Каждая схема построения сети определяет способ коммутаций ее линий, условия резервирования ее отдельных элементов, расчетные режимы работы сети, особенности конструктивного выполнения ТП и используемых средств защиты и автоматики. Схемы отличаются большим многообразием, в связи с чем ниже отмечены особенности наиболее распространенных способов построения распределительных сетей.
На рис. 4-7 показана сеть 0,4 кВ с распределительными линиями одностороннего питания в сочетании с петлевыми линиями 6—10 кВ, которые обеспечивают двустороннее питание каждой ТП. В нормальном режиме петлевые линии разомкнуты вблизи точки токораздела. Сечение петлевых линий выбирается во всех случаях по условию двустороннего питания ТП или вводов в аварийном режиме при повреждении головного участка линии.
При выполнении сети 6—10 кВ воздушными линиями допустимо использование линий 6—10 кВ с односторонним питанием ТП. Рассматриваемая схема находит применение для электроснабжения приемников III категории.
Петлевая сеть (рис. 4-8) сочетает петлевые и радиальные линии 0,4 кВ с петлевыми линиями 6—10 кВ. Как отмечалось, петлевые линии работают с разделом и их сечение определяется возможностью двустороннего питания ТП или вводов, связанных с этими линиями. Мощность трансформаторов в ТП предусматривается с резервом на случай питания потребителей, присоединенных к петлевым линиям 0,4 кВ, при отключении одной из ТП. Следовательно, резервирование трансформаторов для питания электроприемников III категории не предусматривается.
Схема используется для питания потребителей II и III категорий. Ввод резервных элементов петлевой сети осуществляется дежурным персоналом. Схема создает требуемую надежность электроснабжения для основной массы городских потребителей и имеет хорошие технико-экономические показатели, а также удобна в эксплуатации, ее внедрение не требует никаких технико-экономических обоснований.
Рис. 4-7. Распределительная сеть с линиями 0,4 кВ одностороннего питания в сочетании с петлевыми линиями 6—10 кВ:
1 — распределительная линия 6—10 кВ; 2 — то же, 0,4 кВ; 3 — вводы 0,4 кВ
Схема является основной для большинства городов СССР. В случае питания петлевой сети от одного источника рекомендуется переходить на замкнутый режим работы сети 0,4 кВ.
Рис. 4-8. Схема петлевой (полузамкнутой) распределительной сети
С этой целью в точках нормального раздела C1, С2 и т. д. (рис. 4-8) устанавливаются предохранители с номинальным током на одну-две ступени меньше, чем предохранители, установленные в ТП для защиты петлевых линий 0,4 кВ. Характеристики трансформаторов подбираются по условию допустимости параллельной работы трансформаторов через замкнутую сеть 0,4 кВ. При наличии в петлевой сети дополнительных связей между линиями 6—10 кВ возможна выборочная автоматизация питания потребителей. Пример такой схемы показан на рис. 4-9, где автоматизация питания ТП3 производится путем установки устройства АВР при напряжении 6—10 кВ. Резервной связью, на которой предусмотрено АВР с использованием выключателей нагрузки ВН-16, является линия ТП7—ТП3. Рассматриваемая автоматизация питания используется в системах электроснабжения электроприемников II категории.
Рис. 4-9. Схема автоматизации питания ТП3 с устройством АВР при напряжении 6—10 кВ
В случае питания от ТП3 электроприемников I категории автоматизация электроснабжения осуществляется путем установки в ТП3 двух трансформаторов и устройства АВР при напряжении 0,4 кВ с использованием контакторных станций (рис. 4-10). Установка АВР возможна также непосредственно у потребителя на вводах 2. Линии Л1 и Лр должны быть связаны с разными независимыми источниками питания.
Согласно ПУЭ, осуществление городских распределительных сетей возможно по схемам, предусматривающим автоматизацию питания всех потребителей при условии, что стоимость сооружения автоматизированной сети не превышает 15% стоимости сооружения сети, выполненной по петлевой схеме (рис. 4-8). Наиболее распространенным в таком случае является построение сети по многолучевой схеме с устройствами АВР при напряжении 6—10 кВ или 0,4 кВ.
Рис. 4-10. Схема ТП3 (рис. 4-9) при наличии АВР со стороны напряжения 0,4 кВ:
1 — контакторные станции; 2 — вводы к потребителям
Многолучевая схема с АВР при напряжении 6—10 кВ предусматривает сочетание взаиморезервирующихся линий 6—10 кВ с линиями 0,4 кВ одно- и двустороннего питания, с установкой в ТП одного трансформатора и устройства АВР (рис. 4-11). Каждая ТП питает свой участок сети 0,4 кВ, резервирование трансформаторов не производится. Между ТП предусматривается так называемая ремонтная связь 0,4 кВ с разделом в соединительном пункте С (рис. 4-11), с пропускной способностью 15—20% суммарной нагрузки ТП на случай отключения любого из ТП по эксплуатационным надобностям.
