Система сборных шин. ​Чем отличается система шин от секции шин: определим основные признаки

Выбор схем ГРУ и РУВН

Схема ГРУ с одной системой сборных шин

Схема с одной системой сборных шин, секционированной выключателем QB, который служит для отключения и включения цепи в нормальных и аварийных режимах, делится на секции по числу генераторов. Схема с одиночной системой шин является наглядной и простой, источники питания и линии 6-10 кВ присоединяются с помощью выключателей и разъединителей. Операции с разъединителями необходимы только при выводе присоединения в целях обеспечения безопасного производства работ. Вследствие однотипности и простоты операций с разъединителями аварийность из-за неправильных действий с ними персонала мала, что относится к достоинствам схемы. Кроме того, авария на сборных шинах приводи к отключению только одного источника и половины потребителей; вторая секция и все присоединения к ней остаются в работе.

Схема с одной системой шин позволяет использовать комплектные распределительные устройства (КРУ), что снижает стоимость монтажа, позволяет широко применять механизацию и уменьшить время сооружения электроустановки.

Также достоинствами схемы являются простота, наглядность, экономичность, достаточно высокая надежность.

Однако схема обладает и рядом недостатков. При повреждении и последующем ремонте одной секции потребители, нормально питающиеся с обеих секций, остаются без резерва, а потребители, нерезервированные по сети, отключаются на все время ремонта. В этом же режиме источник питания, подключенный к ремонтируемой секции, отключается на все время ремонта. Этот недостаток можно устранить, присоединив источники питания одновременно к двум секциям, но это усложняет конструкцию распределительного устройства и увеличивает число секций.

Сборные шины разделены на секции по числу генераторов. Секции соединяются между собой с помощью секционного выключателя QB. Линии 10 кВ присоединяются к шинам КРУ, получающие питание через групповые сдвоенные реакторы LR от соответствующих секций главного распределительного устройства. Благодаря малой вероятности аварии в самом реакторе и ошиновке от реактора до главных сборных шин и до сборок КРУ, присоединение групповых реакторов осуществляется без выключателей, предусматривая лишь разъединители для ремонтных работ в ячейках реакторов.

К сдвоенным линейным реакторам LR3, LR4, присоединены по три линии к каждому плечу, а к LR1, LR2, LR5, LR6 присоединены по две линии к каждому плечу.

На схеме 28 линий присоединены через шесть групповых реакторов. Таким образом, число присоединений к главным сборным шинам уменьшается по сравнению со схемой без групповых реакторов на двадцать четыре ячейки, что значительно увеличивает надежность работы главных шин электростанции, снижает затраты на сооружение РУ за счет групповых реакторов и уменьшает время монтажа благодаря применению комплектных ячеек для присоединения линий 10 кВ.

Нормально все секционные выключатели включены и генераторы работают параллельно. При коротком замыкании на одной секции отключается генератор и секционный выключатель, а второй генератор остается в работе.

К каждой секции ГРУ присоединено по одному трансформатору собственных нужд. Потребители собственных нужд присоединяются к ГРУ через выключатели. Для ремонтных работ предусматриваются разъединители.

Резервный трансформатор собственных нужд ТСН3 присоединяется отпайкой к трансформатору связи.

Схема ГРУ с двойной системой сборных шин

В этой схеме каждый элемент присоединяется через развилку двух шинных разъединителей, что позволяет осуществлять работу как на одной, так и на другой системе шин.

Генераторы Г-1 и Г-2 присоединены на первую систему сборных шин А1, от которой получают питание групповые реакторы LR1- LR6 и трансформаторы собственных нужд, а также трансформаторы связи Т-1 и Т-2.

Рабочая система шин секционирована выключателем QB. Вторая система шин А2 является резервной, напряжение на ней нормально отсутствует. Обе системы шин могут быть соединены между собой шиносоединительными выключателями QA1 и QA2, которые в нормальном режиме отключены.

Возможен и другой режим работы этой схемы, когда обе системы шин находятся под напряжением и все присоединения распределяются между ними равномерно. Такой режим называется работой с фиксированным присоединением цепей.

