Сборные шины распределительных устройств
Необходимость соединения между собой подводящих и отводящих электроэнергию линий обусловливает применение на станциях, подстанциях, распределительных устройствах и пунктах сборных шин.
К сборным шинам присоединяют все генераторы или трансформаторы, вводы и отходящие линии. Электрическая энергия поступает на сборные шины и по ним распределяется к отдельным отходящим линиям. Таким образом, сборные шины являются узловым пунктом схемы соединения, через который протекает вся мощность станции, подстанции или распределительного пункта . Повреждение или разрушение сборных шин означает прекращение подачи электроэнергии потребителям. Поэтому сборным шинам уделяют серьезное внимание при проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок.
Простейшей системой является так называемая одиночная система шин (рис. 1), применяемая в электроустановках малой мощности с одним источником питания.
Рис. 1. Одиночная система шин
На станциях и подстанциях, имеющих два и более трансформатора или генератора, в целях повышения надежности снабжения потребителей электроэнергией шины секционируют, т. е. делят на две, а иногда и большее число частей. К каждой секции должно быть присоединено по возможности равное число генераторов или трансформаторов и отходящих линий (рис. 2).
Рис. 2. Одиночная секционированная система шин с межсекционным разъединителем
Секционирование шин сообщает схеме большую эксплуатационную гибкость (при выходе из работы одной секции шин отключается только часть вводов и отходящих линий).
Отдельные секции шин могут быть соединены между собой разъединителями или выключателями. При секционировании шин разъединителем последний большей частью разомкнут. При этом обе секции работают раздельно, и при повреждении одной из секций питания лишается только часть потребителей. Кроме того, при раздельной работе трансформаторов снижаются токи короткого замыкания на стороне вторичного напряжения.
В случае повреждения трансформатора его отключают и обе секции соединяют между собой разъедиителем, отключив предварительно для предотвращения перегрузки неответственные потребители.
Допустима также работа с включенным разъединителем для обеспечения равномерного распределения нагрузки между питающими линиями. В этом случае при аварии на одной из секций прекращается питание электроэнергией всех потребителей на время, необходимое для разделения секций. В случае же автоматического отключения одного из источников питания второй источник будет перегружен в течение времени, необходимого для отключения неответственных потребителей.
При наличии межсекционного выключателя (рис. 3) последний может быть также при работе замкнутым или разомкнутым.
Рис. 3. Одиночная секционированная система шин с межсекционным выключателем
При работе с замкнутым выключателем его снабжают максимальной токовой защитой, которая автоматически отключает поврежденную секцию. Однако такое решение не рекомендуется, поскольку оно не дает существенных преимуществ по сравнению со схемами с межсекционными разъединителями.
Применение межсекционного выключателя рекомендуется только в тех случаях, когда он используется для автоматического включения резервного питания от другого рабочего источника и при нормальной работе электроустановки находится в разомкнутом состоянии.
При наличии на подстанции одиночной секционированной системы шин резервирующие друг друга отходящие линии следует присоединять к различным секциям шин.
Для большей надежности питания и большего удобства эксплуатационных переключений на крупных станциях и подстанциях применяют двойную систему шин (рис. 4), которая допускается только при наличии соответствующего обоснования в каждом отдельном случае.
Рис. 4. Двойная система сборных шин
При нормальной работе электроустановки одна система шин является рабочей, а другая — резервной. Обе системы шин могут быть соединены между собой шиносоединительным выключателем, который позволяет осуществить переход с одной системы шин на другую без перерыва в подаче энергии, а также может быть использован в качестве замены любого из выключателей электроустановки. В последнем случае линию, с которой выключатель снят для ремонта, присоединяют к резервной системе шин и соединяют рабочую и резервную системы шин шиносоединительным выключателем.