Рис. 4-11. Схема двухлучевой сети с АВР при напряжении 6—10 кВ
Параллельная работа трансформаторов через сеть 0,4 кВ не допускается. Схема используется для питания электроприемников II категории.
Построение распределительной сети б—10 кВ, указанное на рис. 4-11, выполнено по так называемому двухлучевому варианту.
Рис. 4-12. Построение сети 6—10 кВ по многолучевому варианту
Обычно применяется многолучевой вариант построения, так как при этом увеличивается использование пропускной способности линии 6—10 кВ (рис. 4-12).
На рис. 4-13 показано построение сети по двухлучевой схеме с устройствами АВР при напряжении 0,4 кВ. В отличие от рис. 4-11 предусматривается установка в каждой ТП двух трансформаторов. Сеть 0,4 кВ выполняется в зависимости от категорийности электроприемников. Рассматриваемая сеть является наиболее дорогой.
К полностью автоматизированным схемам относятся замкнутые сети низкого напряжения, представляющие сочетание радиальных линий 6—10 кВ с замкнутой сетью 0,4 кВ. Отличительной особенностью сети является резервирование всех ее элементов через замкнутую сеть указанного напряжения.
Рис. 4-13. Двухлучевая сеть с АВР при напряжении 0,4 кВ
Рис. 4-14. Упрощенный вариант замкнутой сети 0,4 кВ
Для осуществления селективной защиты предусматривается установка так называемых автоматов обратной мощности на стороне вторичного напряжения трансформаторов в ТП и предохранителей на отходящих от ТП линиях замкнутой сети 0,4 кВ.
Упрощенный вариант замкнутой сети представляется на рис. 4-14. При выходе из работы любой из линий а также трансформаторов в ТП бесперебойность электроснабжения потребителей, присоединенных к сети 0,4 кВ, не нарушается. Пропускная способность элементов сети выбирается по наиболее тяжелому режиму, связанному с выходом из работы любой из линии 6—10 кВ, питающих замкнутую сеть 0,4 кВ. Использование замкнутых сетей ограничивается электроприемниками II категории, так как их питание должно предусматриваться от одного источника.
В городах встречаются потребители относительно крупной мощности, для питания которых предусматриваются самостоятельные ТП с установкой одного или двух трансформаторов. Резервирование питания таких потребителей через замкнутую сеть 0,4 кВ может оказаться нецелесообразным. В таких случаях можно сочетать замкнутую сеть 0,4 кВ с устройствами АВР при напряжении 6—10 кВ и ТП с сосредоточенными нагрузками, предусматривая резервную связь 6—10 кВ для ТП с АВР между радиальными линиями 6—10 кВ. Принцип построения такой сети указан на рис. 4-15.
Устройство АВР, установленное в ТП3, базируется на применении ВН-16 и работает по признаку появления обратной мощности, протекающей через автомат А в ТП3.
Использование рассматриваемой модификации весьма эффективно при внедрении замкнутой схемы в действующих сетях. Для новых сетей применение схемы, по сравнению с выполнением замкнутой сети 0,4 кВ, также оказывается рациональным. Область использования — электроприемники II категории.
Рис. 4-15. Схема замкнутой сети с АВР при напряжении 6—10 кВ
Широкое распространение петлевых сетей обусловило предложения по их выборочной и полной автоматизации. Принципиальная схема сети с устройствами автоматического избирательного резервирования (АИР) представлена на рис. 4-16. Устройство АИР базируется на ВН-16 и работает по фактору исчезновения напряжения.
Рис. 4-16. Схема сети с устройствами автоматического избирательного резервирования (АИР)
Порядок его работы определяется местом повреждения распределительной линии 6—10 кВ. При повреждении на участке от ЦП до ТП3 (с АИР) в точке K1 (рис. 4-16) линия отключается, в ТП3 отключается ВН1 и включается ВН3, в результате чего питание ТП3, а также ТП4 и ТП5 переключается на резервную линию Лр. При повреждении линии за ТП3, в точке К2 и ее отключении в ТП3 отключается ВН2 и включается ВН3, в результате чего питание ТП3, а также ТП1 и ТП2 переключаются на резервную линию Лр.
Использование АИР предусматривает расширенное действие автоматического устройства, что увеличивает зону бесперебойного электроснабжения потребителей по сравнению с применением устройства АВР. Эффективность использования схемы определяется местными условиями.
Полная автоматизация петлевой сети возможна путем установки в каждой ТП так называемого устройства АИР—БРЛ (автоматическое избирательное резервирование без резервных линий). Устройство предполагает применение ВН-16 и конденсаторных батарей, используемых в качестве источника оперативного тока.