Рассматриваемая схема является гибкой и достаточно надежной. К недостаткам ее следуем отнести большое количество разъединителей, изоляторов, токоведущих материалов и выключателей, более сложную конструкцию распределительного устройства, что ведет к увеличению капитальных затрат на сооружение ГРУ. Существенным недостатком является использование разъединителей в качестве оперативных аппаратов. Большое количество операций разъединителями и сложная блокировка между выключателями и разъединителями приводят к возможности ошибочного отключения тока нагрузки разъединителями. Вероятность аварий из-за неправильного действия обслуживающего персонала в схемах с двумя системами шин больше, чем в схемах с одной системой шин.

Из сравнения двух вариантов видно, что первый вариант более экономичен, имеет простую схему и безопаснее в обслуживании.

Секционированная система сборных шин с обходной

Обходная система шин позволяет на время ремонта выключателя какого-либо присоединения заменить его обходным выключателем.

Применяется на напряжениях 110 – 500 кВ. ОВ позволяет без перерыва питания вывести в ремонт выключатель любого присоединения. ШСВ (шиносоединительный выключатель) – без перерыва питания переводить присоединения с одной системы шин на другую и выводить в ремонт одну из СШ.

Достоинства:

1. При КЗ на одной системе шин теряется только половина присоединений.

2. При выводе в ремонт одной системы шин питание присоединений переводится на вторую без перерыва питания.

3. Если требуется вывод в ремонт выключателя одного из присоединений, его заменяют обходным без перерыва питания.

Недостатки:

1. При КЗ на линии и отказе ее выключателя должно сработать УРОВ (устройство резервирования отказа выключателя) и отключить все выключатели той системы шин, к которой подключено поврежденное присоединение.

2. При КЗ на одной из СШ теряется половина присоединений, а если при этом произошел отказ ШСВ, то теряются все присоединения.

Полуторная схема сборных шин

Схема еще носит название “3/2” – 3 выключателя на 2 присоединения.

а) полуторная схема сборных шин без чередования присоединений

Достоинства:

1. При КЗ на одной из СШ отключаются выключатели 1-го или 3-го ряда, а все присоединения остаются в работе.

2. При выводе в ремонт I или II СШ не требуется сложных переключений. Необходимо отключить выключатели 1-го или 3-го ряда.

3. При КЗ на линии отключаются 2 её выключателя и в случае отказа одного из них либо гасится система шин без потери присоединений, либо теряется одна линия или один генератор.

4. При ремонте одной из СШ и КЗ на другой потери питания присоединений не происходит. Однако блоки выделяются каждый на свою линию.

Недостатки:

1. Дороже, чем все предыдущие схемы, т.к. содержит в полтора раза больше выключателей.

2. Большие эксплуатационные расходы за счет большого объема ремонтных работ, так как при каждом отключении присоединения отключаются 2 выключателя – большой износ выключателей.

3. Если в ремонте находится один из выключателей 1-го или 3-го ряда и возникло КЗ на одном из присоединений, то теряем второе присоединение этого поля.

4. Большая сложность релейной защиты.

б) полуторная схема с чередованием присоединений

Преимущество данной схемы перед предыдущей состоит в том, что при ремонтах выключателей 2-го ряда и при отказе выключателей 1-го или 3-го ряда при КЗ на линии количество потерь блока будет в 2 раза меньше. При отказе выключателя произойдет погашение системы шин и потеря присоединения, выключатель которого ремонтируется. Однако, поврежденная линия может быть отключена разъединителем и питание системы шин вместе с потерянным присоединением восстановлено.

Если в схеме количество цепочек выключателей будет больше 5, то шины рекомендуется секционировать выключателем.

Благодаря высокой надежности и гибкости схема находит широкое применение в распредустройствах (РУ) 330 – 750 кВ на мощных электростанциях.

На узловых подстанциях такая схема применяется при числе присоединений восемь и более. При меньшем числе присоединений линии включаются в цепочки из трех выключателей, а трансформаторы присоединяются к шинам без выключателей, образую блок трансформатор – шины.

