Sheme napajanja za uporabnike druge kategorije
Da bi zagotovili zanesljivo oskrbo porabnikov energije kategorije II, mora imeti omrežna shema rezervne elemente, ki jih (po okvari glavnih elementov) zažene servisno osebje. V tem primeru lahko pride do neposrednega zmanjšanja vodov 6-20 kV, transformatorjev in vodov 0,4 kV ter medsebojnega zmanjšanja posameznih elementov omrežja (transformatorjev prek omrežja 0,4 kV, presežkov vodov 6-50 kV in transformatorjev prek 0,4 kV).
Zato je osnovni princip konstrukcije distribucijskega omrežja za napajanje sprejemnikov kategorije II sestavljen iz kombinacije zank 6-20 kV, ki zagotavlja dvosmerno napajanje vsake transformatorske postaje, in 0,4 kV zank, povezanih z eno ali različnimi transformatorskimi postajami. električne transformatorske postaje. Dovoljena je tudi uporaba avtomatiziranih shem (večžarkov, dvosmerkov), če njihova uporaba poveča zmanjšane stroške mestnega električnega omrežja za največ 5%.
Tipične sheme napajanja industrijskih obratov
Vezje, prikazano na sl.1, zagotavlja možnost dvosmernega napajanja transformatorske postaje z omrežjem z napetostjo 6-20 kV in pušami 0,4 kV, priključenimi na vodnike z napetostjo 0,4 kV, in je namenjen za napajanje sprejemnikov kategorij II in III.
Slika 1. Napajalna shema za porabnike kategorije II (omrežna shema 6-20 kV in 0,4 kV)
Moč transformatorskih postaj je izbrana z rezervo v primeru napajanja porabnikov, priključenih na zanke 0,4 kV, ki izhajajo iz ene transformatorske postaje, tj. moč transformatorja mora biti zadostna, da zagotovi omejeno omejitev napajanja porabnikov.
Omrežje 0,4 kV lahko deluje v zaprtem načinu, zato bo ugotovljeno, da transformatorji transformatorske postaje delujejo vzporedno v omrežju 0,4 kV. V tem primeru mora biti napajanje transformatorske postaje prek vodov 6-20 kV izvedeno iz enega vira, v transformatorskem vezju 0,4 kV pa so nameščene avtomatske naprave za povratno napajanje.
Na sl. 1 zanka razdelilnih vodov z napetostjo 0,4 kV sprejemniki električne energije II kategorije (a1, a2, b1, b2, l1, l2). Sprejemniki kategorije III (c1, d1) se napajajo iz neredundantnih radialnih linij ali ločenih vhodov nanje.
Za napajanje uporabnika kategorije II ima c2 dva vhoda iz TP2, za uporabnika a1 in a2 pa vod iz enega vira (TP1). Takšna shema napajanja je dopustna, če obstaja centralizirana rezerva transformatorjev v mestnem omrežju in možnost zamenjave poškodovanega transformatorja v 24 urah.
Napajanje porabnikov b1, b2 in l1, l2 se izvaja z zanknimi vodi z napetostjo 0,4 kV, ki povezujejo TP1 in TP2 ter TP2 in TP3.
Konturni vodi z napetostjo 0,4 kV vsebujejo posebno razdelilno napravo, tako imenovano priključno točko (P1, P2), katere zasnova predvideva možnost vgradnje varovalk na za to primerne vode.
V normalnem načinu je distribucijsko omrežje z napetostjo 0,4 kV na priključni točki odprto in vsaka transformatorska postaja napaja svoje območje omrežja. Pod temi pogoji so izbrani preseki žic iz vodov z napetostjo 6-20 kV in 0,4 kV ter moč transformatorjev.
Izbrani parametri se nadalje preverjajo pod pogoji, ki so posledica kršitev običajnega načina. Torej mora prečni prerez vodov z napetostjo 6-20 kV zagotoviti prehod vse moči transformatorskih postaj, priključenih na zanko, na podoben način je izbran prečni prerez vodov 0,4 kV, tj. prečni prerez žic mora zagotavljati prehod vse moči, priključene na plastnico z napetostjo 0,4 kV (v našem primeru so to moči porabnikov a1 in a2 ali l1 in l2 ali b1 in b2). ). Presek vhodov do uporabnika c2 se vzame glede na pogoje napajanja za tega uporabnika, en vhod naenkrat v primeru izrednih razmer, drugi se odklopi.
