Оперативная схема и схема-макет электрических соединений электростанций и подстанций
Основные требования к оперативным схемам и схемам-макетам изложены в указанной выше в п. 10.1 «Инструкции по переключениям в электроустановках».
На заготовленных оперативных схемах электрических соединений электростанций и ПС все коммутационные аппараты и стационарные заземляющие устройства изображаются в положении (включенном или отключенном), соответствующем схеме нормального режима, утвержденной главным инженером станции или предприятия электрических сетей.
Оборудование новых присоединений, на которое напряжение может быть подано включением коммутационных аппаратов, считается действующим и наносится на оперативную схему.
На оперативных схемах и схемах-макетах отражаются все изменения положений коммутационных аппаратов, устройств РЗиА, места наложения переносных заземлений и включения заземляющих ножей.
При сдаче дежурства персонал передает по смене оперативную схему (схему-макет) электроустановки с обозначением на ней действительных положений коммутационных аппаратов, отключенных устройств РЗиА, а также заземляющих устройств.
Действительные положения коммутационных аппаратов, отключенных устройств РЗиА и заземляющих устройств обозначаются нанесением на оперативную схему условных знаков непосредственно на графическое обозначение аппарата или рядом с графическим обозначением соответствующего аппарата (устройства), если положение аппарата (устройства) было изменено.
Знаки наносятся карандашом, чернилами или пастой красного цвета.
Знак «З!» — устройство релейной защиты отключено — наносится рядом с графическим обозначением защищаемого оборудования (генератор, трансформатор, линия, сборные шины).
Знак «А!» — устройство автоматики отключено — наносится рядом с графическим обозначением выключателя, на который воздействует автоматическое устройство.
При снятии с оборудования переносного заземления, а также при включении в работу отключенного ранее устройства релейной защиты или автоматики соответствующие знаки на оперативной схеме перечеркиваются карандашом, ручкой (чернилами или пастой) темного цвета.
Не допускается исправление ошибочно нанесенных знаков. Ошибочные знаки обводятся кружком синего цвета, а рядом наносятся правильные знаки.
Срок действия оперативной схемы не ограничивается; новая оперативная схема составляется по мере необходимости.
Оперативная схема имеет порядковый номер. При сдаче дежурства оперативная схема подписывается сдающим и принимающим дежурство с указанием даты и времени.
При пользовании схемами-макетами ведение оперативных схем необязательно.
На схемах-макетах все изменения положений коммутационных аппаратов, устройств РЗиА, заземляющих устройств отражаются с помощью символов коммутационных аппаратов и навесных условных знаков. Порядок ведения схемы-макета электроустановки указывается в инструкции энергопредприятия.
Допускается ведение оперативной схемы на компьютере. Порядок ведения оперативной схемы на компьютере также устанавливается в инструкции энергопредприятия.
Бланки переключений
Бланк переключений(обычный) — это оперативный документ, в котором приводится строгая последовательность операций с коммутационными аппаратами, заземляющими разъединителями (ножами), цепями оперативного тока, устройствами релейной защиты, противоаварийной и режимной автоматики, операций по проверке отсутствия напряжения, наложению и снятию переносных заземлений, вывешиванию и снятию плакатов, а также необходимых (по условиям безопасности персонала и сохранности оборудования) проверочных операций.
Типовой бланк переключений— это оперативный документ, в котором указывается строгая последовательность операций при выполнении повторяющихся сложных переключений в электроустановках разных уровней управления или разных энергообъектов.
В бланках переключений устанавливаются порядок и последовательность операций при проведении переключений в схемах электрических соединений электроустановок и цепях РЗиА.
По бланкам переключений выполняются сложные переключения, а также все переключения (кроме одиночных) на электроустановках, не оборудованных блокировочными устройствами или имеющих неисправные блокировочные устройства.
Наряду с обычными бланками переключений для повторяющихся сложных переключений разрабатываются и используются типовые программыи типовые бланкипереключений.
К сложнымотносятся переключения, требующие строгой последовательности операций с коммутационными аппаратами, заземляющими разъединителями и устройствами релейной защиты, противоаварийной и режимной автоматики. При выполнении указанной в программах и бланках переключений последовательности операций обеспечивается безопасность оперативного и ремонтного персонала и предотвращается возникновение или развитие нарушений в работе электроустановки.
При производстве сложных переключений замена бланков или программ переключений какими-либо другими оперативными документами не допускается.
Для каждой электростанции, ПС и электроустановки распределительных электросетей разрабатываются перечни видов переключений, выполняемых по обычным бланкам переключений, по типовым бланкам и программам переключений, а также перечень видов переключений, выполнение которых допускается без бланков переключений. В каждом перечне указывается число лиц оперативного персонала, участвующих в тех или иных переключениях.
Перечни сложных переключений, утверждаемые техническими руководителями соответствующих энергообъектов, хранятся на диспетчерских пунктах, центральных (главных) щитах управления электрических станций и ПС.
Перечни сложных переключений пересматриваются при изменении схемы, состава оборудования, устройств РЗиА.
Обычный бланк переключений составляется оперативным или оперативно-ремонтным персоналом, который будет производить переключения, после записи распоряжения в оперативном журнале.
Допускается составление бланка переключений указанным персоналом заблаговременно в течение смены.
