II kategorije c2 ima dva ulaza iz TP2, a za korisnike a1 i a2 - vod iz jednog izvora (TP1). Takva shema napajanja je dopuštena ako postoji centralizirana rezerva transformatora u gradskoj mreži i mogućnost zamjene oštećenog transformatora u roku od 24 sata.

Napajanje potrošača b1, b2 i l1, l2 izvodi se petljastim vodovima napona 0,4 kV koji spajaju TP1 i TP2, te TP2 i TP3.

Konturni vodovi napona 0,4 kV sadrže poseban razvodni uređaj, tzv. priključnu točku (P1, P2), čija konstrukcija predviđa mogućnost ugradnje osigurača na za to prikladne vodove.

U normalnom načinu rada distribucijska mreža napona 0,4 kV na mjestu priključka je otvorena i svaka trafostanica napaja svoje područje mreže. U tim uvjetima odabiru se presjeci žica vodova napona 6-20 kV i 0,4 kV i snaga transformatora.

Odabrani parametri se dalje provjeravaju pod uvjetima koji proizlaze iz kršenja normalnog načina rada. Dakle, poprečni presjek vodova s ​​naponom od 6-20 kV mora osigurati prolaz svih snaga transformatorskih podstanica spojenih na petlju.Na sličan način odabire se poprečni presjek vodova 0,4 kV, tj. presjek žica mora osigurati prolaz svih snaga priključenih na konturu s naponom od 0,4 kV (u našem primjeru to su snage potrošača a1 i a2, ili l1 i l2, ili b1 i b2 ). Presjek ulaza prema korisniku c2 uzima se prema uvjetima napajanja za ovog korisnika, jedan po jedan ulaz u slučaju nužde, drugi se isključuje.

Snaga transformatora u trafostanici odabire se uzimajući u obzir alternativni izlaz susjednih transformatora iz pogona i višak snage potrošačima koji se opskrbljuju samo vodovima 0,4 kV. Dakle, u slučaju kvara transformatora TP2, potrošačko opterećenje b2 treba dobivati ​​napajanje iz TP1 nakon ugradnje osigurača F11, a potrošačko opterećenje l1 — od TP3 nakon ugradnje osigurača F17.U slučaju kvara transformatora TP3, trošilo potrošača l2 dobiva napajanje iz TP2, a opterećenje d1 se isključuje za vrijeme popravka ili zamjene oštećenog transformatora TP3.

Dakle, snaga transformatora TP1 mora se odrediti uzimajući u obzir potrebu napajanja potrošača b2, a snaga transformatora TPZ - uzimajući u obzir potrebu napajanja potrošača l1.

Snaga transformatora TP2 mora se odrediti uzimajući u obzir potrebu za napajanjem najvećeg opterećenja potrošača b1 i l2 (vidi sliku 1). Pričuvna snaga transformatora određena je konfiguracijom naponske mreže 0,4 kV, te je u trafostanici načelno moguće ugraditi transformatore takve snage koja bi bila dovoljna za zadovoljenje potreba svih korisnika isključenog transformatora. trafostanice. Međutim, u ovom će slučaju troškovi izgradnje mreže naglo porasti.

Ako je osigurač ugrađen u spojnu točku P1, tada će se petlja 0,4 kV voda zatvoriti, a transformatori transformatora (ako ispunjavaju uvjet za paralelni rad) međusobno će se spojiti paralelnim radom kroz mrežu 0,4 kV. U ovom slučaju mreža se naziva poluzatvorena. U takvoj mreži razina gubitaka energije je minimalna, poboljšava se kvaliteta energije isporučene korisniku i povećava pouzdanost mreže.

Kao što se može vidjeti sa sl. 1, transformatori spojeni samo na jedan vod s naponom od 6-20 kV uključeni su za paralelni rad.Transformatori se također mogu spojiti na paralelni rad, čija se snaga osigurava različitim distribucijskim vodovima 6-20 kV koji potječu iz samo jednog izvora, kako bi se izbjeglo napajanje točke kratkog spoja u mreži 6-20 kV kroz napon 0,4 kV iz paralelni radni transformator u strujnim krugovima transformatora 0,33 kV moraju se ugraditi uređaji za automatsko obrnuto napajanje.

Kada mreža s naponom od 0,4 kV radi u zatvorenom načinu rada, osigurači s nazivnom strujom od dva do tri koraka manjim od onih na glavnim dionicama voda od 0,4 kV i transformatorske podstanice postavljaju se na priključne točke.