Moč transformatorjev v transformatorski postaji je izbrana ob upoštevanju alternativnega izstopa sosednjih transformatorjev iz obratovanja in presežka moči potrošnikom, ki jih napajajo le vodi 0,4 kV. Torej, v primeru okvare transformatorja TP2, mora porabniško breme b2 prejemati napajanje iz TP1 po namestitvi varovalke F11, porabniško breme l1 pa iz TP3 po namestitvi varovalke F17.V primeru okvare transformatorja TP3 se obremenitev porabnika l2 napaja iz TP2, obremenitev d1 pa se odklopi za čas popravila ali zamenjave poškodovanega transformatorja TP3.
Tako je treba moč transformatorja TP1 določiti ob upoštevanju potrebe po oskrbi potrošnika b2 in moč transformatorja TPZ - ob upoštevanju potrebe po oskrbi potrošnika l1.
Moč transformatorja TP2 je treba določiti ob upoštevanju potrebe po dobavi največje močne obremenitve potrošnikov b1 in l2 (glej sliko 1). Rezervna moč transformatorja je določena s konfiguracijo 0,4 kV napetostnega omrežja in načeloma je možno v transformatorsko postajo vgraditi transformatorje s takšno močjo, ki bi zadoščala za potrebe vseh uporabnikov odklopljenega transformatorja. transformatorske postaje. V tem primeru pa se bodo stroški izgradnje omrežja močno povečali.
Če je na priključni točki P1 vgrajena varovalka, se zančni vod 0,4 kV sklene in transformatorja transformatorja (če izpolnjujeta pogoj za vzporedno delovanje) povežeta med seboj vzporedno preko omrežja 0,4 kV. V tem primeru se omrežje imenuje polzaprto. V takšnem omrežju je stopnja izgub energije minimalna, izboljša se kakovost dovedene energije do uporabnika, poveča se zanesljivost omrežja.
Kot je razvidno iz sl. 1 so za vzporedno delovanje vključeni transformatorji, priključeni samo na eno linijo z napetostjo 6-20 kV.Transformatorji se lahko priključijo tudi na vzporedno delovanje, katerega moč zagotavljajo različni distribucijski vodi 6-20 kV, ki izvirajo iz samo enega vira, da se prepreči napajanje točke kratkega stika v omrežju 6-20 kV z napetostjo 0,4 kV iz vzporedno delujoči transformator v tokokrogih transformatorjev 0,33 kV je treba namestiti avtomatske naprave za povratno moč.
Ko omrežje z napetostjo 0,4 kV deluje v zaprtem načinu, so na priključnih mestih nameščene varovalke z nazivnim tokom za dva do tri korake manj kot na glavnih odsekih 0,4 kV voda in transformatorske postaje.
Če je odsek 0,4 kV zanke poškodovan, na primer v točki K1 (glej sliko 1), pregorita varovalka P1 in varovalka glave tega voda v TP1. Hkrati uporabnik še naprej prejema napajanje iz TP2. Lokacijo in določitev narave okvare ter potrebne preklope v omrežju izvaja servisno osebje.
riž. 2. Zanka omrežne napetosti 6-20 kV in 0,4 kV
V odsotnosti varovalke P1 v zaprtem omrežju z napetostjo 0,4 kV in okvari na točki K1 bi morale pregoreti varovalke glavnih odsekov zanke v TP1 in TP2, zaradi česar je oskrba potrošnikov z električno energijo prekinjena. je prekinjen.
V diagramu, prikazanem na sl. 1 je izguba vsakega elementa omrežja povezana z izpadom električne energije posameznih uporabnikov. V primeru okvare, na primer, v glavi voda z napetostjo 6-20 kV iz CPU1, se ta vod skupaj s TP1 in TP2 izklopi z relejno zaščito na strani CPU1.Ob tem pregori varovalka P1, zaradi česar je prekinjeno napajanje porabnikov, ki jih napajata TP1 in TP2.