Типовые бланки переключений заранее разрабатываются персоналом энергопредприятий применительно к сложным переключениям в главной схеме электрических соединений электроустановки, в цепях собственных нужд, устройствах РЗиА с учетом того, что переключения, содержащие операции с аппаратурой вторичной коммутации в цепях противоаварийной системной автоматики, относятся к числу сложных.
Типовые бланки переключений подписываются на электростанциях начальниками электрических цехов и их заместителями по РЗиА; на предприятиях электрических сетей — начальниками диспетчерских служб и начальниками местных служб РЗиА.
Типовые бланки переключений на ПС согласовываются с начальниками соответствующей диспетчерской службы, в оперативном управлении которой находится оборудование, и утверждаются главным инженером предприятия.
Программы переключений (типовые программы) применяются оперативными руководителями при производстве переключений в электроустановках разных уровней управления и разных энергообъектов.
Программа переключений утверждается руководителем диспетчерского управления, в оперативном подчинении которого находится все переключаемое оборудование.
Степень детализации программ принимается соответствующей уровню диспетчерского управления.
Лицам, непосредственно выполняющим переключения, разрешается применять программы переключений соответствующего диспетчера, дополненные бланками переключений.
Типовые программы и бланки переключений своевременно корректируются при изменениях в главной схеме электрических соединений электроустановок, связанных с вводом нового оборудования, заменой или частичным демонтажом устаревшего оборудования, реконструкцией РУ, а также при включении новых устройств РЗиА или изменениях в электроустановках.
При планируемых изменениях схемы и режимов работы энергосистемы и изменениях в устройствах РЗиА производственными службами энергосистем, в управлении которых находятся оборудование и устройства РЗиА, заранее вносятся необходимые изменения и дополнения в типовые программы и бланки переключений на соответствующих уровнях оперативного управления.
Бланки переключений (типовые бланки) используются оперативно-диспетчерским персоналом, непосредственно выполняющим переключения.
В бланках переключений устанавливаются порядок и последовательность операций при проведении переключений в схемах электрических соединений электроустановок и цепях РЗиА.
В бланке переключений (обычном и типовом) записываются все операции с коммутационными аппаратами и цепями оперативного тока, операции с устройствами РЗиА (а также с цепями питания этих устройств), операции по включению и отключению заземляющих ножей, наложению и снятию переносных заземлений, операции по фазировке оборудования, результаты осмотра опорно-стержневых изоляторов (наличие трещин и сколов) перед производством операций с разъединителями, операции с устройствами телемеханики и другие в определенной последовательности их выполнения.
В бланках переключений указываются наиболее важные проверочные действия персонала:
проверка отсутствия напряжения перед наложением заземлений (включением заземляющих ножей) на токоведущие части;
проверка на месте включенного положения ШСВ до начала выполнения операций по переводу присоединений с одной системы шин на другую;
проверка на месте отключенного положения выключателя, если следующей является операция с разъединителями;
проверка на месте или по устройствам сигнализации положения каждого коммутационного аппарата первичной цепи после выполнения операции аппаратом;
проверка по окончании переключений соответствия переключающих устройств в цепях РЗиА режимным картам.
Каждая операция (или действие) в бланке переключений записывается под порядковым номером.
Непосредственно перед выполнением переключений по обычному бланку переключений правильность записанных в нем операций проверяется по оперативной схеме (или схеме-макету), точно отражающей действительное положение коммутационных аппаратов электроустановки на момент проверки.
После проверки бланк переключений подписывается двумя лицами — выполняющим переключения и контролирующим их.
При выполнении переключений одним лицом из оперативного персонала правильность составления бланка переключений контролирует оперативный руководитель, отдавший распоряжение о переключении, и в бланк вносится его фамилия.
На электростанциях при участии в переключениях начальника смены электрического цеха (в качестве контролирующего лица) и дежурного электромонтера (в качестве выполняющего операции) на бланке переключений делается надпись «Переключения разрешаю» за подписью начальника смены электростанции.
При пользовании типовыми бланками переключений соблюдаются следующие условия:
решение о применении типового бланка переключений при выполнении конкретных операций принимается лицом, выполняющим переключения, и контролирующим лицом;
на типовом бланке переключений указывается, для каких присоединений, при выполнении какого задания и при какой схеме электроустановки он может быть применен;
перед началом выполнения переключений типовой бланк переключений проверяется по оперативной схеме или схеме-макету электроустановки контролирующим лицом. О проверке типового бланка переключений и правильности изложенной в нем последовательности операций и проверочных действий в оперативном журнале после записи распоряжения диспетчера о переключении делается запись о том, что соответствующий типовой бланк переключений проверен, соответствует схемам и переключения в указанной в нем последовательности могут быть выполнены. Допускается делать указанную запись в типовом бланке переключений за подписями лица, производящего операции, и лица, контролирующего данные переключения;
не допускается применять типовой бланк переключений в случае несоответствия схемы электроустановки или состояния устройств РЗиА той схеме, для которой был составлен типовой бланк. Не допускается внесение оперативным персоналом изменений и дополнений в типовой бланк переключений, если он соответствует схеме и заданию;
если в схеме первичных соединений или в цепях РЗиА электроустановки произошли изменения, исключающие возможность выполнения операций по отдельным пунктам типового бланка переключений, или обнаружены ошибки в нем, оперативный персонал электростанции, ПС делает соответствующую запись в оперативном журнале и сообщает об этом лицам, подписавшим типовой бланк переключений, или лицам, заменяющим их по должности, а также оперативному руководителю. Применение типового бланка в этом случае не допускается; составляется обычный бланк переключений;
в случае, когда при пользовании типовым бланком переключений на проведение очередной операции на данной электроустановке требуется получить распоряжение диспетчера (например, распоряжение на включение заземляющих ножей на отключаемую ЛЭП), в типовом бланке переключений перед записью этой очередной операции делается о.