Схема с двумя системами шин и четырьмя выключателями на три присоединения (схема 4/3)

Схема наиболее эффективна, если число линий в 2 раза меньше или больше числа источников.

Имеет все достоинства полуторной схемы, а кроме того:

1. Более экономична (1,33 выключателя на присоединение вместо 1,5);

2. Секционирование сборных шин требуется при числе присоединений 15 и более;

3. Надежность схемы практически не снижается, если в цепочке будут присоединены две линии и один трансформатор вместо одной линии и дух трансформаторов.

Недостатки:

1. Все недостатки, которые присущи схеме 3/2;

2. В связи с тем, что в этой схеме выключателей среднего ряда в 2 раза больше, чем в схеме 3/2, то при отказах этих выключателей вероятность потери второго присоединения будет выше.

Схема может выполняться с 1, 2, 3 или 4-х рядным расположением выключателей. Наиболее удачным является двухрядное расположение выключателей:

LR ставятся для компенсации емкостного тока, генерируемого ЛЭП на 500 кВ и выше.

Схемы РУ с одной или двумя системами шин всех модификаций имеют общий существенный недостаток, заключающийся в том, что ремонт выключателей или разъединителей присоединений неизбежно связан с перерывом работы потребителей. При напряжениях 110 кВ и выше длительность ремонта выключателей, особенно воздушных, настолько велика, что отключение присоединений часто становится недопустимым. Исключить отмеченный недостаток позволяет применение обходной системы шин. Ниже рассмотрены примеры использования обходных шин и способы их подключения.

Схема РУ с одной рабочей и обходной системами шин. Простейший вариант такой схемы получается при добавлении обходной системы к рабочей не-секционированной системе шин (рис. 1.12). Схема включает следующие элементы: рабочую систему шин А1, обходную систему шин АО, обходной выключатель QO, выключатели присоединений Ql, Q2, разъединители QS1, QS2.

Любое присоединение, например W1, подключается к рабочей системе шин А1 через линейный разъединитель QS2, выключатель Q1, шинный разъединитель QS1, а к обходной системе шин - через обходной разъединитель QSO1. В нормальном режиме рабочая система шин находится под напряжением. Выключатели присоединений, линейные и шинные разъединители включены.

Обходной выключатель QO и обходные разъединители QSO1 отключены, обходные разъединители, обозначенные на схеме QSO, включены. Обходная система шин находится без напряжения. На время ремонта или ревизии любого линейного выключателя он может быть заменен обходным выключателем QO.

Например, при замене выключателя Q1 надо произвести следующие операции :

Включить обходной выключатель QO для проверки исправности обходной системы шин;

Отключить QO;

Включить QSO1;

Включить QO;

Отключить выключатель Q1;

Достоинства схемы : разъединители во всех цепях предназначены только для обеспечения безопасности выполнения ремонтных работ, что соответствует их главному назначению; возможность ревизии и опробования выключателей без перерыва работы; простота схемы определяет небольшую стоимость выполнения РУ.

Недостатки схемы : при КЗ на линии должен отключиться соответствующий выключатель, а все остальные присоединения должны остаться в работе. Однако при отказе этого выключателя отключатся выключатели источников питания.

Короткое замыкание на рабочей системе шин или на шинных разъединителях также вызывает автоматическое отключение всех источников питания. В обоих случаях прекращается электроснабжение всех потребителей на время, необходимое для устранения повреждения.

Указанные недостатки устраняются путем разделения рабочей системы шин на секции и равномерным распределением источников питания и отходящих линий между секциями. В таких схемах РУ в цепи каждой секции предусматривается отдельный обходной выключатель или в целях экономии для обеих секций используют один обходной выключатель (рис. 1.13).

Эта схема состоит из следующих элементов:

Рабочей системы шин А, секционированной секционным выключателем QB на две секции 1ВА и 2ВА;

Обходной системы шин АО;

Выключателей присоединений Q1 ,Q2;

Обходного выключателя QO;

Разъединителей QS1, QS2.

