Scheme de putere pentru utilizatorii din a doua categorie

Pentru a asigura o alimentare fiabilă a consumatorilor de energie din categoria II, schema de rețea trebuie să aibă elemente de rezervă care sunt puse în funcțiune (după defectarea elementelor principale) de către personalul de service. În acest caz, poate exista reducerea directă a liniilor de 6-20 kV, a transformatoarelor și a liniilor de 0,4 kV, precum și reducerea reciprocă a elementelor individuale de rețea (transformatoare printr-o rețea de 0,4 kV, exces de linii de 6-50 kV și transformatoare printr-un 0,4 kV).

Prin urmare, principiul de bază al construcției unei rețele de distribuție pentru alimentarea receptoarelor de categoria a II-a constă dintr-o combinație de linii de buclă de 6-20 kV care asigură alimentarea bidirecțională fiecărei stații de transformare și linii de buclă de 0,4 kV conectate la una sau mai multe posturi de transformare. substații electrice. De asemenea, este permisă utilizarea schemelor automatizate (multi-beam, two-beam) dacă utilizarea acestora crește costurile reduse ale rețelei de energie electrică a orașului cu cel mult 5%.

Scheme tipice de alimentare cu energie electrică pentru instalațiile industriale

Circuitul prezentat în fig.1, prevede posibilitatea de alimentare bidirecțională a postului de transformare printr-o rețea cu o tensiune de 6-20 kV și bucșe de 0,4 kV, conectate la linii de contur cu o tensiune de 0,4 kV și este destinată alimentării receptoarelor. din categoriile II şi III.

Figura 1. Schema de alimentare pentru consumatori din categoria II (schema de rețea 6-20 kV și 0,4 kV)

Puterea posturilor de transformare este selectată cu rezervă în cazul consumatorilor de alimentare conectați la linii de buclă de 0,4 kV care ies dintr-o stație de transformare, adică. puterea transformatorului trebuie să fie suficientă pentru a asigura o întrerupere limitată a alimentării consumatorilor.

Rețeaua de 0,4 kV poate funcționa în mod închis și, prin urmare, transformatoarele stației de transformare se vor dovedi a funcționa în paralel pe rețeaua de 0,4 kV. În acest caz, alimentarea cu energie a stației de transformare prin liniile de 6-20 kV trebuie efectuată dintr-o singură sursă, iar dispozitivele automate de alimentare inversă sunt instalate în circuitul transformatorului de 0,4 kV.

În fig. 1 linii de distribuție în buclă cu o tensiune de 0,4 kV receptoare de putere categoria II (a1, a2, b1, b2, l1, l2). Receptoarele de categoria III (c1, d1) sunt alimentate de la linii radiale neredundante sau de la intrări separate la acestea.

Pentru alimentarea utilizatorului de categoria II, c2 are două intrări de la TP2, iar pentru utilizatorii a1 și a2 - o linie dintr-o singură sursă (TP1). O astfel de schemă de alimentare este permisă dacă există o rezervă centralizată de transformatoare în rețeaua orașului și posibilitatea înlocuirii unui transformator deteriorat în 24 de ore.

Alimentarea cu energie pentru consumatorii b1, b2 și l1, l2 se realizează prin linii de buclă cu o tensiune de 0,4 kV care conectează TP1 și TP2, precum și TP2 și TP3.

Liniile de contur cu o tensiune de 0,4 kV conțin un dispozitiv special de distribuție, așa-numitul punct de conectare (P1, P2), al cărui design prevede posibilitatea instalării siguranțelor pe liniile potrivite pentru acesta.

În modul normal, rețeaua de distribuție cu o tensiune de 0,4 kV la punctul de conectare este deschisă și fiecare substație de transformare își alimentează propria zonă a rețelei. În aceste condiții, se selectează secțiunile transversale ale firelor de la linii cu o tensiune de 6 - 20 kV și 0,4 kV și puterea transformatoarelor.

Parametrii selectați sunt verificați în continuare în condițiile rezultate din încălcările modului normal. Deci, secțiunea transversală a liniilor cu o tensiune de 6-20 kV trebuie să asigure trecerea întregii puteri a posturilor de transformare conectate la linia buclă.În mod similar, se selectează secțiunea transversală a liniilor de 0,4 kV, adică secțiunea transversală a firelor trebuie să asigure trecerea întregii puteri conectate la linia de contur cu o tensiune de 0,4 kV (în exemplul nostru, acestea sunt puterile consumatorilor a1 și a2, sau l1 și l2, sau b1 și b2). ). Secțiunea transversală a intrărilor către utilizatorul c2 este luată în funcție de condițiile de alimentare pentru acest utilizator, o intrare la un moment dat în caz de urgență, a doua este deconectată.

