Содержание материала

Основными признаками, характеризующими схему электрической сети, являются размещение и способ присоединения подстанций, являющихся коммутационными пунктами. Определяющими для выбора места размещения подстанции являются нагрузка и схема сети НН, для питания которой предназначена рассматриваемая подстанция. Схема присоединения подстанции к сети ВН определяется ее конфигурацией в районе размещения подстанции.
В настоящее время отсутствует общепринятая классификация подстанций по их размещению и способу присоединения к электрической сети. ГОСТ 24291-80, устанавливающий термины и определения электрической сети, такие понятия не содержит. Между тем необходимость в них очевидна, о чем свидетельствует использование в литературе и в нормативных документах различных терминов, относящихся к одному понятию [43, 44].
Определения подстанций по их размещению и способу присоединения к сети можно установить исходя из применяемых конфигураций сети (см. § 10 и рис. 30) и с учетом положения о присоединении всех подстанций 110— 330 кВ не менее чем по двум ВЛ [39]; присоединение по одной ВЛ рассматривается как первый этап развития сети. Возможные схемы присоединения подстанций приведены на рис. 31.

Основные типы присоединения подстанций к сети
Рис. 31. Основные типы присоединения подстанций к сети:
а, б — тупиковые к одной (Т1) и двум (Т2) ВЛ; в, г — ответвительные от одной (О1) и двух (О2) ВЛ; д — проходная, присоединяемая путем захода одной (П) ВЛ; е, ж — узловые (У), присоединяемые по трем и более питающим ВЛ; з —  то же присоединяемые по двум питающим ВЛ с отходящими радиальными ВЛ

Тупиковые подстанции питаются по одной (Т1) или двум (Т2) радиальным линиям (рис. 31,а, б).
Ответвительные подстанции присоединяются к одной (О1) или двум (О2) проходящим линиям на ответвлении (рис. 31,в, г).

Проходные подстанции (П) присоединяются к сети путем захода одной линии с двусторонним питанием (рис. 31,д).

Узловыми подстанциями (У) принято называть подстанции, присоединяемые к сети по трем и более питающим линиям (рис. 31,е, ж). Иногда к узловым относят все подстанции, к шинам которых присоединены три и более ВЛ, независимо от того, являются ли они питающими (например, подстанция по схеме рис. 31, з). Поскольку узловым подстанциям с тремя и более питающими линиями в ряде нормативных документов отводится особая роль, при применении этого термина требуется соответствующая оговорка.

Ответвительные и проходные подстанции объединяют термином промежуточные, который применяется при нормировании количества подстанций, присоединяемых к одно- или двухцепной ВЛ между двумя ЦП или двумя узловыми подстанциями, питаемыми по трем и более линиям.

Термином транзитная обозначается подстанция, через шины ВН которой могут осуществляться перетоки мощности между отдельными точками сети. Транзитными могут быть как проходные, так и узловые подстанции.

В литературе и нормативных документах часто используется термин опорная подстанция, под которым понимают в ряде случаев подстанции следующей за рассматриваемой ступени напряжения [например, подстанция 220(330)/110 кВ для сети 110 кВ], а в других — узловые подстанции с тремя и более питающими ВЛ. Однако применение этого термина при рассмотрении схемы сети следует исключить, так как упомянутым ГОСТ он использован для определения эксплуатационной роли подстанции.
Таблица 15


Напряжение сети, кВ

Частота использования типов схем присоединений, % общего количества подстанций

Т1

Т2

01

02

п

У

110

13/7

8/14

21/10

16/28

29/27

13/14

220*

7

10

4

8

45

26

330

16/10

-/4

50/44

34/42

• Приводятся данные только для второго этапа.