Обходной выключатель QO может быть присоединен к любой секции с помощью развилки из двух разъединителей QS3 и QS4. Например, при включенном разъединителе QS3 и при отключенном QS4 обходной выключатель будет подключен к секции 1ВА.

Режимы работы секционного выключателя QB зависят от типа электроустановки (электростанция или подстанция), для которой предназначена данная схема РУ. Здесь же следует отметить, что одновременное включение разъединителей QS3 и QS4 недопустимо, так как в противном случае секционный выключатель QB будет шунтирован.

В этой схеме обходной выключатель QO также может заменить выключатель любого присоединения, например Q1, для чего надо произвести следующие операции:

Отключить разъединитель QS4 (если он был включен);

Включить разъединитель QS3 (если он был отключен);

Кратковременно включить обходной выключатель QO для проверки исправности обходной системы шин;

Включить QSO1 и включить QO;

Отключить выключатель Q1;

Отключить разъединители QS1 и QS2.

После указанных операций линия W1 будет получать питание через обходную систему шин и выключатель QO от первой секции 1ВА (рис. 1.14).

Иногда функции обходного и секционного выключателей совмещают (рис. 1.15). Здесь обходной выключатель QO присоединяется к рабочим секциям через перемычку из двух разъединителей QS1 и QS2. В нормальном режиме эта перемычка включена, обходной выключатель присоединен к секции 2ВА и также включен.

Таким образом, секции 1ВА и 2ВА соединены между собой через QS4, QO, QSO, QS2, QS1, и обходной выключатель выполняет функции секционного выключателя. При замене любого линейного выключателя обходным необходимо отключить QO, отключить разъединитель перемычки QS2, а затем использовать QO по его назначению. При этом на все время ремонта линейного выключателя параллельная работа секций нарушается.

Рис. 1.14 Рис. 1.15

Достоинства схемы: при КЗ на сборных шинах или при отказе линейных выключателей при КЗ на линии теряется только 50 % всех присоединений; возможность ревизий и опробование выключателей без перерыва работы; относительная простота схемы и низкая стоимость РУ.

Недостаток схемы заключается в том, что при ремонте рабочей системы шин необходимо отключить все источники питания и отходящие линии.

Схема (рис. 1.15) может использоваться для подстанций (110 кВ) при числе присоединений до шести включительно, когда нарушение параллельной работы линии допустимо и отсутствует перспектива дальнейшего развития.

При большем числе присоединений (более 7) рекомендуется схема с отдельным обходным и секционным выключателями. Это позволяет сохранить параллельную работу линий при ремонтах выключателей.

Рассмотренные схемы можно применять при парных линиях или линиях, резервируемых от других подстанций, а также радиальных, но не более одной на секцию.

На электростанциях возможно применение схемы с одной секционированной системой шин, но с отдельными обходными выключателями на каждую секцию.

Как уже отмечалось, в схемах с одной рабочей и обходной системами шин при необходимости ремонта рабочей системы шин требуется отключение всех присоединений на время ремонта, из-за чего нарушается электроснабжение потребителей. Применение схемы с двумя рабочими и обходной системами шин устраняет этот недостаток.

Схема РУ с двумя рабочими и обходной системами шин (рис.1.16) включает рабочие системы шин А1 и А2, обходную систему шин АО, выключатели присоединений Ql, Q2, обходной выключатель QO, шиносоединительный выключатель QA, разъединители QS1, QS2, Каждое присоединение, например W1, подключается к рабочим системам шин через развилку из двух шинных разъединителей QS1 и QS2, что позволяет осуществлять работу как на одной, так и на другой системе шин.

Как правило, обе системы шин находятся в работе при соответствующем фиксированном (равномерном) распределении всех присоединений, например присоединения с нечетными номерами подключены к первой рабочей системе шин А1, присоединения с четными номерами подключены ко второй рабочей системе шин А2. В нормальном режиме шиносоединительный выключатель QA включен, обходной выключатель QO отключен и обходная система шин находится без напряжения.