При сложных переключениях в электроустановках с применением обычных и типовых бланков переключений допускается привлекать к выполнению отдельных операций в схемах РЗиА лиц из числа работников местных служб РЗиА, закрепленных за этими устройствами. Привлеченный к переключениям работник службы РЗиА проверяет правильность и очередность операций, записанных в бланке переключений, подписывает бланк переключений как участник переключений и выполняет очередные операции в цепях РЗиА по распоряжению лица, выполняющего переключения в схеме первичных соединений. При этом распоряжения и сообщения об их выполнении могут передаваться с использованием средств связи.
Бланки переключений (обычные и типовые) являются отчетными документами и находятся под строгим учетом.
Выдаваемые оперативному персоналу резервные экземпляры бланков оперативных переключений (как обычных, так и типовых) нумеруются. Номера всех выданных оперативному персоналу резервных бланков переключений фиксируются в оперативном журнале. При сдаче смены указываются номера последних использованных (заполненных) бланков. Хранятся использованные бланки переключений (в том числе и испорченные) по порядку их номеров.
Использованные уже бланки переключений хранятся не менее 10 дней.
Правильность заполнения, применения и ведения отчетности по бланкам переключений периодически контролируется руководством электроцеха на электростанциях, оперативным персоналом в электрических сетях.
Ниже приводится рекомендуемая форма бланка переключения.
Глава 13. Требования к персоналу энергопредприятий
Общие положения
При организации и проведении любых работ по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту энергооборудования приоритетное значение придается мерам по охране труда и безопасности.
Правила работы с персоналом электростанций, ПС и других энергопредприятий регламентируются действующими ПТЭ и «Межотраслевыми правилами по охране труда (правилами безопасности) при эксплуатации электроустановок», а также действующими «Правилами работы с персоналом в организациях электроэнергетики Российской Федерации», утвержденными приказом Минэнерго России от 19 февраля 2000 г. № 49.
Требования указанных Правил должны отражаться в инструкциях и положениях, а также в организационно-распорядительных документах, действующих в электроэнергетических организациях.
В табл. 13.1. приведены основные термины, относящиеся к персоналу энергетических предприятий, и их определения.
Таблица 13.1
Продолжение табл. 13.1
Окончание табл. 13.1
Ответственность за работу с персоналом несет руководитель организации или должностное лицо из числа руководящих работников организации, которому руководитель организации передает эту функцию и соответствующие права.
В случае передачи руководителем организации своих прав и функций по работе с персоналом должностному лицу из числа руководящих работников все решения в отношении персонала может принимать это должностное лицо.
Работа с персоналом является одним из основных направлений в деятельности организации и ее структурных подразделений.
В табл. 13.2 приведены обязательные формы работы с различными категориями работников.
Таблица 13.2
Окончание табл. 13.2
Работа с лицами, совмещающими профессии (должности), ведется в полном объеме по их основной и совмещаемой профессии (должности).
Руководитель организации в соответствии с законодательством не должен допускать к выполнению трудовых обязанностей работников, не прошедших обучение, инструктаж, стажировку, проверку знаний по охране труда, обязательные медицинские осмотры, а также в случае медицинских противопоказаний.
В соответствии с приказом Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации от 16 августа 2004 г. № 83, персонал, занятый работами по обслуживанию и ремонту действующих электроустановок напряжением 42 В и выше переменного тока, 110 В и выше постоянного тока, а также по монтажу, наладке, испытаниям и измерениям в этих электроустановках, обязан проходить предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования).
Подготовка по новой должности
К подготовке по новой должности допускаются лица с профессиональным образованием, а по управлению энергоустановками — также и с соответствующим опытом работы.
Работники, не имеющие соответствующего профессионального образования или опыта работы, как вновь принятые, так и переводимые на новую должность, должны пройти обучение по действующей в отрасли форме обучения.
Программа подготовки оперативных руководителей должна предусматривать их стажировку, проверку знаний, дублирование, кратковременную самостоятельную работу на рабочих местах объектов, в том числе:
дежурного диспетчера предприятия электрических сетей — стажировку, проверку знаний и дублирование в должности дежурного базовой ПС, диспетчера района электрических сетей и в одной из ОВБ;
дежурного диспетчера района электрических сетей — стажировку, проверку знаний и дублирование в должности дежурного базовой ПС. Если в сетевом районе нет ПС с постоянным дежурным персоналом — стажировку, проверку знаний и дублирование в ОВБ;
начальника смены электрического цеха — самостоятельную работу на рабочих местах старшего электромонтера по обслуживанию электрооборудования электростанции и электромонтера главного щита управления и др.
Подготовка перечисленных выше оперативных работников проводится по индивидуальным программам.
Стажировка
Стажировка проводится под руководством ответственного обучающего лица и осуществляется по программам, разработанным для каждой должности и рабочего места, утвержденным в установленном порядке.