В табл. 15 приведены статистические данные, характеризующие частоту применения указанных выше типов схем в распределительных сетях 110—330 кВ. Для напряжения 110 кВ рассматривались энергосистемы — представители разных ОЭС, в которых проанализировано 1500 подстанций, для напряжения 220 кВ — более 1000 подстанций по 11 ОЭС, для 330 кВ — более 150 подстанций по двум ОЭС. Для сети 110 и 330 кВ данные приведены на два этапа развития сети, отстоящие на 5 лет (в числителе — первый этап, в знаменателе — второй). Все подстанции с числом отходящих ВЛ более трех отнесены к узловым.
Использование тех или иных схем присоединения подстанций зависит от конфигурации сети, при этом многие схемы могут применяться при разных конфигурациях.
Схемы Т1 и О1 являются промежуточным этапом развития сети, поэтому при проектировании должна быть определена конечная схема. Схему Т1 можно преобразовать в Т2 (при появлении в перспективе второй радиальной линии) либо в П1 (при продлении радиальной линии до второго ЦП, т. е. превращении конфигурации Р1 в ДУ); схему О1 можно соответственно преобразовать в О2 или П1.
Схемы Т2 и О2 рассматриваются как конечные. Типы Т и О характеризуются одинаковыми схемами электрических соединений и различаются только местоположением подстанций в сети. Эти схемы не обеспечивают секционирования сети. Благодаря наличию простых и дешевых аппаратов на напряжения 110—220 кВ — отделителей и короткозамыкателей — для подстанций, присоединяемых к сети таким образом, можно применить упрощенные схемы электрических соединений, что предопределяет небольшие затраты на их сооружение. Вследствие этого удельный вес таких схем значителен (см. табл. 15) и составляет для сети 110 кВ примерно 60%, 220 кВ — примерно 30%. При этом отчетливо проявляется тенденция снижения в перспективе доли схем Т1, О1 и увеличения доли схем Т2, О2. Уменьшение доли тупиковых и ответвительных схем в сети 220 кВ по сравнению с сетью 110 кВ вытекает из более высоких требований к надежности питания подстанций 220 кВ вследствие их значительно большей нагрузки. Поэтому в сетях 220 кВ на каждом этапе развития значительно меньше доля однотрансформаторных подстанций, питаемых по одной ВЛ (схемы Т1, О1), и при присоединении к двухцепным конфигурациям чаще применяется схема захода, чем двух ответвлений. Более низкий удельный вес радиальных двухцепных схем (Т2) объясняется тем, что радиальные глубокие вводы в городах и на промышленных предприятиях чаще выполняются на напряжение 110 кВ.
В сети 330 кВ применение всех типов упрощенных схем крайне ограничено (примерно 15%) и основная их доля приходится на схемы Т1, являющиеся начальным этапом сооружения соответствующих участков сети с последующим развитием в схему П. Схемы Т2 применяются в редких случаях: для присоединения подстанций, размещаемых на небольших расстояниях от ЦП или от узловых подстанций 330 кВ (см. § 10). Схемы присоединения подстанций 330 кВ на ответвлениях применяются очень редко: схема О1 — как первый этап присоединения подстанции (при од ном АТ) с последующим развитием в схему П; схема О2 —  при присоединении промежуточной подстанции к конфигурации Д2.
Таким образом, можно констатировать, что с ростом напряжения сети доля применения тупиковых и ответвительных схем существенно снижается.
Схема типа П является наиболее распространенной (в сети 110 кВ — примерно 30%, 220 кВ — 45%, 330 кВ — 45— 50%), так как может быть использована практически при любой конфигурации сети, создает возможность ее секционирования, позволяет обеспечить высокую надежность электроснабжения потребителей.
Схема типа У—присоединение к подстанции трех и более линий — является наиболее сложной и требует значительных затрат на сооружение и эксплуатацию подстанции. Ее применение является неизбежным в конфигурациях У и М (см. рис. 30). Как следует из данных табл. 15, использование таких присоединений возрастает по мере роста напряжения распределительной сети (110 кВ — примерно 15%, 220 кВ — 25 %, 330 кВ — 35—40 %).
Если исключить ответвительные и тупиковые схемы, то применение проходных и узловых схем в сетях 110 и 220 кВ примерно одинаково (около 65 % проходных и 35 % узловых от суммы этих схем). В сетях 330 кВ доля применения проходных и узловых схем распределяется примерно поровну — по 50%. Это объясняется тем, что на рассматриваемом этапе сеть 330 кВ продолжает в значительной степени оставаться системообразующей, что предопределя ет ее более сложную конфигурацию.