Схема РУ-27,5 кВ
Распределительное устройство 27,5 кВ (рис. 1) выполняется по условиям надежности электроснабжения тяги с рабочей системой шин, фазы которой секционируются разъединителями QSs и QS6 с заземляющими ножами, и обходной шиной. Фаза с рабочей системы шин не секционируется. Она связана с рельсом подъездного пути (РПП), контуром заземления подстанции (КЗП) и тяговым рельсом, к которому идет воздушный рельсовый фидер (РФ) (отсасывающая линия). При таком присоединении фазы с КЗП не перегружается тяговыми токами, исключается опасность возникновения разности потенциалов между РПП и КЗП. Секционирование шин двумя разъединителями позволяет производить любой ремонт на секции, в том числе и секционного разъединителя, с отключением только ремонтируемой секции.
Электроэнергия подается на сборные шины от обмоток 27,5 кВ тяговых трансформаторов Тх Т2 по вводам, на которых установлены выключатели Qx и Q2 типа ВМУЭ-35Б-1250-25 со встроенными электромагнитными приводами или С-35М-630010 с приводом ШПЭ-12 (последний применяют при использовании трансформаторов ТДТНЖ-25000). С двух сторон выключателей устанавливаются разъединители: QSX и QS3 со стороны трансформатора с двумя заземляющими ножами типа РИД3-2-35 с приводом ПР-90-У1; со стороны шин — двухполюсные разъединители QS2 и QS4 с одним заземляющим ножом типа РНДЭ-1-35 с ручным приводом. При отсутствии встроенных трансформаторов тока используют трансформаторы ТАХ и ТА2 типа ТФЗМ-35Б. На вводах также устанавливаются разрядники FVX-FV6 типа РВМ-35 для защиты трансформаторов Тл и Т2 от перенапряжений. Аналогичные разрядники для защиты изоляции РУ-27,5 кВ от перенапряжений установлены в ячейках.
Параметры однофазных трансформаторов системы электроснабжения 2 X 25 кВ
Питание контактной сети осуществляется по фидерам (ячейки 5, б, 12,13,14), причем фидеры, питающие контактную сеть одного направления, присоединяются к одной секции, а фидеры другого направления — ко второй секции шин. Запасной выключатель Qs с помощью разъединителей QS18 и QS19 может быть присоединен к любой секции, обеспечивая питание любого фидера контактной сети при отключенном выключателе этого фидера.
Схема РУ-27,5 кВ
Запасной выключатель и выключатели фидеров контактной сети применяются типа ВБН-27,5 П-20/1600-УХЛ1 со встроенным электромагнитным приводом. Применение вакуумных выключателей значительно облегчает эксплуатацию РУ-27,5 кВ и повышает надежность питания электротяги. На каждом фидере контактной сети применяется по три разъединителя. Например, на первом фидере: шинный QSn с одним заземляющим ножом и ручным приводом; линейный QSi2 с одним заземляющим ножом и дистанционным приводом; обходной QSn без заземляющих ножей с дистанционным приводом. Наличие на каждом фидере обходных разъединителей позволяет заменять фидерные выключатели Q6, Qv Qv Q)0, Qn запасным выключателем Qr Процесс замены происходит без перерыва электроснабжения тяги. Рассмотрим его на примере вывода в ремонт выключателя Q6 первого фидера, который подает питание в контактную сеть от фазы а. Разъединитель gS]9 с дистанционным приводом включается первым, если разъединитель QS20 с ручным приводом находится постоянно во включенном состоянии, затем включается выключатель Q. Напряжение подается на обходную (запасную) шину и проверяется ее изоляция. Последним дистанционно включается и питание фидера № 1 осуществляется от фазы а через выключатели Q6 и Qs. После этого выключатель Q6 отключается, отключается его разъединители QSl2 и QSn (последний — вручную), включаются их заземляющие ножи для обеспечения безопасности производства работ на выключателе Q6 и трансформатора тока ТА6. Ввод выключателя Qb в работу осуществляется в обратном порядке: отключаются заземляющие ножи и включаются разъединители QSU, QSj2 и выключатель Q6, отключаются выключатель Qp разъединители QSU и QS6. Разъединитель 0S,O может оставаться включенным или при необходимости отключается.
При выводе в ремонт первой секции шин фидеры № 1 и№ 2 могут получать питание от второй секции через запасной выключатель QH и разъединители QS2a, QS3, QS1. Наличие дистанционного управления приводами разъединителей дает возможность производить операцию замены выключателя любого фидера запасным по телеуправлению. Для исключения возможности включения фазу двух шинных разъединителей QS18 и QS19 запасного выключателя, что привело бы к КЗ между фазами а и в, разъединители сблокированы (штриховая линия, соединяющая эти разъединители). Блокировка запрещает одновременное включение разъединителей.