Ako je dio linije petlje 0,4 kV oštećen, na primjer u točki K1 (vidi sliku 1), osigurač P1 i osigurač glave ovog voda u TP1 su pregorjeli. U isto vrijeme, korisnik nastavlja primati napajanje iz TP2. Lociranje i utvrđivanje prirode kvara, kao i potrebne sklopke u mreži, obavlja servisno osoblje.

Riža. 2. Strujni krug mreže s naponom od 6 - 20 kV i 0,4 kV

U nedostatku osigurača P1 u zatvorenoj mreži napona od 0,4 kV i kvara na točki K1, osigurači glavnih dionica petlje u TP1 i TP2 trebali bi pregorjeti, zbog čega bi opskrba potrošača električnom energijom bila prekinuta. se prekida.

U dijagramu prikazanom na sl. 1, gubitak svakog elementa mreže povezan je s nestankom struje pojedinih korisnika. U slučaju kvara, na primjer, u glavi voda napona 6-20 kV od CPU1, ovaj vod se zajedno s TP1 i TP2 isključuje relejnom zaštitom na strani CPU1.Istovremeno gori osigurač P1, zbog čega dolazi do prekida napajanja potrošača koji se napajaju iz TP1 i TP2.

Nakon identificiranja i lociranja područja s kvarom, prekidač P1 se uključuje i linija petlje prima napajanje iz CPU2, čime se vraća napajanje na TP1 i TP2.

Ukoliko dođe do oštećenja transformatora u nekoj od trafostanica, pregore osigurači na strani 6-20 kV i osigurači spojnih mjesta. Uslijed toga dolazi do prekida napajanja potrošača opskrbljenih iz TP.

Imajte na umu da se mjesto normalnog otvaranja linije petlje 6-20 kV (rastavljač P1) otkriva kao rezultat izračuna na temelju minimalne snage ili gubitaka energije u mrežnom krugu. Zabilježimo značajke izgradnje zatvorenih mreža s naponom od 0,4 kV, koje se široko koriste u inozemstvu. Prisutnost zatvorene mreže s naponom od 0,4 kV osigurava paralelni rad svih transformatora u mreži.

Distribucijsku mrežu 6-20 kV izvoditi radijalnim vodovima s jednosmjernim napajanjem. Redundancija pojedinih elemenata mreže u slučaju njihovog kvara provodi se automatski kroz zatvorenu mrežu 0,4 kV.Istodobno je osigurano neprekidno napajanje potrošača u slučaju kvara vodova i transformatora 6-20 kV, kao i 0,4 kV vodova, ovisno o usvojenoj metodi njihove zaštite (slika 3).

Riža. 3. Zatvorena mreža napona 0,4 kV bez korištenja zaštite

Kod zaštite zatvorenih vodova 0,4 kV osiguračima potrošači se isključuju u slučaju oštećenja samih vodova.Ako se zaštita mreže temeljila na principu samouništenja na mjestu kvara zbog gorenja kabela i spaljivanja njegove izolacije s obje strane, kao što je to bilo u prvim slijepo zatvorenim mrežama SAD-a, onda kontinuitet napajanja potrošača bio bi narušen samo u slučaju kvara: na ulazima 0,4 kV u njih.

Navedeni princip zaštite pokazao se najprihvatljivijim za mreže s jednožilnim kabelima s umjetnom izolacijom položenim u blokovima. U mrežama s četverožilnim kabelima s papirno-uljnom izolacijom koji se koriste u našoj zemlji primjena ovog principa stvara poteškoće.

Do samouništenja na mjestu kvara dolazi zbog činjenice da se luk koji se javlja na mjestu kratkog spoja gasi nakon nekoliko razdoblja zbog stvaranja velike količine neioniziranih plinova koji se oslobađaju tijekom gorenja izolacije kabela i nizak napon mreže, koji nije u stanju održati dugu.

Pouzdano gašenje luka događa se pri naponu od 0,4 kV i struji kroz luk od 2,5-18 A. Na mjestu oštećenja kabel izgara, njegovi krajevi su kodirani sinteriranom masom kabelske izolacije. Međutim, kako se snaga kratkog spoja povećala i uvjeti pregorevanja kabela pogoršali u američkim mrežama, počeli su se koristiti odvodnici (grubi osigurači), koji su locirali oštećeni dio tijekom dugotrajnog procesa gašenja luka na mjestu kvara kabela.

Za razliku od kruga petlje, odabir parametara pojedinih elemenata mreže provodi se prema stanju napajanja svih njezinih korisnika u normalnim i izvanrednim režimima, koji se javljaju u mreži kada su njeni elementi oštećeni.