Puterea transformatoarelor din stația de transformare este selectată ținând cont de ieșirea alternativă din funcționare a transformatoarelor învecinate și de surplusul de putere către consumatorii alimentați doar prin linii de 0,4 kV. Deci, în caz de defecțiune a transformatorului TP2, sarcina consumatorului b2 ar trebui să primească energie de la TP1 după instalarea siguranței F11, iar sarcina consumatorului l1 - de la TP3 după instalarea siguranței F17.În cazul defectării transformatorului TP3, sarcina consumatorului l2 primește energie de la TP2, iar sarcina d1 este deconectată pentru perioada de reparație sau înlocuire a transformatorului TP3 deteriorat.

Astfel, puterea transformatorului TP1 trebuie determinată ținând cont de nevoia de alimentare a consumatorului b2, iar puterea transformatorului TPZ — ținând cont de necesitatea de alimentare a consumatorului l1.

Puterea transformatorului TP2 trebuie determinată ținând cont de necesitatea de a furniza cea mai mare dintre sarcinile de putere ale consumatorilor b1 și l2 (vezi Fig. 1). Puterea de rezervă a transformatorului este determinată de configurația rețelei de tensiune de 0,4 kV și, în principiu, este posibil să se instaleze transformatoare în stația de transformare cu o astfel de putere, care ar fi suficientă pentru a satisface nevoile tuturor utilizatorilor transformatorului deconectat. substații. În acest caz însă, costul construirii rețelei va crește brusc.

Dacă este instalată o siguranță la punctul de conectare P1, atunci linia de buclă de 0,4 kV va fi închisă și transformatoarele transformatorului (dacă îndeplinesc condiția de funcționare în paralel) vor fi conectate între ele prin funcționare în paralel printr-o rețea de 0,4 kV. În acest caz, rețeaua se numește semiînchisă. Într-o astfel de rețea, nivelul pierderilor de energie este minim, calitatea energiei livrate utilizatorului se îmbunătățește, iar fiabilitatea rețelei crește.

După cum se poate observa din fig. 1, transformatoarele conectate la o singură linie cu o tensiune de 6-20 kV sunt incluse pentru funcționarea în paralel.Transformatoarele pot fi, de asemenea, conectate la funcționare în paralel, a căror putere este furnizată de diferite linii de distribuție de 6-20 kV provenite dintr-o singură sursă, pentru a evita alimentarea unui punct de scurtcircuit într-o rețea de 6-20 kV printr-o tensiune de 0,4 kV de la un transformator de funcționare în paralel în circuitele transformatoarelor de 0,33 kV, trebuie instalate dispozitive automate de putere inversă.

Atunci când o rețea cu o tensiune de 0,4 kV funcționează în regim închis, la punctele de conectare sunt instalate siguranțe cu un curent nominal de două până la trei trepte mai mici decât pe secțiunile principale ale unei linii de 0,4 kV și o stație de transformare.

Dacă secțiunea liniei buclei de 0,4 kV este deteriorată, de exemplu în punctul K1 (vezi fig. 1), siguranța P1 și siguranța capului acestei linii din TP1 sunt ars. În același timp, utilizatorul continuă să primească energie de la TP2. Localizarea și determinarea naturii defecțiunii, precum și comutarea necesară în rețea, sunt efectuate de personalul de service.

Orez. 2. Circuit în buclă al unei rețele cu o tensiune de 6 — 20 kV și 0,4 kV

În absența siguranței P1 într-o rețea închisă cu o tensiune de 0,4 kV și o defecțiune la punctul K1, siguranțele secțiunilor principale ale liniei buclei din TP1 și TP2 ar trebui să ardă, drept urmare alimentarea cu energie electrică a consumatorilor. este întreruptă.