Po identifikaciji in lociranju okvarjenega območja se odklopnik P1 vklopi in zančna linija prejme napajanje iz CPU2, s čimer se obnovi napajanje TP1 in TP2.
Če pride do poškodbe transformatorja v kateri od transformatorskih postaj, pregorijo varovalke na strani 6-20 kV in varovalke priključnih mest. Posledično je prekinjeno napajanje porabnikov, ki jih napaja TP.
Upoštevajte, da je lokacija običajnega odpiranja zanke 6-20 kV (odklopnik P1) razkrita kot rezultat izračuna, ki temelji na minimalnih izgubah moči ali energije v omrežnem tokokrogu. Opozorimo na značilnosti gradnje zaprtih omrežij z napetostjo 0,4 kV, ki se pogosto uporabljajo v tujini. Prisotnost zaprtega omrežja z napetostjo 0,4 kV zagotavlja vzporedno delovanje vseh transformatorjev v omrežju.
Distribucijsko omrežje 6-20 kV je treba izvesti z radialnimi vodi z enosmernim napajanjem. Redundanca posameznih omrežnih elementov v primeru njihove okvare se izvaja avtomatsko prek zaprtega omrežja 0,4 kV, hkrati pa je zagotovljena neprekinjena oskrba porabnikov z električno energijo v primeru izpada vodov in transformatorjev 6-20 kV ter 0,4 kV vodov, odvisno od metode, sprejete za njihovo zaščito (slika 3).
riž. 3. Zaprto omrežje z napetostjo 0,4 kV brez uporabe zaščite
Pri zaščiti zaprtih vodov 0,4 kV z varovalkami se porabniki odklopijo v primeru poškodb samih vodov.Če je zaščita omrežja temeljila na principu samouničenja na mestu okvare zaradi vžiga kabla in vžiga njegove izolacije na obeh straneh, kot je bilo v prvih slepo zaprtih omrežjih ZDA, potem neprekinjenost napajanja porabnikov bi bila motena le v primeru okvare: na vhodih 0,4 kV do njih.
Navedeni princip zaščite se je izkazal za najbolj sprejemljivega za omrežja z enožilnimi kabli z umetno izolacijo, položenimi v blokih. V omrežjih s štirižilnimi kabli s papirno-oljno izolacijo, ki se uporabljajo v naši državi, uporaba tega načela povzroča težave.
Samouničenje na mestu okvare je posledica dejstva, da oblok, ki nastane na mestu kratkega stika, po nekaj obdobjih ugasne zaradi nastajanja velike količine neioniziranih plinov, ki se sproščajo med gorenjem izolacije kabla in nizka napetost omrežja, ki ni sposobna vzdrževati mavrice.
Zanesljivo gašenje obloka se pojavi pri napetosti 0,4 kV in toku skozi oblok 2,5-18 A. Na mestu poškodbe kabel pregori, njegovi konci so kodirani s sintrano maso kabelske izolacije. Ker pa se je moč kratkega stika povečala in so se pogoji izgorelosti kabla poslabšali v ameriških omrežjih, so se začeli uporabljati odvodniki (grobe varovalke), ki med dolgotrajnim postopkom gašenja obloka locirajo poškodovani del na mestu okvare kabla.
Za razliko od zanke se izbira parametrov posameznih elementov omrežja izvaja glede na stanje napajanja vseh njegovih uporabnikov v normalnih in po izrednih režimih, ki se pojavijo v omrežju, ko so njegovi elementi poškodovani.
Prerez vodov z napetostjo 0,4 kV in močjo transformatorjev je treba določiti ob upoštevanju porazdelitve pretoka v zaprtem omrežju in preveriti v pogojih izrednega načina, ko so distribucijski vodi en in 6-20 kV izhod iz dela skupaj s transformatorji. Hkrati mora biti prenosna zmogljivost vodov in moč transformatorjev, ki ostanejo v uporabi, zadostna, da zagotovijo delovanje vseh uporabnikov omrežja brez omejitve njihove moči v izrednem načinu. Določiti je treba tudi presek vodov z napetostjo 6-20 kV, pri čemer je treba upoštevati razgradnjo drugih vodov 6-20 kV.
