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.

В устройствах рассматриваемого вида (рис. 5.1, а ) каждое присоединение

содержит в общем случае выключатель и два разъединителя - шинный и

линейный. Выключатели, как известно, служат для неавтоматического и автомати-

ческого отключения и включения присоединений. Разъединители необходимы для

изоляций аппаратов и присоединений на время их ремонта от смежных частей

системы, находящихся под напряжением.

Рис.5.1. Принципиальная схема РУ с одной системой сборных шин.

а - шины не секционированы; б - секционированные шины; в - секционированные шины и

обходное устройство.

Термин «изоляция» следует понимать как создание видимого разрыва цепи в

воздухе, обеспечивающего безопасность для людей. Так, например, при ремонте

выключателя какого-либо присоединения он должен быть изолирован от сбор-

ных шин и от сети, поскольку линия, отключенная со стороны источника энергии,

может оставаться включенной с противоположного конца. Только в частных

случаях, когда возможность подачи напряжения с противоположного конца

исключена, линейные разъединители могут отсутствовать. Это относится, на-

пример, к присоединениям двухобмоточных трансформаторов, поскольку ремонт

выключателя производится при отключенном трансформаторе со стороны

высшего и низшего напряжения. В присоединениях генераторов линейные

разъединители также обычно не предусматриваются.

В рассматриваемой схеме операции с разъединителями допускаются только

при отключенном выключателе соответствующего присоединения. Ясность этого

требования и простота РУ практически исключают ошибочные операции с

разъединителями. Тем не менее предусматриваются блокирующие устройства,

препятствующие неправильным операциям.

Достоинство рассматриваемой схемы с одной системой сборных шин

заключается в ее исключительной простоте и, следовательно, низкой стоимости.

Недостатки ее следующие:

Профилактический ремонт сборных шин и шинных разъединителей связан

с отключением всего устройства на время ремонта;

Ремонт выключателей и линейных разъединителей связан с отключением

соответствующих присоединений, что нежелательно, а в некоторых случаях

недопустимо;

Короткое замыкание в зоне сборных шин приводит к полному отключению

То же самое имеет место в случае внешнего замыкания и отказа

выключателя соответствующего присоединения.

Перечисленные недостатки могут быть частично устранены с помощью

указанных ниже дополнительных устройств. Приведенные затраты при этом

увеличиваются.Чтобы избежать полного отключения РУ при замыкании в зоне

сборных шин и обеспечить возможность их ремонта по частям, прибегают к

секционированию сборных шин, т. е. разделению их на части - секции с

установкой в точках деления выключателей, нормально замкнутых или нормально

разомкнутых, в зависимости, от преследуемой цели. Эти выключатели называют

секционными. Относительно редко встречаются устройства, сборные шины

которых секционированы через разъединители, замкнутые или разомкнутые при

нормальной работе. Секционирование должно быть выполнено так, чтобы каждая

секция имела источники энергии (генераторы, трансформаторы) и соответствую-

щую нагрузку (рис. 5.1,6 ). Присоединения распределяют между секциями с таким

расчетом, чтобы вынужденное отключение одной секции по возможности не

нарушало работы системы и электроснабжения потребителей. Число секций

зависит от числа и мощности источников энергии, напряжения, схемы сети и

режима установки. В РУ с большим числом секций сборные шины замыкают в

На станциях секционные выключатели при нормальной работе, как правило,

замкнуты, поскольку генераторы должны работать параллельно. В случае к.з. в

зоне сборных шин поврежденная секция отключается автоматически. Остальные

секции остаются в работе. Таким образом, секционирование через нормально

замкнутые выключатели способствует повышению надежности РУ и

электроустановки в целом. Заметим, однако, что в случае замыкания в секционном

выключателе отключению подлежат две смежные секции, следовательно, в

устройствах с двумя секциями полное отключение не исключено, хотя

вероятность его относительно мала.

В РУ низшего напряжения 6-10 кВ подстанций секционные выключатели,

как правило, разомкнуты в целях ограничения тока к.з. Выключатели снабжают

устройствами автоматического включения резервного питания (АВР), замы-

кающими выключатели в случае отключения трансформатора, чтобы не нарушать

электроснабжения потребителей.

Чтобы обеспечить возможность поочередного ремонта выключателей, не

нарушая работы соответствующих цепей, предусматривают (преимущественно в

РУ 110-220 кВ) обходные выключатели и обходную систему шин с соответст-

вующими разъединителями в каждом присоединении (рис. 5.1, в). При

нормальной работе установки обходные разъединители и обходные выключатели

отключены. Замена рабочего выключателя обходным производится в следующем

порядке: включают обходный выключатель, чтобы убедиться в исправности

обходной системы; отключают обходный выключатель; включают обходный

разъединитель ремонтируемого присоединения; вновь включают обходный

выключатель; отключают выключатель, подлежащий ремонту, и соответствующие

разъединители. Защита цепи во время ремонта осуществляется обходным

выключателем, снабженным соответствующим комплектом релейной защиты.