În schema prezentată în fig. 1, pierderea fiecărui element al rețelei este asociată cu o întrerupere de curent a utilizatorilor individuali. În cazul unei defecțiuni, de exemplu, în capul unei linii cu o tensiune de 6-20 kV de la CPU1, această linie, împreună cu TP1 și TP2, este oprită prin protecția releului pe partea CPU1.În același timp, siguranța P1 arde, ca urmare, alimentarea cu energie a consumatorilor alimentați de TP1 și TP2 este întreruptă.

După identificarea și localizarea zonei defectate, întrerupătorul P1 pornește și linia de buclă primește energie de la CPU2, restabilind astfel alimentarea la TP1 și TP2.

Dacă transformatorul este deteriorat în oricare dintre substațiile de transformare, siguranțele de pe partea de 6-20 kV și siguranțele punctelor de legătură ard. Ca urmare, alimentarea cu energie către consumatorii furnizate de TP este întreruptă.

Rețineți că locația deschiderii normale a liniei buclei de 6-20 kV (deconectatorul P1) este dezvăluită ca urmare a calculului bazat pe pierderile minime de putere sau de energie din circuitul rețelei. Să remarcăm caracteristicile construcției rețelelor închise cu o tensiune de 0,4 kV, care sunt utilizate pe scară largă în străinătate. Prezența unei rețele închise cu o tensiune de 0,4 kV asigură funcționarea în paralel a tuturor transformatoarelor din rețea.

Rețeaua de distribuție de 6-20 kV trebuie realizată cu linii radiale cu alimentare unidirecțională. Redundanța elementelor individuale de rețea în cazul defectării acestora se realizează automat printr-o rețea închisă de 0,4 kV. În același timp, se asigură alimentarea neîntreruptă a consumatorilor în caz de defecțiune a liniilor și transformatoarelor de 6-20 kV, precum și linii de 0,4 kV, în funcție de metoda adoptată pentru protecția lor (Fig. 3).

Orez. 3. Rețea închisă cu o tensiune de 0,4 kV fără utilizarea protecției

La protejarea liniilor închise de 0,4 kV cu siguranțe, consumatorii sunt deconectați în caz de deteriorare a liniilor în sine.Dacă protecția rețelei s-a bazat pe principiul autodistrugerii în punctul de defecțiune din cauza arderii cablului și a arderii izolației sale pe ambele părți, așa cum a fost în primele rețele închise orbește din SUA, atunci continuitatea alimentării cu energie electrică a consumatorilor ar fi perturbată numai în caz de avarie: la intrările de 0,4 kV la aceştia.

Principiul de protecție indicat s-a dovedit a fi cel mai acceptabil pentru rețelele cu cabluri monofilare cu izolație artificială așezată în blocuri. În rețelele cu cabluri cu patru fire cu izolație hârtie-ulei utilizate în țara noastră, aplicarea acestui principiu creează dificultăți.

Autodistrugerea în punctul de defectare se datorează faptului că arcul care are loc în punctul de scurtcircuit se stinge după mai multe perioade din cauza formării unei cantități mari de gaze neionizate eliberate în timpul arderii izolației cablului și tensiunea joasă a rețelei, care nu este capabilă să mențină curcubeul.

Stingerea fiabilă a arcului are loc la o tensiune de 0,4 kV și un curent prin arc de 2,5-18 A. În locul deteriorării, cablul arde, capetele sale sunt codificate cu o masă sinterizată a izolației cablului. Cu toate acestea, pe măsură ce puterea de scurtcircuit a crescut și condițiile de ardere a cablurilor s-au înrăutățit în rețelele americane, au început să fie utilizate descărcători (siguranțe grosiere), localizând secțiunea deteriorată în timpul unui proces prelungit de stingere a arcului la locul defectului cablului.

Spre deosebire de circuitul buclei, selectarea parametrilor elementelor individuale ale rețelei se realizează în funcție de starea de alimentare a tuturor utilizatorilor săi în modurile normale și după urgență, care apar în rețea atunci când elementele sale sunt deteriorate.

Secțiunea transversală a liniilor cu tensiunea de 0,4 kV și puterea transformatoarelor trebuie determinate ținând cont de distribuția debitului într-o rețea închisă și verificate în condițiile regimului de urgență când liniile de distribuție sunt unu și 6-20 kV. ieșire din lucrul împreună cu transformatoarele. Totodată, capacitatea de transmisie a liniilor și puterea transformatoarelor rămase în funcțiune trebuie să fie suficiente pentru a asigura funcționarea tuturor utilizatorilor rețelei fără limitarea puterii acestora în regim de urgență. Trebuie determinată și secțiunea liniilor cu tensiunea de 6-20 kV, ținând cont de scoaterea din funcțiune a altor linii de 6-20 kV.