Omrežje z napetostjo 0,4 kV je zaprto brez uporabe zaščite. Omrežje 6-20 kV je sestavljeno iz ločenih razdelilnih vodov L1 in L2.Na 0,4 kV strani transformatorjev so nameščene avtomatske naprave za povratno moč, ki se izklopijo v primeru okvare v omrežju 6-20 kV (vodi ali transformatorji) in napajati mesto napake iz nepoškodovanega voda L2 preko transformatorja in zaprtega omrežja z napetostjo 0,4 kV. Stroj se izklopi šele, ko je smer toka energije obrnjena.
V primeru okvare distribucijskega voda z napetostjo 6-20 kV na točki K1 se vod L1 odklopi s strani procesorja. Transformatorji, priključeni na to linijo, so odklopljeni iz omrežja 0,4 kV z napravami za avtomatsko povratno napajanje, nameščenimi v transformatorski postaji pri napetosti 0,4 kV. Na ta način je mesto okvare lokalizirano in napajanje porabnikov 0,4 kV se izvaja preko L2 in TP3.
V primeru okvare na točki K2 omrežja z napetostjo 0,4 kV se mora okvarno mesto samouničiti zaradi pregorevanja kabla, prekinitev napajanja pa je možna le v primeru okvare na vhodih v potrošnik.
Ker je uporaba pojava spontanega vžiga štirižilnega kabla z izolacijo iz viskozne impregnacije naletela na znatne težave, so se za zaščito omrežja začele uporabljati naprave za samodejno povratno napajanje s selektivnimi varovalkami, ki so nameščene na vseh vodih 0,4 kV.
Pri poškodbi voda 0,4 kV pregorijo varovalke vgrajene na njegovih koncih in pride do prekinitve napajanja porabnikov, priključenih na ta vod. Ker je obseg odklopov potrošnikov majhen, je v evropskih mestih najpogostejša kombinacija naprav za avtomatsko povratno napajanje z varovalkami v prisotnosti zaprtega omrežja z napetostjo 0,4 kV.
Zaprta omrežja z napetostjo 0,4 kV se uporabljajo pri nas in v tujini z napajanjem iz enega vira. To omogoča uporabo najpreprostejše naprave avtomatske naprave z vzvratno močjo. Ko zaprto omrežje napajajo različni viri in kratkotrajno zmanjšanje napetosti na vodilih enega od procesorjev, se spremeni smer pretoka moči skozi povratne napajalne stroje. Slednji so izklopljeni, zato so izklopljeni vsi TP-ji, povezani s tem virom.
V tem primeru morajo biti odklopniki povratnega napajanja opremljeni z napravami za samodejno ponovno vklop, ki delujejo glede na nivo napetosti na sekundarni strani transformatorjev.Ob ponovni vzpostavitvi napetosti se samodejno vklopijo izklopljene avtomatske reverzne naprave in ponovno vzpostavi sklenjen tokokrog omrežja. Samodejni ponovni vklop močno oteži zadnje močnostne odklopnike, ker sta potrebna samodejni zapiralni aktuator in namenski napetostni rele. Zato vezja zaprtega omrežja, ki jih napajajo različni viri, niso pridobila razširjenosti.
Zaprto omrežje napetosti 0,4 kV zagotavlja zanesljivejše napajanje odjemalcev, manjše izgube električne energije v omrežju in boljšo kakovost napetosti odjemalcev. Ker se tako omrežje napaja iz enega vira, se lahko uporablja samo za napajanje odjemalcev II.
Na podlagi zaprtega tokokroga omrežja z napetostjo 0,4 kV je bila razvita njegova modifikacija, ki zagotavlja dodatno namestitev avtomatskih prenosnih stikal (ATS) v omrežju z napetostjo 6-20 kV, začetni element ki je avtomatska rezervna naprava. V tem primeru je omrežje 0,4 kV zaščiteno z varovalkami.