Схемы электрических соединений и оборудование открытых распределительных устройств (ОРУ) электростанции, промежуточной и концевой подстанций
Выбор главной схемы электрических соединений электростанции или крупной подстанции сверхвысокого напряжения представляет собой сложную самостоятельную задачу, которая решается с учетом экономических факторов, факторов надежности, удобства эксплуатации, возможности расширения и многих других. Поэтому в данном проекте целесообразно использовать типовые схемы распределительных устройств электростанций и подстанций или их отдельных узлов, приведенных в (3).
Для крупных электростанций, которые рассматриваются в проекте, наиболее рациональным является блочное соединение генераторов и повышающих трансформаторов, причем следует применять укрупненные блоки, когда к одному трансформатору присоединяются два (сравнительно редко три) генератора. Единичная мощность трансформатора блока должна быть выбрана такой, чтобы обеспечивалась трансформация полной номинальной мощности генераторов блока без учета перегрузочных возможностей трансформатора.
Схемы распределительных устройств высшего напряжения электростанции определяются количеством присоединений - линий, включая линии отходящие в другой район; трансформаторов и других элементов. При малом количестве присоединений могут быть использованы схемы треугольников или четырехугольников, при количестве присоединений более четырех следует использовать схемы «4/3», «3/2» или схемы с двумя выключателями на присоединение.
Схемы распределительных устройств высшего и среднего напряжений промежуточной подстанции могут быть различными. Выбор той или иной схемы в основном зависит от того, какова величина мощности, распределяемой на высшем напряжении, совпадают ли номинальные напряжения ВЛ на двух участках электропередачи, а также от числа подходящих к подстанции линий и числа устанавливаемых автотрансформаторов. Как правило, на подстанциях устанавливаются не более двух трехфазных групп автотрансформаторов. Исключения могут быть сделаны лишь в случае, когда задача не может быть решена с помощью существующей шкалы номинальных мощностей.
При совпадающих напряжениях участков и сравнительно большой распределяемой мощности, отбираемой с шин высшего напряжения, применяют типовые схемы с двумя системами сборных шин, когда устанавливаются три выключателя на два присоединения или два выключателя на каждое присоединение [4]. При одинаковых напряжениях участков электропередачи и относительно небольшой распределяемой мощности близлежащий район целесообразно снабжать энергией по линиям среднего номинального напряжения, с чем связана необходимость сооружения на подстанции двух открытых распределительных устройств (ОРУ) высшего и среднего напряжения, для которых выбираются типовые главные схемы в соответствии с классом напряжения и числом коммутируемых элементов. В этих случаях мощность автотрансформаторов выбирается из расчета трансформации наибольшей мощности потребителей подстанции и питаемого района с учетом допустимых систематических и аварийных перегрузок в нормальном и послеаварийном режимах работы.
Когда номинальные напряжения участков электропередачи разные, на подстанции также сооружаются два ОРУ, но мощность автотрансформаторов выбирается, исходя из необходимости трансформации наибольшей суммарной мощности потребителей подстанции и мощности, отдаваемой в систему или получаемой от нее. Схемы двух ОРУ выбираются согласно вышеприведенным рекомендациям, соответствующим Нормам технологического проектирования подстанции. В соответствии с этими Нормами отключение трансформаторов должно осуществляться не более чем тремя-четырьмя выключателями в пределах одного ОРУ, а отключение каждой ВЛ - не более чем двумя выключателями. Количество отходящих линий от ОРУ среднего напряжения определяется номинальным напряжением линий и средней передаваемой мощностью по линии данного класса напряжения.
При наличии на промежуточной подстанции потребителей низшего напряжения необходимо предусмотреть также сооружение распределительного устройства (РУ) 10 кВ, шины которого подключены к обмоткам низшего напряжения автотрансформаторов. Учитывая, что к этим же обмоткам могут быть подключены синхронные компенсаторы, мощности этих обмоток и их номинальные напряжения должны выбираться с учетом этих нагрузок. Схема РУ 10 кВ применяется типовая, количество отходящих линий от его шин определяется исходя из нагрузки в 3-4 MB-А на одну линию.
Концевой подстанцией электропередачи является опорная подстанция приемной системы, схема ОРУ которой неизвестна. Поэтому с целью сравнения вариантов можно условно принимать число дополнительно устанавливаемых выключателей, равным числу цепей ВЛ второго участка, когда номинальные напряжения ВЛ и опорной подстанции одинаковы.
При несовпадающих напряжениях второго участка электропередачи и шин приемной системы необходимо предусмотреть установку автотрансформаторов связи, выбор мощности и числа которых производится с учетом допустимых систематических и аварийных перегрузок в нормальном и послеаварийном режимах при отключении одного из автотрансформаторов связи. В этом случае возникает необходимость в сооружении дополнительного ОРУ опорной подстанции приемной системы для коммутирования ВЛ второго участка и автотрансформаторов связи. Схема этого ОРУ выбирается также как и схема ОРУ промежуточной подстанции. При необходимости согласования напряжений второго участка электропередачи и системы возможно применение схем автотрансформатор - линия.
Если на втором участке предполагается сооружение двухцепной электропередачи с большой передаваемой мощностью, то целесообразно эти цепи заводить на разные опорные подстанции приемной системы для того, чтобы облегчить распределение получаемой мощности.
Технико-экономическое сравнение вариантов выполнения электропередачи и выбор целесообразного
Технически осуществимые варианты выполнения электропередачи сопоставляются по приведенным затратам на ее сооружение и эксплуатацию. При этом допускается сопоставлять только отличающиеся части рассматриваемых вариантов и не учитывать затраты на возмещение потерь энергии в трансформаторах, шунтирующих реакторах и конденсаторных батареях ввиду малости этих потерь по сравнению с потерями в линиях.
Наибольшие потери мощности в проводах линии (нагрузочные) каждого из участков электропередачи следует определять, пользуясь значениями токов на концах участков, найденными в разделе 3.1. Нагрузочные потери энергии за год вычисляются по времени наибольших потерь τ в предположении работы электропередачи без длительных отключений. Годовые потери энергии при коронировании роводов также определяются исходя из предположения, что линия включена в течение всего года.
При расчете приведенных затрат для варианта, где на одном или обоих участках электропередачи имеются одноцепные линии, необходимо учитывать ущерб, возникающий при внезапном отключении этой линии. Этот ущерб не связан с отключением потребителей и носит системный характер, определяемый возникающим дефицитом мощности в приемной системе и необходимостью покрытия этого дефицита за счет покупки энергии в прилегающих энергосистемах, загрузки неэкономических блоков на электростанциях и т.д. В случае, когда электропередача имеет одноцепные линии на обоих участках, общий ущерб определяется как сумма ущербов для каждого участка. Величина ущерба, связанного с отключением одноцепных участков передачи, входит составной частью в выражение приведенных затрат данного варианта.
Экономически целесообразным признается вариант, характеризуемый наименьшими приведенными затратами при условии, что затраты других вариантов превышают наименьшие более, чем на 5%. В противном случае варианты считаются равно экономичными и выбор одного из них для дальнейшей разработки осуществляется на основании таких дополнительных соображений, как повышенная надежность и способность к дальнейшему развитию, меньшие потери энергии, повышенный запас устойчивости и др.