Нетяговые линейные потребители железнодорожного транспорта получают питание по фидерам ДПР (два провода — рельс) (ячейки 3 и 15). Фидеры ДПР содержат трехфазные выключатели Q1 и Qn (одна фаза которых не задействована), трансформаторы тока ТЛ5 и ТАп и разъединители: шинные QS9 и QSn с одним заземляющим ножом и ручным управлением; линейные QSW и QSi с одним заземляющим ножом и дистанционным управлением. Заземляющие ножи используются для заземления выключателей и трансформаторов тока при их ремонте.
Для питания цепей собственных нужд подстанции используются трансформаторы собственных нужд (ТСН) Г,, Т2, Tv Т4, два из которых необходимы для подогрева оборудования на открытой части подстанции и масла в выключателях в зимнее время. Трансформаторы подогрева применяются обычно на опорных подстанциях с большим числом масляных выключателей 110-220 кВ, в которых содержатся десятки тонн трансформаторного масла. При температурах ниже — 20°С масло густеет, становится более вязким, снижая скорость подвижных частей выключателей при включениях и отключениях. Для предотвращения этого необходим подогрев масла, для чего используются два ТСНа. Присоединения ТСН к шинам 27,5 кВ выполняется через трехфазный выключатель, двухполюсный разъединитель (одна фаза выключателя присоединяется к КЗП без разъединителя). Трансформаторы тока устанавливаются на фазах ТСН, подключенных к шинам а и в.
Типы выключателей и разъединителей на присоединениях ТСН и ДПР аналогичны тем, что применены на вводах РУ-27,5 кВ и описаны в начале этого параграфа, трансформаторы тока используются типа ТФЗМ-35А, на каждом присоединении ТСН и ДПР устанавливается по два трансформатора тока.
Однофазные трансформаторы напряжения TVvTV2,T V3, Т V4 типа 3HOM-35-65 и разрядники F1. F2, F3. F4, F8, F9, типа PBM-35 подключаются к шинам через общие разъединители QSI7 и QS22 с двумя заземляющим ножами. Ножи этих разъединителей используются для заземления секций шин при работе на них.
Энергодиспетчер
Оперативная работа в электроэнергетике
Что такое фидер на подстанции?
Опубликовано: admin-operby 11 декабря 2012
Просмотров: 248 546
Оперативные энергетики всех мастей иногда спорят по поводу что такое «фидер» на подстанции, ибо это в энергетике именно подстанционное словечко. В радиотехнике тоже есть фидера, но это другое.
В общем «Фидер: От англ. feeder — кормилец, кормушка, питатель» говорят нам энциклопедии и говорят правильно. Фидер это питающая линия отходящая от шин подстанции . Но именно здесь начинаются вопросы. Что называть фидером только головной участок сети от выключателя на секции подстанции до перовой ТП?
В широком смысле под понятием «фидер» понимается вся сеть подключенная к выключателю 103 на подстанции (в примере). А в узком понятии это ВСЕГО ЛИШЬ ГОЛОВНОЙ участок кабеля (ВЛ): от выключателя ф103 до выключателя в ТП-1. Это понятие более свойственно кабельным сетям, потому что в сельских сетях, выполненных , в основном, с помощью ВЛ нет понятия «головной» участок, там радиальная схема и отходящие линии обозначаются просто номерами: ВЛ№103 ВЛ№105…и т.п.
Когда применяется широкое понятие?
1) Когда говорят «отключился фидер». Это значит, что отключился выключатель ф103 и ПОГАСЛА вся сеть фидера ( все тп которых он питает).
2.) Когда говорят » нужно снять нагрузку фидера 103 с ПОДСТАНЦИИ». Это значит снять нагрузку всей сети фидера с ПОДСТАНЦИИ.
Когда применяется узкое понятие?
