Определенные особенности имеет электроснабжение электрифицированных железных дорог и трубопроводного транспорта — магистральных нефтепроводов и газопроводов. Эти особенности определяются высокими требованиями к надежности электроснабжения пунктов электропотребления магистрали: тяговых подстанций железной дороги, нефтеперекачивающих станций (НПС) нефтепроводов и компрессорных станций (КС) газопроводов, расположенных примерно на равных расстояниях вдоль транспортной магистрали и связанных единым технологическим процессом.
При электрификации железных дорог и сооружении магистральных трубопроводов в мало освоенных районах электрические сети для электроснабжения сооружаются, как правило, вдоль транспортной магистрали; при этом подстанции используются для комплексного электроснабжения потребителей прилегающих районов.
В освоенных районах с развитыми электрическими сетями эти подстанции присоединяются к существующей электрической сети. В обоих случаях должны соблюдаться определенные требования, регламентирующие присоединение к разным типам конфигурации сети подстанций, предназначенных для электроснабжения транспортной магистрали, и подстанций прочих потребителей.
Электрификация железных дорог осуществляется, как правило, на переменном однофазном токе промышленной частоты 25 кВ. Электрификация на постоянном токе 3 кВ в настоящее время практически не используется, за исключением реконструкции и развития участков, уже электрифицированных на таком токе. Расстояния между тяговыми подстанциями переменного тока — 40—50 км, постоянного тока — 20—25 км. Максимальные электрические нагрузки подстанций в зависимости от интенсивности движения колеблются в пределах 15—25 МВт при электрификации на переменном токе и 5—7 МВт на постоянном. В последнее время находит применение система электроснабжения переменного тока 2x25 кВ, позволяющая уменьшить потери электроэнергии или увеличить в 1,5—2 раза расстояния между тяговыми подстанциями по сравнению с системой 25 кВ. При увеличении расстояний между тяговыми подстанциями соответственно возрастают их максимальные нагрузки. Тяговые подстанции согласно СНиП П-39-76 относятся к потребителям первой категории и должны обеспечиваться двусторонним питанием.
Рис. 45. Схемы присоединения тяговых подстанций к ВЛ 110—220 кВ: а — двухцепная тупиковая ВЛ; б — две параллельные одноцепные тупиковые ВЛ; в — одноцепная ВЛ с двусторонним питанием: г — двухцепная ВЛ с двусторонним питанием; г —двухцепная ВЛ с двусторонним питанием; д — две параллельные ВЛ с двусторонним питанием
Питание тяговых подстанций осуществляется на напряжении 110 или 220 кВ с использованием конфигураций сети Д1, Р2 и Д2. Требования к схемам присоединений тяговых подстанций в зависимости от конфигурации сети и конструктивного выполнения ВЛ (двухцепные или одноцепные) сводятся к следующим (рис. 45):
к двухцепной тупиковой ВЛ (рис. 45, а) допускается присоединение одной тяговой подстанции, присоединение к этой ВЛ других подстанций, питающих прочих потребителей, не допускается;
к двум параллельным одноцепным ВЛ, присоединённым к разным секциям сборных шин (рис. 45,б), допускается присоединение в рассечку двух тяговых подстанций;
к одной ВЛ с двусторонним питанием (рис. 45, в) между двумя узловыми подстанциями (имеющими питание от трех ЦП) допускается включение в рассечку не более трех подстанций;
к двухцепной ВЛ с двусторонним питанием (рис. 45, г) между двумя узловыми подстанциями допускается включение не более пяти промежуточных подстанций для ВЛ 220 кВ на переменном и постоянном токе и ВЛ 110 кВ при электрификации на постоянном токе и не более трех для ВЛ 110 кВ при электрификации на переменном токе; при этом одна тяговая подстанция может подключаться на ответвлениях, все остальные промежуточные подстанции под ключаются в рассечку ВЛ;
к двум одноцепным ВЛ с двусторонним питанием (рис. 45, д) между двумя узловыми подстанциями допускается присоединение такого же количества промежуточных подстанций, как и от двухцепных ВЛ, с чередованием подключения в рассечку одной ВЛ и на ответвлениях от двух ВЛ.
Для тяговых подстанций, присоединяемых на двух ответвлениях или в рассечку одной ВЛ, должны приниматься типовые схемы электрических соединений, соответственно два блока с отделителями, с неавтоматической перемычкой со стороны линий и «мостик» с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов (см. ниже, гл 5).
Нефтеперекачивающие станции магистральных нефтепроводов размещаются, как правило, на расстоянии 40— 50 км друг от друга, их электрические нагрузки составляют примерно 5—20 МВт — в зависимости от диаметра трубы. Нагрузки промежуточных НПС по надежности электроснабжения относятся ко второй категории, а головных НПС и промежуточных, расположенных в горных районах,— к первой.
Компрессорные станции магистральных газопроводов размещаются на расстоянии 80—100 км друг от друга. Электрические нагрузки КС зависят от принятого типа привода газоперекачивающих агрегатов: газотурбинного или электрического. В первом случае электрические нагрузки КС невелики и находятся в пределах 1,5—2,5 МВт, во втором случае достигают 70 МВт. Вопрос о типе привода решается комплексно — на основании совместного рассмотрения технологической части и схемы внешнего электроснабжения, поэтому разработку этой схемы обычно выполняют для двух вариантов. По надежности электроснабжения КС относятся к потребителям первой категории.
Подстанции при НПС и КС должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников, при этом электро- приводные КС, головные НПС и головные газотурбинные КС должны питаться по двум одноцепным ВЛ. Остальные газотурбинные КС и НПС (кроме расположенных в особо гололедных и труднодоступных районах) допускается питать по двухцепным ВЛ.
Для питания НПС и газотурбинных КС используются, как правило, сети 110 кВ (иногда 35 кВ), электроснабжение электроприводных КС требует в ряде случаев сооружения подстанций 220—330 кВ.
Требования к схемам присоединения подстанций для электроснабжения НПС и КС к разным конфигурациям сети сводятся к следующему (рис. 46):
к двухцепной тупиковой ВЛ (рис. 46,а) допускается присоединение двух подстанций, в том числе одной подстанции КС (НПС);
к двум параллельным одноцепным ВЛ (рис. 46,б), питающим подстанции при КС (НПС) первой категории, допускается присоединение трех подстанций, а второй категории — четырех (включая подстанции прочих потребителей);
к одноцепной ВЛ с двусторонним питанием (рис. 46, а) допускается присоединение не более трех промежуточных подстанций, при этом подстанции КС (НПС) должны подключаться одноцепными заходами, остальные подстанции могут подключаться на ответвлениях;
к двухцепной ВЛ с двусторонним питанием (рис. 46, г) допускается присоединение до пяти промежуточных подстанций; при этом подстанции КС (НПС) должны присоединяться одноцепными заходами, остальные могут присоединяться на ответвлениях; рекомендуется применять схемы с чередованием заходов и ответвлений.
Рис. 46. Схемы присоединения подстанций для электроснабжения КС газопроводов и НПС нефтепроводов: а —тупиковая двухцепная ВЛ; б — две одноцепные тупиковые ВЛ; в — одноцепная ВЛ с двусторонним питанием; г — двухцепная ВЛ с двусторонним питанием; 1 — подстанция для питания КС (НПС); 2 — подстанция для питания прочих потребителей
Схемы электрических соединений подстанций для питания КС и НПС принимаются по аналогии со схемами тяговых подстанций (см. выше).