В устройствах с секционированными сборными шинами и обходной

системой шин (рис. 5.1, в ), строго говоря, необходимы два обходных

выключателя. Однако в целях экономии средств часто ограничиваются одним

выключателем с двумя шинными разъединителями, с помощью которых

обходный выключатель может быть присоединен к той или другой секции

сборных шин.

Распределительные устройства с одной секционированной системой

сборных шин получили применение на станциях и подстанциях при номинальных

напряжениях до 220 кВ включительно. Основным условием применения этой

схемы является наличие достаточного резерва в источниках энергии и линиях и,

следовательно, возможность кратковременного отключения одной из секций без

нарушения работы электроустановки в целом. Аналогичные устройства, но с об-

ходной системой шин, применяют при ограниченном числе присоединений в

качестве устройств среднего напряжения 110-220 кВ станций и подстанций.__

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 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.

Страница 2 из 7

I. СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ СБОРНЫХ ШИН 6-10 кВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Сборные шины 6-10 кВ являются главным элементом распределительного устройства генераторного напряжения, сооружаемого, как правило, на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Они предназначены для приема электроэнергии, поступающей от генераторов, трансформаторов связи, и ее распределения между отходящими от этих шин кабельными или воздушными потребительскими линиями. Надежность и бесперебойность электроснабжения потребителей в значительной мере зависят от надежности сборных шин.
На генераторном напряжении ТЭЦ 6-10 кВ применяются обычно следующие схемы первичных электрических соединений:

1. одиночная секционированная система сборных шин;
2. двойная секционированная система шин с одним выключателем на цепь (при этом секционируется только рабочая система шин).

Обе эти схемы могут выполняться в двух модификациях:
а) прямолинейная схема при количестве секций от двух до трех;
б) схема «кольца» при количестве секций больше трех.

По условиям электродинамической стойкости электрооборудования в настоящее время предусматривается подключение к каждой секции шин генератора мощностью не более 63 МВт при генераторном напряжении 6 кВ, а при напряжении 10 кВ - не более одного генератора мощностью 100 МВт или двух генераторов мощностью по 63 МВт. Этим ограничивается уровень токов короткого замыкания (КЗ) на сборных шинах 6-10 кВ. Кроме того, для дополнительного ограничения уровня токов КЗ при повреждениях на сборных шинах, в цепи генераторов и в сети на шинах устанавливают секционные реакторы. Связь с энергосистемой обычно осуществляется с помощью двух- обмоточных или трехобмоточных трансформаторов связи, обмотки высокого напряжения которых присоединяются к сборным шинам напряжения 35 кВ и выше.

Одиночная секционированная система сборных шин.

На рис. 1 приведена схема первичных соединений электростанций с одной системой сборных шин 6 кВ, состоящей из трех секций, соединенных с помощью последовательно включенных выключателей и секционных реакторов.
Подключение каждого присоединения (генератора, трансформатора, линии) к сборным шинам производится через выключатели и шинные разъединители. Разъединители предназначены для создания видимого разрыва цепи при ремонтных работах и не являются оперативными элементами. Операции с разъединителями допускаются только при отключенном выключателе присоединения, для чего предусматриваются специальные схемы блокировки.

Секционирование сборных шин с помощью секционных выключателей (СВ) выполняется таким образом, чтобы каждая секция имела источники питания (генераторы, трансформаторы) и соответствующую нагрузку. Присоединения должны быть распределены между секциями так, чтобы при выходе из строя одной из секций сборных шин ответственные потребители продолжали получать питание от секции, оставшейся в работе. В связи с тем что на электростанциях генераторы работают параллельно, секционные выключатели при нормальной работе включены.
При КЗ на секции сборных шин поврежденная лекция обесточивается путем отключения питающих элементов и секционных выключателей после срабатывания соответствующей релейной защиты, а неповрежденные секции остаются в работе.
На рис. 1 показана схема сборных шин с тремя секциями и двумя секционными реакторами. Нагрузку между секциями сборных шин обычно распределяют равномерно, поэтому в нормальном режиме через секционный реактор проходит незначительный ток, потери мощности и энергии в нем малы, а напряжения на секциях примерно одинаковы. Для выравнивания напряжения на секциях сборных шин и улучшения условий питания нагрузки при отключении питающих элементов на одной из секций в схеме предусмотрены разъединители, шунтирующие секционные реакторы. Шунтирование секционных реакторов допускается в тех случаях, когда после этого расчетный уровень токов КЗ не превосходит допустимого для электрооборудования.
Линейные реакторы применяются для ограничения тока КЗ при повреждениях на отходящих кабельных линиях. Кроме того, они способствуют поддержанию остаточного напряжения на сборных шинах электростанции, что повышает устойчивость параллельной работы генераторов и надежность питания потребителей электроэнергией. При необходимости значительного ограничения тока КЗ в сети устанавливают реакторы в каждой кабельной линии. Однако допускается подключение к одному реактору двух и более кабельных линий одного или различных потребителей. В последнем случае каждая кабельная линия должна присоединяться через отдельный разъединитель.
Если к шинам станции должно быть присоединено большое количество кабельных линий, как правило, применяется групповое реактирование. При этом удешевляется конструкция распределительного устройства (РУ), уменьшается число присоединений к сборным шинам, повышается надежность работы электроустановки в целом. Однако в схеме с групповыми реакторами КЗ на одной из линий приводит к снижению напряжения на всех линиях, присоединенных к той же кабельной сборке.
На рис. 1 показано РУ 6 кВ при следующей схеме включения элементов отходящих линий: шины - выключатель- реактор - линия. Такая схема применена на ряде электростанций с генераторами мощностью менее 63 МВт. При этом выключатель не рассчитан на отключение КЗ до реактора.