1) Когда говорят «Повредился фидер 103″. Это значит, что повредился именно участок кабеля (ВЛ) от выключателя ф103 на ПОДСТАНЦИИ до ТП-1.
2) Когда говорят » Отключался фидер ф103, повреждение в СЕТИ ФИДЕРА на кабеле NN-XX» . Имеется в виду, что повреждение в сети после головного участка.
Не смотря на то , что это понятие пришло из прошлого века его применение в энергетике обосновано и приемлемо.
Схема РУ-3,3 кВ
Схема РУ-3,3 кВ выполняется с рабочей (РШ), запасной (Зап) и минусовой (МШ) шинами. Рабочая и запасная шины состоят из трех секций, минусовая — не секционируется. К первой секции присоединяется преобразовательный агрегат, и питающие линии (фидеры) контактной сети ф1 и фг К третьей секции подключаются второй преобразовательный агрегат и третий фидер контактной сети rо второй секции подключен разрядник, запасной выключатель и сглаживающее устройство. От минусовой шины отходит рельсовый фидер РФ, называемый также отсасывающей линией, так как по ней Ток возвращается на подстанцию из тягового рельса. 
Секционирование рабочей и запасной шины двумя разъединителями qs3 и qs4 позволяет поочередно выводить в ремонт первую и третью секции без полного отключения РУ-3,3 кВ.
Например, при ремонте первой секции сначала отключают быстродействующие выключатели QF3 и QFA фидеров контактной сети, затем их разъединители QSs и QS6 первого фидера, QS9 и QSl0 второго фидера (они попарно управляются общим ручным приводом),, на вводе от преобразовательного агрегата ЯЛ, отключается БВ QFX и разъединитель QSV наконец отключается секционный разъединитель QS3, а секция заземляется его заземляющим ножом. После окончания ремонтных работ переключения выполняются в обратном порядке: отключают заземляющий нож, включают разъединитель QSy и БВ QFX, затем разъединители фидеров QSs, QS6, QS9, QSi0 и Б В фидеров QF^QF^.
На схеме показано минимальное количество фидеров контактной сети. На двухпутных участках электрифицированных дорог количество фидеров может быть от 5 до 12 и зависит как от количества путей электрифицированного участка, так и от путевого развития станции, на которой расположена тяговая подстанция. Рассмотрим схему фидера контактной сети Ф,. На фидере используются однополюсные разъединители типа РВРЗ или РВКЗ-10 на 4000 А: шинный QSs, линейный QS6 и мачтовый QS7 (типа РС-3000/3,3 с приводом типа УМП-Н). Последний устанавливается за пределами помещения РУ-3,3 кВ на металлической опоре (мачте) и является фидерным разъединителем контактной сети. Для вывода выключателя QF3 в ремонт, необходимо предварительно обеспечить питание фидера от запасной шины через обходной разъединитель QFr В нормальном режиме на запасной шине напряжение отсутствует. Для подачи напряжения на запасную шину от рабочей предусмотрен запасной выключатель QFS с разъединителями QSi. Перевод питания контактной сети по фидеру Ф, через запасной выключатель производится без перерыва питания ЭПС в следующем порядке: включатся шинные разъединители QSls запасного выключателя и обходной разъединитель QS фидера Ф,; включается запасной выключатель QF5, питание от рабочей шины РШ подается на запасную через запасной выключатель и через обходной разъединитель QSs на фидер Ф,; затем отключается выключатель фидера QF3 и разъединители QSs и QS6 (одновременно общим ручным приводом): включаются заземляющие ножи разъединителей QSs и QS6 общим ручным приводом. Если существует опасность пробоя изоляции запасной шины во время отсутствия на ней напряжения, то предварительно необходимо проверить целость изоляции. Тогда порядок переключений будет следующим: включаются шинные разъединители QS15 и запасной выключатель QF1, напряжение с РШ подается на запасную шину и проверяется ее изоляция; включается обходной разъединитель фидера Ф, QSg; в результате фидер начинает получать питание по обходной цепи через запасной выключатель; отключается фидерный выключатель OF, шинный QSs и линейный QSb разъединители и включаются их заземляющие ножи для обеспечения безопасности ремонтных работ. Ввод фидера в работу осуществляется в обратном порядке: отключаются заземляющие ножи разъединителей фидера Ф,; включаются разъединители QSs и QS6 фидерный выключатель QF, отключается запасной выключатель QFS, обходной разъединитель QSs и разъединителем QS1S запасного выключателя. Фидерные выключатели и запасной обычно однотипные ВАБ-43 или ВАБ-49, могут использоваться также выключатели АБ-2/4. Выключатели вводов обычно ВАБ-28 или катодного типа ВАБ-49. На фидерах применяются для защиты изоляции РУ-3,3 кВ от атмосферных перенапряжений разрядники, на открытой части подстанции за проходным изолятором. Разрядник типа РМВУ-3,3 срезает волну набегающего с контактной сети перенапряжения. Для надежного отключения разрядника, он дополняется роговым разрядником с плавкой вставкой.