Обходные разъединители QSO отключены; разъединитель обходного выключателя QO включен. Такое распределение присоединений увеличивает надежность системы, так как при КЗ на шинах отключается шиносоединительный выключатель QA и только половина присоединений теряет питание. Если повреждение на шинах устойчивое, то отключившиеся присоединения переводят на исправную систему шин.

Достоинства схемы с двумя рабочими и обходной системами шин:

Имеются условия для ревизий и опробований выключателей без перерыва работы;

Существует возможность перегруппировки присоединений между системами шин, что бывает необходимо при изменении схемы сети, режима работы системы и др.;

Возможность проведения ремонта любой системы шин, сохраняя в работе все присоединения.

Недостатки этой схемы:

Отказ одного выключателя при аварии приводит к отключению всех источников питания и линий, присоединенных к данной системе шин, а если в работе находится одна система шин, отключаются все присоединения;

Повреждение шиносоединительного выключателя равноценно КЗ на обеих системах шин, то есть приводит к отключению всех присоединений;

Большое количество операций разъединителями при выводе в ревизию и ремонт выключателей усложняет эксплуатацию РУ.

Некоторого увеличения гибкости и надежности схемы можно достичь секционированием одной или обеих систем шин (рис. 1.17). Обе рабочие системы шин находятся в работе при фиксированном распределении присоединений между секциями. Шиносоединительные выключатели QA1 и QA2 включены. Обходные выключатели QO1 и QO2 отключены. Обходная система шин находится без напряжения. Состояние секционных выключателей QB1 и QB2 определяется типом электроустановки, в которой применяется данная схема РУ.

Рис. 1.17. Схема с двумя секционированными рабочими и обходной системами шин

В этой схеме РУ при повреждении на шинах или при КЗ в линии и отказе линейного выключателя теряется только 25 % присоединений (на время переключений), при повреждении в шиносоединительном выключателе теряется 50 % присоединений. Если сборные шины секционированы, то для уменьшения капитальных затрат возможно применение схемы, где совмещены шиносоединительный и обходной выключатели.

В нормальном режиме разъединитель QS2 отключен, разъединители QS1, QSO, QS3 включены, обходной выключатель выполняет роль шиносоединительного. При необходимости ремонта выключателя любого присоединения, например W1, отключают выключатель QOA1 и разъединитель QS3 и используют выключатель по его прямому назначению. В схемах с большим числом линий количество таких переключений значительно, что приводит к усложнению эксплуатации, поэтому имеется тенденция к отказу от совмещения шиносоединительного и обходного выключателей.

РУ, выполненные по схеме с двумя рабочими и обходной системами шин, применяются на электростанциях и подстанциях при напряжении 110-220 кВ. На станциях при числе присоединений 12-14 секционируется одна система шин, при большем числе присоединений - обе системы шин. На подстанциях секционируется одна система шин при напряжении 220 кВ и числе присоединений 12-15 или при установке трансформаторов мощностью 125 МВА и более; при напряжениях 110-220 кВ обе системы секционируются при числе присоединений более 15.

При напряжениях 330 кВ и выше применение схем с двумя рабочими и обходной системами шин нецелесообразно, так как разъединители в таких схемах используются в качестве оперативных аппаратов. Большое количество операций разъединителями и сложная блокировка между выключателями и разъединителями приводят к возможности ошибочного отключения тока нагрузки разъединителями. Кроме этого, необходимость установки шиносоединительного, обходного выключателей и большого количества разъединителей увеличивает затраты на сооружение РУ.

Особенностью схемы является секционирование сборных шин и использование шинных разъединителей 2 в качестве оперативных аппаратов. Схема предусматривает вывод в ремонт любого выключателя присоединения ВЛ и трансформаторов за счет существования обходной системы шин (ОСШ) и выключателя обходной системы шин (ОВ). К сборным шинам 11 подключены измерительные трансформаторы напряжения 6, показанные на рис. 8.1.

В дальнейшем, на последующих схемах заполнения, измерительные трансформаторы напряжения 6 могут не показываться, хотя составляют необходимую принадлежность распределительного устройства. Аналогичные изменения произошли и в системе высокочастотной блокировки (ВЧ) в фазах линий 110-750 кВ: ВЧ блокировка показана не на всех схемах заполнения, хотя составляет необходимую принадлежность ВЛ.

