15.4. Основные типы схем электрических сетей СЭС

Схемы электрических соединений источников питания от ЭЭС (электрических станций, системных ПС 35 - 220 кВ) в данном параграфе не рассматриваются.
Специфическими источниками питания СЭС при напряжениях 35 -220 кВ являются главные понижающие ПС промышленных предприятий (ГПП), ПС аналогичных напряжений железнодорожного транспорта и ПС глубоких вводов высших напряжений (ПГВ) в жилых районах городов. Определяющими принципами схем ГПП и ПГВ являются:
• минимально необходимое количество электрооборудования высшего напряжения как наиболее дорогого и требующего значительных площадей для его установки;
• двухтрансформаторные ПС 110 - 220/6 - 10 кВ; в ряде случаев - трансформаторы с расщеплёнными обмотками вторичного напряжения для ограничения токов короткого замыкания;
• развитые распределительные устройства 6 - 10 кВ, обеспечивающие возможность присоединения многих линий и оперативную гибкость данной схемы.
В электрических сетях 6 - 10 кВ промышленных объектов и городов достаточно широко применяются распределительные пункты (РП), представляющие собой распределительные устройства указанных напряжений, приближённые к определённым группам ПЭ. На промышленных предприятиях это цеха с крупными двигателями 6 - 10 кВ, в городских сетях это трансформаторные подстанции (ТП) 6 - 10/0,38 кВ, удалённые от основных источников питания. Обоснованиями применения РП являются: сокращение количества ячеек выключателей 6 - 10 кВ на ИП; уменьшение протяжённости кабельных линий; упрощение оперативной эксплуатации распределительных сетей.
В настоящее время РП выполняются при радиальной схеме питающих линий, что соответствует условиям питания крупных двигателей и районов городской застройки (6 - 12 МВт). На рис. 15.3 приведена принципиальная схема распределительного пункта 6 – 10 кВ (а – питание от двух источников ИП-1, ИП; б – от одного). По требованиям надёжности электроснабжения РП относятся к ПЭ I категории. В связи с этим секционные выключатели шин 6 - 10 кВ на ИП и РП разомкнуты в нормальных режимах работы. Секционный выключатель на РП оборудован устройством автоматического включения резерва (АВР) при аварийном отключении одной из секций ИП или одной из питающих линий.

В распределительных электрических сетях 6 - 10 кВ и 380 - 660 В применяются следующие основные типы схем: радиальные, магистральные, кольцевые (петлевые) и их комбинации.
При радиальных схемах по каждой линии питается один ПЭ. Линии могут быть одноцепными или двухцепными в зависимости от требований надёжности электроснабжения конкретных ПЭ, а также от конструктивного выполнения линий. По одноцепным воздушным линиям могут питаться ПЭ, допускающие перерывы питания на время ремонта линии и относящиеся к III категории по требованиям ПУЭ к надёжности электроснабжения. Ввиду длительности ремонтных работ после повреждения кабеля радиальные линии необходимо выполнять двухцепными при питании потребителей всех категорий. Потребители электроэнергии I и II категорий, во всех случаях должны питаться по двухцепным радиальным линиям. При одноцепных воздушных радиальных линиях 6 - 10 кВ трансформаторные подстанции 6 - 10/0,38 кВ выполняются однотрансформаторными в связи с существенно меньшей их повреждаемостью по сравнению с линиями. При двухцепных радиальных линиях ТП 6 - 10/0,38 - 0,66 кВ - двухтрансформаторные. Области применения радиальных схем: электроснабжение единичных ПЭ; при значительных электрических нагрузках ПЭ - в связи с ограничениями пропускной способности линий по условиям допустимого нагрева проводов или жил кабелей или по допустимой потере напряжения в линии и т.п. (для линий 380 В – 150 - 200 кВ • А, для линий 10 кВ – 5 - 6 MB • А).
Магистральные линии характеризуются последовательным присоединением к ним нескольких ПЭ, располагающихся по «одностороннему» направлению относительно ИП. Приведенные выше сведения о радиальных схемах, о возможностях применения одноцепных или двухцепных линий, однотрансформаторных или двухтрансформаторных подстанций 6 - 10/0,38 - 0,66 кВ полностью относятся и к схемам магистральных линий.
Кольцевые (петлевые) конфигурации схем распределительных электрических сетей применяются как при воздушных, так и при кабельных линиях. Характерным для таких электрических сетей 6 - 10 и 0,38 кВ является применение одноцепных линий, однотрансформаторных подстанций и односекционных распределительных щитов 380 В вводов к ПЭ. В связи с замкнутой конфигурацией схем данного типа в нормальных эксплуатационных режимах сети одна из линий должна быть отключена. Необходимость такого режима сети определяется невозможностью избирательного (селективного) отключения повреждённой линии. Последнее определяется отсутствием (по технико-экономическим соображениям) линейных выключателей в цепях всех линий, кроме их головных участков, а также практической невозможностью применения в таких сетях релейных защит направленного действия. Выбор линии, отключённой в нормальных режимах сети, производится по условиям потокораспределения, соответствующего минимальным потерям мощности при наибольших нагрузках ПЭ.
Перерыв питания ПЭ должен составлять не более 1 - 2 ч. Характерными являются номинальные мощности трансформаторов 6 - 10/0,38 кВ в рассматриваемых схемах: 250 - 400 кВ • А, реже 630 кВ • А.
Областями применения таких схем являются распределительные сети городов при застройках жилых кварталов зданиями до 12 этажей, а также населённые пункты и производства сельскохозяйственных районов; для питания ПЭ II категории промышленных предприятий данные схемы также могут применяться.