Для защиты изоляции оборудования от коммутационных перенапряжений ко второй секции подключается разрядник FV3 типа РВПК-3,3, который также осуществляет резервирование разрядников фидеров контактной сети. В ячейке запасного выключателя устанавливается разъединитель QSH для плавки гололеда.
Сглаживающее устройство (СУ) тяговой подстанции подключается ко второй секции шин РУ-3,3 кВ. На схеме изображено двухзвенное семиконтурное СУ и представлена на рис. 1, б. RС-контуры первого звена настроены на частоты от 100 до 600 Гц. Они подключаются через предохранитель и полюс трехполюсного переключателя QSl6 к шине РШ и через средний полюс и проходной изолятор к рельсовому фидеру между реакторами LR(nL Rr Второе звено СУ имеет фильтр, состоящий из одного конденсатора, и реактор L R2, к которому конденсатор подключен через третий полюс переключателя QSX6. Переключатель QSl6 выполнен на базе трехполюсного разъединителя. При отключении его ножами замыкается цепь разряда конденсаторов фильтроустройства на разрядный резистор R6. При включении заземляющих ножей переключателя QSl6 дублируются цепи разряда конденсаторов и обеспечивается безопасность персонала при проведении работ в фильтроустройстве СУ. Трансформатор тока ТА типа ТК4 предназначен для сигнализации о появлении ненормального режима (работа без одной фазы), при котором возможно возникновение гармоники 150 Гц, вызывающей большие помехи в линии связи. Через переключатель QSI6 к РШ подключается вольтметр PV и датчик напряжения К V, используемый в схемах автоматики.
Разрядное устройство, шунтирующее реакторы LR^hL R2 при включении разъединителя QSn с дистанционным приводом, служит для облегчения отключения выключателями QF фидеров контактной сети токов КЗ вблизи подстанции. Отключение выключателей приводит к наведению ЭДС в реакторах L Ry и L R2 и перенапряжению в тяговой сети. Когда перенапряжение достигает определенной величины, происходит отпирание тиристора VS и подключение разрядного резистора к реакторам. Энергия, занесенная в реакторах, рассеиваются в резисторах разрядного устройства.
Короткозамыкатель QN включается при пробое на землю изоляции рабочей шины или присоединенного к ней оборудования для создания шунтирующей цепи, исключающей протекание токов КЗ по оболочкам кабелей, проложенным по территории подстанции, и другим подземным сооружениям. Короткозамыкатель соединяет рельсовый фидер РФ с контуром заземления подстанции при срабатывании земляной защиты РУ-3,3 кВ. Амперметр, подключенный к рельсовому фидеру через шунт, измеряет общий ток РУ-3,3 кВ, возвращающийся на подстанцию из рельсовой цепи. Аналогичное подключение имеют амперметры на фидерах контактной сети. Кроме того, к каждому фидеру подключаются через предохранитель FU реле напряжения KV и испытатель коротких замыканий (ИКЗ). Реле напряжения запускает при КЗ вблизи подстанции телеблокировку, передающую частотный сигнал по линии связи, который отключает выключатель поста секционирования и прекращает питание точки КЗ от соседней подстанции. Испытатель КЗ проверяет состояние контактной сети после ее автоматического отключения, по результатам измерений разрешает или запрещает автоматическое повторное включение отключившегося выключателя фидера.