Рис. 2. Схема электрических соединений одиночной системы шин 10 кВ
Питание собственных нужд (СН) электростанции производится здесь от одинарных реактированных линий СН 6 кВ. Они подключаются к сборным шинам аналогично линиям потребителей.
На рис. 2 приведена схема первичных соединений электростанции с одиночной секционированной системой сборных шин 10 кВ. Она отличается отсутствием реактированных линий 6 кВ СН и наличием трансформатора СН (ТСН) 10/6 кВ.
Показанная на рис 2 схема включения элементов отходящих потребительских линий (шины - реактор - выключатель- линия) обычно применяется на напряжении 6- 10 кВ на электростанциях с генераторами мощностью 63-100 МВт. Для повышения надежности электроснабжения потребителей, питающихся от шин 6-10 кВ, применяют комплектные РУ 6-10 кВ, позволяющие при ремонте выключателя производить быструю замену ячейки. Время перерыва питания ответственных потребителей при этом может быть минимальным.
Число секций в PV зависит от числа и мощности источников питания. При одиночной секционированной системе шин с прямолинейной схемой секционные реакторы выбираются по номинальному току таким образом, чтобы при выходе из работы генератора на одной из крайних секций на нее могла быть подана мощность, соответствующая нагрузке этой секции. Так как она обычно меньше мощности генератора, номинальный ток секционного реактора, как правило, принимается равным 60-80% номинального тока генератора (генераторов) данной секции.

Рис. 3. Схема электрических соединений одиночной системы шин 10 кВ, соединенной в «кольцо»
При числе секций, большем трех, во избежание перетоков мощности вдоль сборных шин и для создания крайним и средним секциям одинаковых эксплуатационных условий одиночную секционированную систему шин, как указано выше, замыкают в кольцо.
На рис. 3 приведена схема электростанции со сборными шинами, соединенными в «кольцо». Шины здесь секционированы на четыре части - по числу установленных генераторов. Крайние секции / и IV с помощью выключателя и секционного реактора соединены между собой и образуют замкнутое кольцо. В нормальном режиме все секционные выключатели включены и генераторы работают параллельно. Трансформаторы связи подключены симметрично к секциям / и ///. Секционные реакторы рассчитаны на режим питания нагрузки секции при выходе из строя любого питающего элемента. Номинальный ток секционных реакторов в схеме «кольца» принимают равным 50-60 % номинального тока генератора.
Рассматриваемая схема обладает следующими преимуществами по сравнению с прямолинейной схемой: 1) при КЗ на любой секции шин отключаются два секционных выключателя, связанные с этой секцией, и поврежденная секция отделяется от неповрежденных; при этом не нарушается параллельная работа отдельных генераторов; 2) схема симметрична в отношении токов КЗ, так как при коротких замыканиях на любой из секций токи КЗ одинаковы; 3) при отключении одного из генераторов нагрузка, присоединенная к его секции, питается от других генераторов с двух сторон, что создает меньшую разницу напряжений на смежных секциях и позволяет выбрать секционные реакторы меньшей пропускной способности, чем при прямолинейной схеме. Однако на установку дополнительных секционного выключателя и реактора и создание перемычки между крайними секциями требуются соответствующие затраты.
Рассмотренные выше схемы с одной секционированной системой шин (рис. 1-3) просты, наглядны и недороги. К недостаткам схем следует отнести снижение надежности питания потребителей при ремонтах сборных шин и шинных разъединителей и при повреждениях на одной из секций сборных шин, так как при этом неответственные потребители (питающиеся по одной линии) теряют _ питание, а ответственные потребители (имеющие питание от разных секций) питаются по одной цепи. Однако несмотря на эти недостатки схемы с одиночной секционированной системой шин широко применяются на станциях небольшой и средней мощности при количестве присоединений на секцию до шести - восьми. При большем числе присоединений используют схемы с двумя системами сборных шин.