Расширение схемы возможно за счет увеличения числа ячеек. Отмечаются трудности в осуществлении блокировок от неправильных действий с шинными разъединителями 2.

Данная схема получила широкое распространение в главных схемах электрических станций благодаря хорошему показателю n на присоединение. Широко используется и для современных станций с агрегатами большой мощности – в качестве ОРУ-СН при напряжениях 500/220 кВ и 330/110 кВ и 220/110 кВ.

Применительно к схеме заполнения рис. 8.1 определяем число выключателей на одно присоединение:

n = выключателей на присоединение.

Столь значительное повышение показателя n над значением 1,0 объясняется установкой дополнительных выключателей: секционного (С), шиносоединительного (ШСВ) и обходного (ОВ) на каждой из систем шин. При большем числе присоединений n будет стремиться к 1,0. Эти схемы широко используются в традиционной энергетике при использовании воздушных и масляных выключателей.

Появление блоков большой мощности (блоков на СКД мощностью 300, 500 и 800 МВт, блоков АЭС с реакторами 1000 и 1200 МВт, гидростанций с агрегатами мощностью до 640 МВт) потребовало изменить подход к главным схемам электрических соединений. Снизить габариты распределительных устройств, произвести замену выключателей воздушного типа и масляных на более совершенные элегазовые выключатели и перейти к созданию комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией (КРУЭ). Учитывая высокую надежность элегазовых распределительных устройств, последние выполняются по упрощенным главным схемам, то есть с отказом от обходной системы шин (ОСШ), от секционирования сборных шин и от выключателей обходной системы шин.

Двойная система сборных шин с обходной системой сборных шин применяется на напряжениях 110-220 кВ при необходимости ремонта выключателей и сборных шин без перерыва питания присоединений.

Кольцевые схемы

Пример кольцевой схемы на рис. 8.2 изображен по данным работ ОАО «Ленгидропроект», которое является генеральным проектировщиком Бурейской ГЭС, расположенной в Амурской области на р. Бурее. На ГЭС установлены шесть гидрогенераторов мощностью 335 МВт, работающих через повышающие трансформаторы на распределительные устройства 220 и 500 кВ.

Рис. 8.2. Главная схема Бурейской ГЭС

Первый и второй генераторы выдают мощность в систему 220 кВ по двум высоковольтным линиям через РУ, построенное по схеме «двойная система сборных шин с обходной системой шин».

Остальные четыре генератора в составе двух сдвоенных блоков работают на сеть 500 кВ, связь с которой осуществляется по трем ВЛ-500 кВ с глухим присоединением шунтирующих реакторов.

Распределительное устройство 500 кВ построено по схеме «шестиугольник» с однорядной установкой выключателей. При «шестиугольнике», и при ином числе углов (треугольник, четырехугольник, пятиугольник) обеспечивается возможное наименьшее число выключателей. Особенностями схемы 500 кВ являются: избирательное отключение при повреждении на присоединении и необходимость держать «шестиугольник» замкнутым, что осуществляется за счет наличия выходного разъединителя присоединения.

Распределительное устройство 500 кВ выполнено в виде КРУЭ производства концерна «АВВ» (Швейцария). Впервые в отечественной практике применено элегазовое распределительное устройство вместо первоначально предусмотренного ОРУ-500 кВ по схеме 3/2.

С распредустройством 500 кВ два укрупненных блока связаны высоковольтными кабелями 500 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена взамен воздушных переходов с прокладкой его в кабельном туннеле в шахте, запроектированных ранее для связи распределительных устройств 220 и 500 кВ со зданием ГЭС. Выполнение этих переходов по первоначальной проектной схеме мешало ходу строительных работ. В результате ввод блоков 500 кВ по первоначальной проектной схеме мог быть осуществлен только после возведения постоянных напорных водоводов и завершения работ по плотине. В отечественной практике применение кабеля 500 кВ с сухой изоляцией осуществлено впервые .