Руководитель организации или подразделения может освобождать от стажировки работника, имеющего стаж по специальности не менее трех лет, переходящего из одного цеха в другой, если характер его работы и тип оборудования, на котором он работал ранее, не меняются.
Допуск к стажировке оформляется распорядительным документом (приказом, указанием) руководителя организации или структурного подразделения. В документе указываются календарные сроки стажировки и фамилии лиц, ответственных за ее проведение.
Продолжительность стажировки устанавливается индивидуально в зависимости от уровня профессионального образования, опыта работы, профессии (должности) обучаемого.
В процессе стажировки работник должен:
усвоить ПТЭ, правила охраны труда и безопасности, правила пожарной безопасности и их практическое применение на рабочем месте;
изучить схемы, производственные инструкции и инструкции по охране труда, знание которых обязательно для работы в данной должности (профессии);
отработать четкое ориентирование на своем рабочем месте;
приобрести необходимые практические навыки в выполнении производственных операций;
изучить приемы и условия безаварийной, безопасной и экономичной эксплуатации обслуживаемого оборудования.
Энергодиспетчер
Иногда можно услышать такую оперативную команду:
— На подстанции «NNN» восстанавливайте нормальную схему.
Это обычно не команда, а разрешение вышестоящего оперативного руководителя на переключения на подстанции . Эти переключения приведут схему к нормальному режиму. Так что такое этот нормальный режим?
1.Это схема первичных цепей подстанции утвержденная техническим руководителем предприятия, на которой обозначены точки нормальных разрывов в первичных цепях. Да, точки нормальных разрывов это понятие не только электросетевое,но и подстанционное, так как на подстанции тоже есть такие точки.
Например: как правило, точки нормальных разрывов указываются на секционных и шиносоединительных аппаратах, из соображений надежности. Но бывают и исключения, когда точка нормального разрыва указывается на линейном разъединителе линии. Цель такого режима: сохранения напряжения на этой линии, при полном погашении подстанции в результате замыканий и работы АВРов. На приведенной на рисунке схеме мы видим типовое решение двойной, несекционированной системы шин с отключенным шиносоединительным выключателем. точки нормального разрыва будут на шинных разъединителях линий и трансформаторов (как правило на схеме не указывают, что используется масло гидравлические rocol:)).
2. Что еще указывают на нормальной схеме подстанции?
а) Указания по релейной защите. Обычно оговорены фразой: «Все устройства РЗ и ПА трансформаторов и отходящих линий должны быть введены в соответствии с таблицей уставок»
б) Указания по автоматическому вводу резерва (АВР), Должны быть оговорены на каких аппаратах введен и какие краты (ступени) АВР разрешены при нормальной схеме.
в) Положение ЗОН. Очень важный параметр это включенное/отключенное положение ножей заземления нейтрали трансформаторов (110/10) кВ. Их положение определяет величину токов короткого замыкания в сети 110 кВ и рассчитывается службой РЗиПА ЦДС (РДУ).
г) Указания по ремонтным режимам. Иногда к схеме нормального режима подстанции прилагаются программы (типовые программы переключений) В этих программах кратко указывается: особые указания по выводу оборудования, какие аппараты с какими нужно выводить совместно, какой задавать режим включения ЗОН при ремонтных схемах, действия с ключами противоаварийной автоматики.
Подробные пошаговые программы вывода оборудования отдельно хранятся у диспетчера в управлении которого находится данное оборудование.
Основные требования к главным схемам электроустановок
ЛЕКЦИЯ № 7
По дисциплине «Электрооборудование электрических станций и подстанций»
для специальности «Нетрадиционные источники электроэнергии»
Тема: Общая характеристика электрических станций.
Цель:
Сформировать у слушателей знания о видах главных схем электростанций, элементах главных схем и требованиях к главным схемам.
ПЛАН
1.Общие сведения о схемах электроустановок.
2.Элементы главных схем.
3.Основные требования к главным схемам электроустановок.
4.Виды главных схем.
Литература:
1. А.А. Чунихин Электрические аппараты, М.:Энергоатомиздат, 1998, учебник для ВУЗов. 718 с.
2. Л.А. Родштейн. Электрические аппараты, Л.:Энергоиздат, 1981, учебник для техникумов. 304 с.
3. В.М.Яшутин, О.Ю.Анисимов «Электрические аппараты СИЯиП, Учебное пособие, 200.
4. В.М.Яшутин, «Альбом рисунков к учебному пособию», «Электрические аппараты», СИЯиП, 1997.
5. Б.К. Буль и др. Основы теории электрических аппаратов. М.: Высшая школа 1990. 230 с
г. Севастополь
20 г.
Общие сведения о схемах электроустановок
Главной схемой
электрических соединений электростанции (подстанции) называется совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями.
Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части электростанций (подстанций), так как он определяет полный состав элементов и связей между ними. Выбранная главная схема является исходной при составлении принципиальной схемы электрических соединений, схемы собственных нужд, схемы вторичных соединений, монтажных схем и т.д.
На чертеже главные схемы изображаются в однолинейном исполнении, при отключенном положении всех элементов установки.
Все элементы и связи между ними изображаются в соответствии со стандартами единой системы конструкторской документации (ЕСКД).