Poprečni presjek vodova s ​​naponom od 0,4 kV i snaga transformatora moraju se odrediti uzimajući u obzir raspodjelu protoka u zatvorenoj mreži i provjeriti u uvjetima hitnog načina rada kada su distribucijski vodovi jedan i 6-20 kV izlaz iz rada zajedno s transformatorima. Istodobno, prijenosni kapacitet vodova i snaga transformatora koji ostaju u službi moraju biti dovoljni da osiguraju rad svih korisnika mreže bez ograničenja njihove snage tijekom hitnog načina rada. Također se mora odrediti presjek vodova napona 6-20 kV, uzimajući u obzir stavljanje u pogon ostalih vodova 6-20 kV.

Mreža napona 0,4 kV je zatvorena bez zaštite. Mreža 6-20 kV sastoji se od zasebnih distribucijskih vodova L1 i L2.Na 0,4 kV strani transformatora ugrađeni su uređaji za automatsko reverzno napajanje koji se isključuju u slučaju kvara na mreži 6-20 kV (vodi ili transformatora) i napajati mjesto kvara iz neoštećenog voda L2 kroz transformator i zatvorenu mrežu napona 0,4 kV. Stroj se isključuje samo kada je smjer toka energije obrnut.

U slučaju kvara distribucijskog voda napona 6-20 kV u točki K1, vod L1 se isključuje sa strane procesora. Transformatori priključeni na ovaj vod isključuju se iz mreže 0,4 kV pomoću uređaja za automatsko povratno napajanje ugrađenih u trafostanici na naponu 0,4 kV. Na ovaj način se lokalizira mjesto kvara i napajanje potrošača 0,4 kV se vrši preko L2 i TP3.

U slučaju kvara na točki K2 mreže napona 0,4 kV mjesto kvara mora se samouništeti uslijed pregaranja kabela, a do prekida napajanja može doći samo u slučaju kvara na ulazima u potrošač.

Budući da je korištenje fenomena samozapaljenja četverožilnog kabela s izolacijom od viskozne impregnacije naišlo na značajne poteškoće, za zaštitu mreže počeli su se koristiti automatski uređaji za obrnuto napajanje sa selektivnim osiguračima, koji su instalirani na svim vodovima od 0,4 kV.

U slučaju oštećenja voda 0,4 kV, osigurači ugrađeni na njegovim krajevima pregorevaju i dolazi do prekida napajanja potrošača priključenih na ovaj vod. Budući da je obujam isključenja potrošača mali, kombinacija uređaja za automatsko obrnuto napajanje s osiguračima u prisutnosti zatvorene mreže s naponom od 0,4 kV najčešća je u europskim gradovima.

Zatvorene mreže napona od 0,4 kV koriste se u našoj zemlji i inozemstvu s napajanjem iz jednog izvora. To omogućuje korištenje najjednostavnijeg uređaja automatskog uređaja s obrnutom snagom. Kada se zatvorena mreža napaja različitim izvorima i kratkotrajnim smanjenjem napona na sabirnicama jednog od procesora, mijenja se smjer toka snage kroz strojeve za obrnuto napajanje. Potonji su isključeni, stoga su svi TP-ovi povezani s ovim izvorom isključeni.

U tom slučaju, prekidači obrnutog napajanja moraju biti opremljeni uređajima za automatsko ponovno uključivanje koji rade ovisno o razini napona na sekundarnoj strani transformatora.Po povratku napona automatski se uključuju isključeni uređaji za automatsko reverzno napajanje i ponovno se uspostavlja zatvoreni krug mreže. Automatski recloser uvelike komplicira stražnje strujne prekidače jer su potrebni automatski pokretač za isključivanje zraka i namjenski naponski relej. Stoga sklopovi zatvorene mreže s napajanjem iz različitih izvora nisu stekli prevalenciju.

Zatvorena mreža napona 0,4 kV omogućuje pouzdanije napajanje potrošača, smanjene gubitke električne energije u mreži i bolju kvalitetu napona potrošača. Budući da se takva mreža napaja iz jednog izvora, može se koristiti samo za napajanje potrošača II.

Na temelju zatvorenog kruga mreže s naponom od 0,4 kV razvijena je njegova modifikacija, koja predviđa dodatnu ugradnju automatskih prijenosnih sklopki (ATS) u mrežu s naponom od 6-20 kV, početni element što je uređaji za automatsku pričuvu. U ovom slučaju mreža 0,4 kV zaštićena je osiguračima.