Распредустройства 220 и 500 кВ связаны через группу однофазных автотрансформаторов 167 МВА на фазу.

Показатель n = 1,0 независимо от числа углов многоугольника.

Схемы РУ с одной системой сборных шин

Схемы РУ с коммутацией присоединений одним выключателем

Схема РУ с одной несекционированной системой сборных шин. Это самая простая схема из используемых на практике (рис. 1.4). Она содержит систему сборных шин А, шинные разъединители QS1..., выключатели присоединений Q1..., линейные разъединители QS2... . Каждое присоединение обязательно содержит выключатель и шинный разъединитель, а линейный разъединитель может отсутствовать, когда возможность подачи напряжения с противоположного конца исключена. Это относится к присоединениям двухобмоточных трансформа-

торов и генераторов.

В этой схеме оперативные переключения производятся выключателями, а разъединители предназначены только для создания видимого разрыва при ремонтах оборудования.

Рис 1.4 Рис 1.5

Схема РУ с одной секционированной системой сборных шин (рис. 1.5). Эта схема является логическим развитием предыдущей схемы и позволяет секционированием шины, то есть разделением ее на части, уменьшить объем погашений. Секционирование шины осуществляется секционным выключателем QB с двумя разъединителями QBS1 и QBS2. Секционирование должно выполняться так, чтобы каждая секция имела источники энергии (генераторы, трансформаторы) и соответствующую нагрузку.

Нормальное состояние секционного выключателя QB зависит от вида установки, где используется эта схема.

При использовании схемы на станции секционные выключатели нормально замкнуты, чтобы увеличить жесткость взаимной синхронной связи генераторов. При КЗ в зоне сборных шин поврежденная секция отключается автоматически, а остальные секции остаются в работе.

При использовании схемы на подстанции секционные выключатели, как правило, нормально разомкнуты, чем обеспечивается ограничение тока КЗ. Для повышения надежности электроснабжения эти выключатели снабжаются устройствами автоматического включения резервного питания (АВР), дающими сигнал на включение выключателей в случаях отключения трансформатора.

Число секций зависит от числа и мощности источников энергии и присоединений. При числе секций более трех сборные шины часто замыкают в кольцо или образуют схему звезды.

Схема кольца (рис. 1.6) достигается соединением между собой концов шин, в результате чего создается двухстороннее питание присоединений. За счет образования кольца надежность схемы повышается, причем преимущества ее реализуются особенно хорошо при глубоком секционировании.

Схема звезды (рис. 1.7). В этой схеме отдельные секции соединяются между собой через уравнительную систему шин УСШ с помощью секционных выключателей. Для ограничения токов КЗ могут устанавливаться секционные реакторы. Однако использование этой схемы связано с более сложными конструктивными решениями, поэтому на практике она применяется редко.

Достоинства схем с одиночной системой шин:

Схемы просты и наглядны в обслуживании, что практически исключает ошибочные операции с разъединителями;

Обеспечивается достаточная надежность электроснабжения, если потребитель связан с РУ двумя линиями, подсоединенными к разным секциям;

Относительно низкая стоимость.

Недостатки схем с одиночной системой шин:

Происходит погашение секции при ремонте или при аварии на секции, в выключателе или в шинном разъединителе присоединений;

Ремонт выключателя и линейного разъединителя связан с отключением присоединения.

Область применения. Схемы с одной секционированной системой сборных шин применяются в РУ напряжением 6-35 кВ на подстанциях и в генераторных распределительных устройствах ТЭЦ.

Схемы РУ с двумя системами сборных шин

Схемы РУ с двумя несекционированными системами сборных шин (рис. 1.8).

Схемы этого типа содержат две системы сборных шин А1 и А2, шиносоединительный выключатель QA с разъединителями, два шинных разъединителя QS1 и QS2 на каждое присоединение, выключатель присоединения Q и, если необходимо, линейный разъединитель QS3, предназначенный для безопасного ремонта этого выключателя.