В условиях эксплуатации наряду с принципиальной главной схемой применяются упрощенные оперативные схемы, в которых указывается только основное оборудование. Дежурный оперативный персонал каждой смены заполняет оперативную схему и вносит в нее необходимые изменения о положении выключателей и разъединителей, происходящие во время дежурства.
При проектировании электроустановок до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии (мощности), на которой показывают основные функциональные части электроустановки (РУ, генераторы, трансформаторы) и связи между ними. Структурные схемы служат для дальнейшей разработки более подробных и полных принципиальных схем, а также для общего ознакомления с работой электроустановки.
На чертежах этих схем функциональные части изображаются в виде прямоугольников или условных графических изображений (рисунок 1,а). Никакой аппаратуры (выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и т.д.) на этой схеме не показывают.
На рисунке 1,б показана главная схема этой же подстанции без некоторых аппаратов – трансформаторов тока , напряжения, разрядников. Такая схема называется упрощенной принципиальной схемой электрических соединений. На полной принципиальной схеме указывают все аппараты первичной цепи, заземляющие ножи разъединителей и отделителей, указывают также типы применяемых аппаратов.
Рисунок 1 – Главная схема понизительной подстанции
а – структурная схема; б – принципиальная схема
Элементы главных схем
К элементам главных схем, кроме основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы), относятся шины, разъединители, выключатели, реакторы и измерительные трансформаторы, а также провода, соединяющие аппараты одного присоединения и фидера (ошиновка).
В зависимости от назначения различают сборные, обходные, рабочие, резервные шины.
Сборные шины
предназначены для приема электроэнергии от генераторов и последующего распределения ее между присоединениями.
Обходные шины
позволяют проводить ремонты оборудования без перерыва нормальной работы присоединений, получающих питание во время ремонта «в обход» своего выключателя от этой вспомогательной системы шин.
Резервные шины
делают возможным ремонт сборных шин без перерыва работы станции и нарушения электроснабжения потребителей. В большинстве схем с двумя системами шин любая из них может выполнять функции или рабочей, или резервной.
Следующим важным элементом всякой схемы является выключатель. Выключатели различаются по выполняемым функциям.
Выключатель, при помощи которого осуществляются включения и отключения генераторов, трансформаторов и линий в нормальных и аварийных условиях, называется выключателем присоединения
.
Соединение сборных шин между собой производится междушинным выключателем
(МШВ), секций шин –
секционным выключателем
.
Обходной выключатель
связан с обходной системой шин и заменяет основные выключатели присоединений при их ремонте.
Разъединители используют в основном при ремонтах, создавая между ремонтирующимся оборудованием и элементами РУ, находящимися под напряжением, безопасный воздушный промежуток и обеспечивая между ними видимый разрыв.
Часто разъединители выполняют оперативные функции при выборе системы шин и подключении к ним присоединений. Существуют также заземляющие разъединители для надежного заземления отключенной для ремонта установки и специальные разъединители с быстродействующим автоматическим приводом, используемые для включения на землю одной или нескольких фаз, находящихся под напряжением и называемые короткозамыкателями.
Специальным типом разъединителя является также отделитель, назначение которого состоит в быстром отключении цепи в бестоковую паузу АПВ для образования изоляционного промежутка. В сочетании с короткозамыкателями отделители иногда заменяют выключатели в неответственных установках.
Ограничение токов короткого замыкания и облегчение коммутационной аппаратуры и шин достигается установкой реакторов между отдельными секциями шин (секционные реакторы) и в отходящих питающих линиях (фидерные реакторы). Обычно реактивирование шин и отходящих линий производят только на генераторном напряжении.
Трансформаторы тока и напряжения предназначены для преобразования тока и напряжения первичных цепей в величины, удобные для непосредственного измерения стандартными измерительными приборами и безопасные для обслуживающего персонала.
Измерительные и коммутационные аппараты, относящиеся к одному элементу основного оборудования станции (генератору, трансформатору, линии), вместе с соединительными проводниками и шинами образуют укрупненный элемент главной схемы, который принято называть электрическим присоединением. Генераторы имеют одно присоединение, трансформаторы в зависимости от числа обмоток – два или три, линии – два присоединения (по одному на каждом конце).
Основные требования к главным схемам электроустановок
При выборе схемы электроустановки должны учитываться следующие факторы:
— значение электростанции или подстанции для электросистемы
Электрические станции, работающие параллельно в энергосистеме, существенно отличаются по своему назначению. Одни из них, базовые, несут основную нагрузку (АЭС), другие, пиковые, работают неполные сутки во время максимальных нагрузок (газотурбинные электростанции), третьи несут электрическую нагрузку, определяемую их тепловыми потребителями (ТЭЦ). Различное назначение электростанций определяет целесообразность применения разных схем электрических соединений даже в том случае, когда количество присоединений одно и то же.
Подстанции могут предназначаться для питания отдельных потребителей или крупного района, для связи частей энергосистемы или различных энергосистем. Роль подстанции определяет ее схему.
— положение электростанции или подстанции в энергосистеме, схема и напряжения прилегающих сетей
Шины ВН электростанции или подстанции могут быть узловыми точками энергосистемы, осуществляя объединение на параллельную работу нескольких подстанций. В этом случае через шины этой станции происходит переток мощности из одной части электросистемы в другую.