Reteaua cu o tensiune de 0,4 kV se face inchisa fara folosirea protectiei. Rețeaua de 6-20 kV este formată din linii de distribuție separate L1 și L2. Pe partea de 0,4 kV a transformatoarelor sunt instalate dispozitive automate de alimentare inversă, care sunt oprite în cazul unei defecțiuni în rețeaua de 6-20 kV (linii). sau transformatoare) și alimentați locul defectului de pe linia nedeteriorată L2 printr-un transformator și o rețea închisă cu o tensiune de 0,4 kV. Mașina este oprită numai când direcția fluxului de energie este inversată.

În cazul defectării liniei de distribuție cu o tensiune de 6-20 kV în punctul K1, linia L1 este deconectată de pe partea procesorului. Transformatoarele conectate la această linie sunt deconectate de la rețeaua de 0,4 kV prin dispozitive automate de putere inversă instalate în stația de transformare la o tensiune de 0,4 kV. În acest fel, se localizează locația defecțiunii și se realizează alimentarea consumatorilor de 0,4 kV de către L2 și TP3.

În cazul unei defecțiuni la punctul K2 al rețelei cu o tensiune de 0,4 kV, locația defecțiunii trebuie să se autodistrugă din cauza arderii cablului, iar alimentarea cu energie poate fi întreruptă numai în cazul unei defecțiuni la intrările la consumator.

Deoarece utilizarea fenomenului de ardere spontană a unui cablu cu patru fire cu izolație de impregnare vâscoasă a întâmpinat dificultăți semnificative, dispozitivele automate de putere inversă cu siguranțe selective, care sunt instalate pe toate liniile de 0,4 kV, au început să fie folosite pentru a proteja rețeaua.

Dacă linia de 0,4 kV este deteriorată, siguranțele instalate la capete ard și alimentarea cu energie electrică a consumatorilor conectați la această linie este întreruptă. Deoarece volumul deconectărilor consumatorilor este mic, combinația de dispozitive automate de alimentare inversă cu siguranțe în prezența unei rețele închise cu o tensiune de 0,4 kV este cea mai comună în orașele europene.

În țara noastră și în străinătate se folosesc rețele închise cu o tensiune de 0,4 kV cu energie dintr-o singură sursă. Acest lucru permite utilizarea celui mai simplu dispozitiv al unui dispozitiv automat cu putere inversă. Când o rețea închisă este alimentată de diferite surse și o scădere pe termen scurt a tensiunii pe magistralele unuia dintre procesoare, direcția fluxului de putere prin mașinile cu putere inversă se schimbă. Acestea din urmă sunt dezactivate, prin urmare toate TP-urile asociate cu această sursă sunt dezactivate.

În acest caz, întreruptoarele de alimentare inversă trebuie să fie echipate cu dispozitive de reînchidere automată care să funcționeze în funcție de nivelul de tensiune pe partea secundară a transformatoarelor.Când tensiunea este restabilită, dispozitivele automate de alimentare inversă oprite sunt pornite automat și circuitul închis al rețelei este restabilit. Un reînchidere automată complică foarte mult întrerupătoarele de alimentare din spate, deoarece sunt necesare un actuator de oprire automată a aerului și un releu de tensiune dedicat. Prin urmare, circuitele de rețea închisă alimentate de diferite surse nu au câștigat prevalență.

Rețeaua închisă cu o tensiune de 0,4 kV oferă consumatorilor o alimentare mai fiabilă cu energie, pierderi reduse de energie electrică în rețea și o calitate mai bună a tensiunii pentru consumatori. Întrucât o astfel de rețea este alimentată dintr-o singură sursă, ea poate fi utilizată doar pentru alimentarea consumatorilor din categoria II.

Pe baza unui circuit închis al unei rețele cu o tensiune de 0,4 kV, a fost elaborată modificarea acestuia, prevăzând instalarea suplimentară a comutatoarelor automate de transfer (ATS) într-o rețea cu o tensiune de 6-20 kV, elementul inițial al care sunt dispozitive automate de rezervă. În acest caz, rețeaua de 0,4 kV este protejată de siguranțe.