Двойная секционированная система шин.

На рис. 4 показана первичная схема электростанции с двумя системами сборных шин (рабочей и резервной). Рабочая система шин (СШ), как и в схемах с одиночной системой шин, секционируется, а резервная система шин, как правило, не секционируется. Кроме секционных выключателей, которые при нормальной работе включены, на каждой секции предусматриваются также шиносоединительные выключатели (ШСВ), отключенные в нормальном режиме. Каждое присоединение подключается к сборным шинам через развилку из двух разъединителей, один из которых нормально отключен.
Схема с двумя системами сборных шин позволяет:

1. поочередно ремонтировать сборные шины без перерыва в работе станции и без нарушения питания потребителей;
2. ремонтировать любой шинный разъединитель, отключая лишь одно присоединение (остальные присоединения переводятся на другую систему шин);
3. быстро восстанавливать работу станции при повреждении на секции (потребители теряют питание только на время, необходимое для переключения оперативным персоналом соответствующих присоединений на резервную систему шин).

Рис. 4. Схема электрических соединений двойной системы шин 6 кВ
Такая система применяется при большом числе присоединений на секцию, особенно в тех случаях, когда потребители питаются по нерезервируемым линиям.
Шиносоединительные выключатели используются для перевода любых присоединений с одной системы шин на другую без их отключения, а также для замены в случае необходимости любого из присоединенных к шинам выключателей. Кроме того, наличие ШСВ позволяет отказаться от установки разъединителей, шунтирующих секционные реакторы.
Операции по переводу присоединений с одной секции шин на другую, а также при ремонте сборных шин и аппаратуры 6-10 кВ должны проводиться в определенном порядке. Рассмотрим, например, порядок операций при выводе в ремонт секции рабочей системы шин. При этом необходимо все присоединения этой секции перевести с рабочей
на резервную систему шин. Для этого прежде всего надо проверить исправность последней, т. е. провести ее опробование, что обычно осуществляют с помощью ШСВ, реже - с помощью секционного выключателя. Включая ШСВ, ставят резервную систему шин под напряжение, и если на резервной системе шин существует КЗ, ШСВ отключается от устройств релейной защиты.
В настоящее время опробование резервной системы шин производится с использованием защиты шин соответствующей секции. Если резервная система шин исправна, начинают поочередный перевод присоединений секции с рабочей на резервную систему шин, для чего включают шинный разъединитель резервной системы шин переводимого присоединения и затем отключают шинный разъединитель рабочей системы шин этого же присоединения. Эта операция безопасна для персонала, так как при включенном ШСВ ножи и неподвижные контакты разъединителей находятся под одинаковым напряжением. Чтобы при переводе присоединения избежать разрыва его разъединителем тока нагрузки, предусмотрена блокировка, запрещающая отключение одного из разъединителей при отключенном втором разъединителе данной цепи, если выключатель данного присоединения включен. По окончании перевода всех цепей (потребителей, источников питания и секционных выключателей) на резервную систему шин отключаются ШСВ и его разъединитель со стороны выводимой в ремонт секции. Следует отметить, что перед началом перевода присоединений с одной системы шин на другую необходимо предварительно снять оперативный ток с ШСВ и вывести его защиту из действия.
Рассмотренная схема кроме указанных выше преимуществ имеет и недостатки, основной из которых - использование шинных разъединителей в качестве оперативных элементов, что несмотря на наличие блокировок может привести к короткому замыканию на шинах при ошибочных действиях персонала. Недостатками схемы являются также увеличение числа шинных разъединителей, усложнение конструкции распределительного устройства.
Как и в схемах с одиночной секционированной системой шин, при числе секций, большем трех, рабочая секционированная система шин замыкается в кольцо.
Двойная секционированная система шин с фиксированным распределением присоединений. На рис. 5 показана схема двойной системы шин 10 кВ. Эта схема применяется для надежного питания собственных нужд электростанции.

Рис. 5. Схема электрических соединений двойной системы шин 10 кВ с фиксированным распределением присоединении

Генератор и все отходящие потребительские линии, а также рабочий трансформатор собственных нужд (а при напряжении 6 кВ - линия питания собственных нужд) присоединяются к рабочей системе шин, а к резервной системе шин присоединяются трансформатор связи с системой и резервный источник питания собственных нужд - трансформатор или линия. Шиносоединительный выключатель одной рабочей секции в нормальном режиме включен, и обе системы шин находятся под напряжением, а ШСВ других секций отключены.
Селективное отключение при КЗ только поврежденной системы шин (рабочей или резервной) обеспечивается специальными схемами релейной защиты.

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.