— транзит мощности
При выборе схем таких электроустановок в первую очередь учитывается необходимость сохранения транзита мощности.
Подстанции могут быть тупиковыми, проходными, отпаечными. Схемы таких подстанций будут различными даже при одном и том же числе трансформаторов одинаковой мощности.
Схемы распределительных устройств 6 – 10кВ зависят от схемы электроснабжения потребителей: питание по одиночным или параллельным линиям, наличие резервных вводов у потребителей и т.п.
— категория потребителей по степени надежности электроснабжения
Все потребители с точки зрения надежности электроснабжения разделяются на три категории.
Электроприемники первой категории
– потребители, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции (нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства при нарушениях электроснабжения).
Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа потребителей, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.
Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, перерыв допускается лишь на время автоматического восстановления питания.
Для электроснабжения особой группы потребителей первой категории предусматривается дополнительное питание от третьего независимого источника. Независимыми источниками питания могут служить местные электростанции, электростанции энергосистем, специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи.
Электроприемники второй категории
– это потребители, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта.
Эти электроприемники рекомендуется обеспечивать питанием от двух независимых источников. Для потребителей второй категории при нарушении электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной бригады.
При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены поврежденного трансформатора за время не более одних суток допускается питание электроприемников второй категории от одного трансформатора.
Электроприемники третьей категории
– это все остальные потребители, не подходящие под определение первой и второй категорий.
Для этих электроприемников электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы не превышают одних суток.
При выборе схемы электроустановки учитывается допустимый уровень токов КЗ. При необходимости решаются вопросы секционирования сетей, деления электроустановки на независимо работающие части, установки специальных токоограничивающих устройств.
Из сложного комплекса предъявляемых условий, влияющих на выбор главной схемы электроустановки, можно выделить следующие основные требования к схемам:
а) надежность электроснабжения потребителей;
б) приспособленность к проведению ремонтных работ;
в) оперативная гибкость электрической схемы;
г) экономическая целесообразность.
Надежность–
свойство электроустановки, участка электрической сети или энергосистемы в целом обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергией нормированного качества. Повреждение оборудования в любой части схемы по возможности не должно нарушать электроснабжение, выдачу электроэнергии в электрическую систему, транзит мощности через шины. Надежность схемы должна соответствовать характеру (категории) потребителей, получающих питание от данной электроустановки.
Надежность можно оценить частотой и продолжительностью нарушения электроснабжения потребителей и относительной величиной аварийного резерва, который необходим для обеспечения заданного уровня безаварийной работы энергосистемы и ее отдельных узлов.
Приспособленность электроустановки к проведению ремонтов
определяется возможностью проведения ремонтов без нарушения или ограничения электроснабжения потребителей. Есть схемы, в которых для ремонта выключателя надо отключать данное присоединение на все время ремонта, в других схемах требуется лишь временное отключение отдельных присоединений для создания специальной ремонтной схемы; в третьих ремонт выключателя производится без нарушения электроснабжения даже на короткий срок. Таким образом, приспособленность для проведения ремонтов рассматриваемой схемы можно оценить количественно частотой и средней продолжительностью отключений потребителей и источников питания для ремонтов оборудования.
Оперативная гибкость электрической схемы
определяется ее приспособленностью для создания необходимых эксплуатационных режимов и проведения оперативных переключений.
Наибольшая оперативная гибкость схемы обеспечивается, если оперативные переключения в ней производится выключателями или другими коммутационными аппаратами с дистанционным приводом. Если все операции осуществляются дистанционно, а еще лучше средствами автоматики, то ликвидация аварийного состояния системы значительно ускоряется. Оперативная гибкость оценивается количеством, сложностью и продолжительностью оперативных переключений.
Экономическая целесообразность схемы
оценивается приведенными затратами, включающими в себя затраты на сооружение установки – капиталовложения, ее эксплуатацию и возможный ущерб от нарушения электроснабжения.
Виды главных схем
4.1 Схемы с одной системой шин
Наиболее простым видом главной схемы является схема с одной несекционированной системой шин
(рисунок 2).
Достоинства схемы
заключаются в крайней простоте, наглядности и минимальных затратах на сооружение распределительного устройства (РУ).
Рисунок 2 — Схема с одной несекционированной системой шин
Основным недостатком
является, что такая схема не обеспечивает достаточной надежности электроснабжения. Повреждение шин, шинных разъединителей или любого выключателя вызывает полное погашение всех присоединений. Ремонт шин требует прекращения электроснабжения всех потребителей. Ревизия любого выключателя также сопряжена с погашением его присоединения на все время работ.
Уменьшить объем погашений при одной системе шин возможно секционированием этих шин (рисунок 3).
Рисунок 3 — Схема с секционированной системой шин.
Основным недостатком
данной схемы является тот факт, что существенного уменьшения объема погашений в такой схеме во время аварий можно добиться только при глубоком ее секционировании, когда число секций равно числу присоединений. Это делает схему неэкономичной, причем необходимость в погашении присоединений при ремонте их выключателей остается.
Повышение надежности схемы с одной системой шин может быть достигнуто превращением ее в кольцевую путем соединения между собой концов шин (рисунок 4).
Рисунок 4 – Кольцевая схема
Тем не менее, преимущества кольцевой схемы
, заключающиеся в двухстороннем питании присоединений, реализуются только при ее глубоком секционировании. Ревизия выключателя присоединения на время ремонта также приводит к погашению этого присоединения.
