1. Схемы распределительных устройств объектов электрической сети (ОЭС)

1.1. Схемы распределительных устройств. Общая информация

Распределительным устройством (РУ) называется электроустановка, служащая для приёма и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы [1]. Распределительные устройства могут быть открытыми (ОРУ), закрытыми (ЗРУ) и комплектными (КРУ).

ОРУ называется РУ, всё или основное оборудование которого расположено на открытом воздухе. ЗРУ называется РУ, оборудование, которого находится в здании. КРУ называется РУ, состоящее из полностью или частично закрытых шкафов или блоков со встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, поставляемое в собранном виде или подготовленном для сборки виде.

Связи оборудования РУ отражены на их электрических схемах. При проектировании, сооружении и эксплуатации ОЭС используются так называемые однолинейные схемы, на которых одно и то же оборудование многофазных установок показывается в основном для одной фазы. На этих схемах могут быть фрагменты, относящиеся к каждой фазе электроустановки, если отличается состав оборудования разных фаз.

Схемы РУ могут быть полными и упрощёнными. На полных схемах показывается всё оборудование с учётом требований ГОСТ и ЕСКД. На упрощенных схемах, используемых в учебных целях, не показывают такое оборудование, как измерительные трансформаторы тока и напряжения, разрядники и другие ограничители перенапряжения (ОПН), специальные элементы заземления электроустановок. Разъединители на этих схемах показываются упрощенно в виде косой черты, пересекающей токоведущую часть. В данном пособии показаны и те, и другие варианты схем РУ. Присутствуют схемы, скопированные из альбома типовых схем без буквенных обозначений электроаппаратов и токоведущих частей. На принципиальных схемах РУ допускается не показывать контакты высоковольтных выключателей. Состояние контактов коммутационных электроаппаратов на всех схемах, кроме оперативных, используемых оперативным персоналом станций и подстанций, принято показывать отключённым вне зависимости от их состояния при эксплуатации РУ. На схемах, входящих в проект станции или подстанции, должны указываться типы, марки и основные характеристики оборудования.

На оперативных схемах присутствуют принятые на станции или подстанции буквенно-цифровые обозначения генераторов, трансформаторов, электроаппаратов, секций и систем шинных конструкций. В России до сих пор электрооборудование РУ принято обозначать русскими буквами. Например, ВТ – выключатель трансформатора, ШР – шинный разъединитель, СК – секция распределительного устройства и т.п. В международной практике приняты обозначения электроаппаратов и токоведущих частей с применением букв латинского алфавита: Q-выключатель, QS-разъединитель, A-система шин и т.п.

Выбор схемы РУ в конкретном случае определяется рядом факторов, главными из которых являются:

–тип электростанции или подстанции, её технологические особенности и роль в энергосистеме;

–номинальное напряжение, на котором передаётся электроэнергия в сторону РУ и от него;

–характеристики присоединений РУ (трансформаторов, линий электропередач, устройств для выработки или потребления реактивной мощности), а именно: их номинальные мощности (пропускная способность), общее количество присоединений каждого вида, число непарных или не резервируемых ЛЭП; перспективы изменения количества присоединений РУ между 5-м и 10-м годом эксплуатации ОЭС.

В некоторых случаях возможно выполнение РУ по двум или трём альтернативным схемам. В первую очередь должны рассматриваться варианты схем, входящих в перечень типовых. Выполнение РУ по типовым схемам гарантирует, как правило, его сооружение в нормативные сроки, при минимуме затрат денежных средств, а также возможность расширения РУ (переход к другой схеме) с минимальным объёмом работ. Отказ от использования типовой схемы РУ требует соответствующего технико-экономического обоснования.

1.2. Требования, предъявляемые к схемам РУ

Схемы РУ при конкретном проектировании разрабатываются на основании схем развития энергосистемы, схем электроснабжения района или объекта и других работ по развитию электрических сетей. Они должны удовлетворять ряду требований (критериев). Важнейшие из них: надежность, экономичность, удобство эксплуатации, техническая гибкость, экологическая чистота, компактность, унифицированность. В настоящей работе приводятся определения указанных категорий в том виде, в каком они даны в [4].

Надежность– свойство объекта выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных условиях функционирования. Уровень надежности может быть регламентирован или экономически обоснован. Требования к надежности схем РУ в основных и распределительных сетях различаются. Так, при расчетных отказах в первых из них критерием допустимости значения одновременного сброса мощности из-за отказов элементов схем является сохранение устойчивости генерирующих источников в энергосистеме, в том числе статической апериодической устойчивости, а также предотвращение недопустимых токовых перегрузок электрооборудования. В свою очередь для схем РУ в распределительных сетях одно из первостепенных значений приобретает обеспечение электроснабжения потребителей в соответствии с их категорийностью, регламентированной нормативными документами.

ЭкономичностьЭкономичность      подразумевает      принятие      решений      с      учетом необходимых капитальных вложений и сопутствующих ежегодных издержек производства и сбыта продукции. Принимаемый уровень надежности обосновывается сопоставлением затрат на его повышение с экономическими последствиями из-за ненадежности (например, с ущербом или штрафными санкциями)