В схемах с двумя системами сборных шин каждое присоединение подключается к шинам двумя шинными разъединителями, один из которых обязательно нормально отключен. Эти разъединители выполняют две функции: являются как ремонтными, то есть создают видимый разрыв, так и оперативными элементами, с помощью которых производится переключение присоединений с одной системы шин на другую.

Схемы РУ с двумя секционированными системами сборных шин (рис. 1.9).

При большом числе присоединений одну или обе сборные шины секционируют с помощью секционных выключателей и на каждую пару секций предусматривают свой шиносоединительный выключатель. Обе системы шин используются постоянно как рабочие, что повышает надежность электроустановки. Шиносоединительные выключатели нормально замкнуты. Присоединения с источниками и нагрузкой распределяются между обеими системами шин.

Оперативные переключения в схемах этого типа производятся с участием разъединителей, в результате чего возрастает вероятность ошибочных операций с тяжелыми последствиями. Поэтому следует особое внимание уделять порядку совершения операций при оперативных переключениях.

Принцип перевода присоединений с одной системы шин на другую показан на схеме, изображенной на рис. 1.10.

Рис. 1.10. Перевод присоединений с системы шин А1 на систему шин А2:

а) до перевода, б) после перевода

Пусть начальное состояние схемы таково:

Все присоединения подключены к шине А1;

Шиносоединительный выключатель QA отключен и шина А2 обесточена. Для перевода присоединения на шину А2 выполняются следующие операции.

1. На выключателе QA устанавливают защиту на мгновенное отключение.

2. Осматривают систему шин А2, проверяя отсутствие контакта шины с землей.

3. Проверяют отключенное положение всех шинных разъединителей шины А2.

4. Включают разъединители шиносоединительного выключателя, если они отключены.

5. Подают напряжение на систему шин А2 включением шиносоединительного выключателя.

6. Проверяют приборами наличие напряжения на шине А2 и отсоединяют оперативный ток, отключая защиту шиносоединительного выключателя (эта операция необходима для создания жесткой связи между шинами во время операций с разъединителями).

7. Включают шинные разъединители шины А2 переводимых присоединений, а затем отключают соответствующие шинные разъединители шины А1.

8. Отключают при необходимости шиносоединительный выключатель, восстанавливают его релейную защиту.

Для исключения ошибочных операций с разъединителями на их приводах устанавливают блокирующие устройства. Одна блокировка устанавливается между шинными разъединителями присоединений и выключателем QA, а другая - между выключателем и разъединителями в пределах каждого присоединения.

Достоинства схем с двойной системой шин:

Возможность ремонта сборных шин без погашения присоединений;

Быстрое восстановление питания присоединений при повреждении на сборной шине (в данном случае питание присоединений теряется только на время проведения оперативным персоналом соответствующих переключений);

Возможность деления системы на части для повышения надежности электроснабжения или уменьшения токов КЗ;

Возможность перевода присоединений с одной системы шин на другую без их отключения.

Недостатки схем с двойной системой шин:

Использование шинных разъединителей в качестве оперативных элементов уменьшает надежность схемы из-за возможных ошибочных действий персонала;

Ремонт выключателей и линейных разъединителей связан с отключением присоединений или перерывом в его питании, если на ремонтируемый элемент ставится запетление;

При отказе шиносоединительного выключателя погашаются обе системы шин.

Область применения.

Схемы с двумя системами сборных шин применяются при большом числе присоединений на секции (более 6 - 8). Их применение особенно оправдано в тех случаях, когда потребители питаются по нерезервируемым линиям. В настоящее время область использования РУ с двумя системами шин резко уменьшилась. Они применяются в основном на станциях и подстанциях при напряжениях 110-220 кВ и большом числе присоединений. Реже эти схемы используются в РУ 6-10 кВ, предпочтение отдают одной секционированной системе сборных шин.

Отключение линейного выключателя с запетлением. Во всех РУ (при отсутствии обходных шин) для ремонта линейного выключателя применяют запетление, т.е. шунтирование этого выключателя временной перемычкой с использованием шиносоединительного выключателя в качестве линейного (рис. 1.11). Стрелками показан путь тока после запетления. На запетление требуется 1-2 ч, после чего питание потребителя восстанавливается.