Добавление обходного разъединителя QS1, который позволяет проводить ревизию выключателя присоединения без перерыва питания потребителей повышает ремонтопригодность кольцевых схем (рисунок 5).
Рисунок 5 – Схема включения обходного разъединителя
4.2 Схемы с одной рабочей и обходной системами шин
Усовершенствованием схемы с одной системой шин является добавление к рабочей системе специальной обходной системы шин (рисунок 6). Каждое присоединение при этом может быть подключено к обходной системе шин (ОСШ) через свой обходной разъединитель, а сама обходная система связывается с рабочей при помощи обходного выключателя QO.
Рисунок 6 – Схема с одной рабочей и обходной системой шин
Вывод выключателя присоединения в ремонт производится следующим образом:
— включается обходной выключатель QO;
— включается обходной разъединитель присоединения, выключатель которого должен ревизоваться (например, QS1);
— отключается выключатель присоединения (например Q1), и разбирается его схема. После наложения заземлений выключатель готов к ремонту.
Схема с одной рабочей и одной обходной системами шин обладает следующими достоинствами
: ревизия любого выключателя может выполняться без перерыва работы присоединения, отсутствуют разъединители шинной развилки (исключаются ошибки персонала).
Однако, схема имеет и ряд недостатков
: необходима установка обходного и секционного выключателей, ревизия основной рабочей системы шин невозможна без погашения присоединений, КЗ на рабочей системе шин приводит к погашению всех присоединений, основные переключения присоединений осуществляются с помощью разъединителей.
Область применения схем с одной рабочей и обходной системами шин: рекомендуется для ВН подстанций 110 кВ при числе присоединений до шести включительно (с учетом трансформаторов), когда нарушение параллельной работы линий допустимо и отсутствует перспектива дальнейшего расширения подстанции. Если ожидается расширение РУ, то в цепях трансформаторов устанавливаются выключатели. Схемы с трансформаторными выключателями могут применяться для напряжений 110 кВ и 220 кВ на стороне высокого напряжения и с.н. подстанций.
4.3 Схема с двумя рабочими и обходной системой шин
В электрических станциях 110-220кВ широко применяется схема с двумя основными и одной обходной системами шин (рисунок 7). Эта схема с одним выключателем на цепь, обладая всеми достоинствами простой схемы с двумя системами шин, имеет более высокую ремонтопригодность. Она дает возможность ревизии любого выключателя без перерыва работы присоединений, а также позволяет группировать эти присоединения произвольным образом.
Рисунок 7 – Схема с двумя основными и обходной системами шин
Как правило, обе системы шин находятся под питанием при фиксированном распределении присоединений: линия W1 и трансформатор Т1 присоединены к первой системе шин РСШ I, линия W2 и трансформатор Т2 присоединены к системе шин РСШ II; шиносоединительный выключатель QА включен. Такое соединение значительно увеличивает надежность схемы, так как при коротком замыкании на шинах отключается шиносоединительный выключатель QА и только половина присоединений потеряет питание. Если замыкание устойчивое, то присоединения, потерявшие питание, переводятся на исправную систему шин. Перерыв электроснабжения этой половины присоединений определяется длительностью переключения присоединений.
Достоинства схемы:
— малое количество выключателей (один на одно присоединение;
— достаточно высокая надежность схемы;
— относительно малое время перерыва электроснабжения при авариях на одной из систем шин.
Недостатки схемы:
— повреждение шиносоединительного выключателя QА равносильно короткому замыканию на обеих системах шин;
— усложняется эксплуатация РУ, так как при выводе в ревизию и ремонт выключателей требуется большое число операций разъединителями;
— увеличены затраты на сооружение ОРУ в связи с установкой шиносоединительного, обходного выключателей и большого количества разъединителей.
Область применения
: рекомендуется для ВН и СН РУ 110…220 кВ электростанций при числе присоединений до 12 и подстанций при 7…15 присоединениях. При числе присоединений 12…16 секционируется одна система шин, при большем количестве присоединений секционируются обе системы шин.
4.4 Схемы с двумя системами шин и тремя выключателями на два присоединения
В распределительных устройствах 330…750 кВ применяется схема (рисунок 
с двумя системами шин и тремя выключателями на два присоединения.
Как следует из рисунка, на шесть присоединений необходимо иметь в схеме 9 выключателей, т.е. на каждое присоединение приходится полтора выключателя (поэтому схема носит название «полуторной» или «3/2 выключателя на цепь»).
Каждое присоединение включено через два выключателя. Для отключения, например, линии W2 надо отключить выключатели Q5 и Q6, а для отключения трансформатора Т2 – выключатели Q4 и Q5.
В нормальном режиме все выключатели включены, обе системы шин находятся под напряжением. Для ревизии любого выключателя отключают выключатель и его разъединители, установленные с двух сторон выключателя. Таким образом, для вывода в ревизию нужно минимальное количество операций.
Разъединители служат только для отделения выключателя при ремонтах, никаких оперативных переключений ими не проводят.
Рисунок 8 – Схема с двумя системами шин и тремя выключателями на два присоединения
Схема позволяет производить опробование выключателей в рабочем режиме без операций разъединителями.
Для увеличения надежности схемы одноименные элементы присоединяются к разным системам шин: трансформаторы Т1, Т3 и линия W2 к первой системе шин А1, трансформатор Т2 и линии W1, W3 – ко второй системе шин – А2.
При таком состоянии в случае повреждения любого элемента или сборных шин при одновременном отказе в действии одного выключателя и ремонте выключателя другого присоединения отключается не более одной линии и одного источника питания.
Достоинства схемы:
– высокая надежность и гибкость. Например, произошло короткое замыкание на сборных шинах А2. По сигналам защиты отключатся выключатели Q1, Q4 и Q7. При этом все присоединения останутся в работе. При одинаковом числе источников и линий, линии останутся в работе даже при повреждении двух систем шин; при этом лишь нарушится параллельная работа линий;
– при ревизии любого выключателя все присоединения остаются в работе;
– схема позволяет производить опробование выключателей в рабочем режиме без операций разъединителями;
– количество необходимых операций разъединителями в течение года для вывода в ревизию поочередно всех выключателей, разъединителей и сборных шин в этой схеме значительно меньше, чем в схеме с двумя рабочими и обходной системами шин.
Недостатки схемы:
– отключение КЗ на линии двумя выключателями, что увеличивает количество ревизий выключателя;
– удорожание конструкций РУ в связи с увеличением числа выключателей, особенно при нечетном числе присоединений, так как каждая цепь должна присоединяться через два выключателя;
– снижение надежности схемы, если количество линий не соответствует числу трансформаторов. В этом случае к одной цепочке из 3 выключателей присоединяется две линии, поэтому возможно аварийное отключение одновременно двух линий;
– номинальный ток выключателей определяется режимом ремонта одного из выключателей, когда по смежному с ремонтируемым выключателю может протекать ток двух присоединений;
– усложнение релейной защиты;
– увеличение количества выключателей.
Область применения
: благодаря высокой надежности и гибкости схема находит широкое применение в РУ 330…750кВ на мощных электростанциях.
4.5 Схема с двумя системами шин и четырьмя выключателями на три присоединения
В этой схеме (рисунок 9) на 9 присоединений приходится 12 выключателей, т.е. на каждое присоединение по 4/3 выключателя.
Наилучшие показатели имеет схема, в которой число линий и трансформаторов отличается в два раза (рисунок 11.6).
Схема с 4/3 выключателями на присоединение имеет все достоинства схемы
3/2, а кроме того:
– схема более экономична (1,333 выключателя вместо 1,5 на присоединение);
– секционирование шин требуется только при 15-ти присоединениях и более;
– надежность схемы не снижается, если в одной цепочке будут присоединены две линии и один трансформатор вместо двух трансформаторов и одной линии;
– конструкция ОРУ по рассмотренной схеме достаточно экономична и удобна в обслуживании, если принять компоновку с двухрядным расположением выключателей.
Рисунок 9 — Схема с двумя системами шин и четырьмя выключателями на три присоединения
Недостатки схемы
аналогичны указанным для семы с двумя системами шин и тремя выключателями на два присоединия., кроме того:
– при ремонте любого из выключателей, примыкающего к шинам, отказ другого, примыкающего к шинам выключателя в той же цепочке приводит к потере трех присоединений, поэтому присоединения не следует делать одноименными;
– при ремонте любого из выключателей и отключении в той же цепочке смежного с ремонтируемым выключателя происходит ложное отключение присоединения, коммутируемого ремонтируемым и отключившимся выключателем;
– при общем числе присоединений, не кратном трем, увеличивается число выключателей, то есть одну или две цепочки в РУ приходится включать по схеме 3/2 или даже включать одно присоединение через два выключателя;
– номинальный ток выключателей определяется режимом ремонта одного из выключателей, примыкающих к шинам, когда по не смежному с ремонтируемым выключателю среднего ряда рассматриваемой цепочки может протекать суммарный ток двух присоединений, а по другому, не примыкающему к шинам выключателю данной цепочки – суммарный ток трех присоединений.
Область применения
: достаточно широко в РУ 330 … 750кВ мощных КЭС и АЭС.
Из анализа недостатков схем 3/2 и 4/3 следует:
1) очень важно для снижения вероятностей ложного отключения присоединений держать замкнутыми все выключатели в РУ, в том числе и выключатели неработающих элементов, если хотя бы одно присоединение из этой цепочки остается включенным;
2) вероятность аварийного отключения блоков и линий, повреждений и отказов коммутационной аппаратуры в период ремонта выключателей и связанных с этим отключений неповрежденных присоединений зависит от продолжительности ремонта, повреждаемости линий и блоков, а также от числа цепей. Все это необходимо учитывать при выборе схемы РУ.
Контрольные вопросы:
1. Виды схем электроустановок.
2. Назначение типовых элементов главных схем.
3. Факторы влияющие на выбор схемы электроустановки.
4. Требования, предъявляемые к главным схемам электроустановок..
5. Схемы с одной системой шин. Достоинства и недостатки.
6. Схемы с одной рабочей и обходной системами шин. Достоинства и недостатки.
7. Схемы с двумя рабочими и обходной системами шин. Достоинства и недостатки.
8. Схемы с двумя системами шин и тремя выключателями на два присоединения. Достоинства и недостатки.
9. Схемы с двумя системами шин и четырьмя выключателями на три присоединения. Достоинства и недостатки.
