§ 112. Схемы распределительных устройств переменного тока 6—10 кВ
Вводы 6—10 кВ могут быть присоединены к сборным шинам тяговой подстанции по одному из вариантов, изображенных на рис. 112-1.
Простейший вид присоединения ввода возможен при первичном питании по системе линия — агрегат (рис. 112-1, а). В этом случае линия непосредственно питает агрегат и защита устанавливается на головном участке.
При наличии двух вводов 6—10 кВ вводы присоединяются к шинам через шинные разъединители (рис. 112-1,б). Это позволяет работать на одном из вводов, а второй держать в качестве резерва под охранным напряжением. При этом охранное напряжение контролирует исправность резервного ввода.
Поскольку включать и выключать линию под нагрузкой нельзя, нагрузка с шин снимается отключением выключателей агрегатов. Переход с одной питающей линии 6—10 кВ на другую осуществляется на подстанции энергосистемы после соответствующего согласования по телефону.
Перечисленные неудобства и необходимость иметь защиту вводов на тяговой подстанции вынуждают снабжать вводы 6—10 кВ. выключателями. Для обеспечения требований техники безопасности при ревизии выключателя приходится при этом устанавливать два комплекта разъединителей (рис. 112-1,в).
В соответствии с требованиями ПУЭ все вводы 6—10 кВ должны снабжаться разъединителем с заземляющими ножами. Заземляющие ножи служат для облегчения заземления линии при постановке ее в ремонт, так как последняя может оказаться под напряжением в результате ошибочного действия персонала. В воздушных линиях заземление предохраняет персонал от действия емкостных и грозовых разрядов. В кабельных линиях заземление, кроме того, служит для определения мест повреждения, когда необходимо закорачивать все три фазы.
Рис. 112-1. Схемы вводов 6—10 кВ:
а — питания по системе линия — агрегат; б — упрощенное без выключателей; в — с выключателем и с присоединением трансформатора напряжения к шинам; г — то же, с присоединением трансформатора напряжения к вводу; д — с применением КРУ; 1 — линейный разъединитель ввода; 2 — трансформатор тока; 3 — выключатель; 4 — шинный разъединитель ввода; 5 — разъединитель трансформатора напряжения; 6 — предохранитель: 7 — трансформатор напряжения; 8 — линейный разъединитель с заземляющими ножами; 9 — штепсельные разъемные соединения КРУ
Линейные разъединители с заземляющими ножами имеют механическую или электрическую блокировку с основными разъединителями. При отсутствии разъединителей с заземляющими ножами при ремонтах приходится ставить переносную закоротку.
Основные разъединители в свою очередь сблокированы с положением выключателя. Эти блокировки необходимы для устранения неправильных действий персонала, могущих привести к тяжелым последствиям.
Присоединение трансформатора напряжения может осуществляться к шинам (рис. 112-1,в) или к вводу (рис. 112-1,г). При автотелеуправляемых подстанциях необходимо отдать предпочтение последнему варианту, так как в этом случае с диспетчерского пункта можно контролировать напряжение резервного ввода, хотя в конструктивном отношении такое решение несколько сложнее.
Правила устройства электроустановок допускают присоединение трансформатора напряжения без разъединителей (рис. 112-1,г), что упрощает распределительное устройство.
За последнее время широкое распространение получают комплектные распределительные устройства (КРУ). В этих устройствах основные аппараты для осмотра можно выкатить, поэтому разъединители заменены разъемными штепсельными соединениями 9 (рис. 112-1,д). Большинство типов КРУ имеет заземляющие разъединители, механически сблокированные с выключателем.
Рис. 112-2. Схемы сборных шин:
а — несекционированные; б — двухсекционные; в — двухсекционные в раздельных помещениях; г — двухсекционные с секционным выключателем; д — трехсекционные; е — двойные сборные
Сборные шины 6—10 кВ на тяговых подстанциях могут быть простыми (несекционированными), секционированными и двойными (рис. 112-2).
Несекционированные шины дешевы и делают схему наглядной. На рис. 112-2, а изображена несекционированная шина с вводами а и β. Отсутствие аппаратов в цепи шин сокращает вероятность неправильного действия персонала.
Основным недостатком несекционированиых шин является необходимость полного отключения подстанции при ремонте или при коротком замыкании на шинах. Вследствие этого несекционированные шины применяют для одноагрегатных подстанций или в том случае, когда тяговая подстанция легко может быть разгружена по постоянному току.
Секционирование сборных шин обеспечивает уменьшение простоя оборудования при аварии на шинах, возможность поочередного ремонта оборудования без отключения всей мощности подстанции и возможность раздельной работы вводов.
При наличии двух секций сборных шин к каждой из них подводится по одному вводу, а агрегаты 1, 2 подстанции и другие потребители присоединяются поровну к каждой из секций (рис. 112-2,б). Для улучшения условий техники безопасности каждая из секций иногда размещается в отдельном помещении, а шины соединяются через проходной изолятор (рис. 112-2, в).
Большая оперативность и возможность отключения поврежденной секции без выезда на подстанцию (для производства операций с разъединителями) возможны путем установки секционного выключателя с релейной защитой (рис. 112-2,г).
Если на подстанции установлены не два, а три или более агрегатов, для повышения оперативности применяют трехсекционные сборные шины (рис. 112-2,б).
Рассмотренные системы одиночных шин, разумеется, не исчерпывают всех возможных вариантов. Могут, например, быть одиночные шины с двумя секциями, разделенные выключателем. Каждая из этих секций, в свою очередь, может иметь две полусекции, разделенные разъединителями.
Характерной особенностью одиночных сборных шин является снижение мощности подстанции, при аварии на шинах и при ремонтах.
Необходимость обеспечения полной рабочей мощности подстанции при авариях на шинах и при ремонтах приводит к применению двойных сборных шин (рис. 112-2, е). В этом случае каждая из систем шин располагается отдельно друг от друга, а присоединение вводов и потребителей осуществляется через выключатель и развилку с разъединителями. Нормально одна система шин находится в работе, а другая — в резерве (без напряжения). Шиносоединительный выключатель (ШСМ) снабжается двумя разъединителями и релейной защитой.
Подобные двойные сборные шины с ШСМ позволяют производить следующие операции: 1) поочередный ремонт первой и второй систем шин; 2) ремонт любого шинного разъединителя (с отключением агрегата или ввода); 3) ремонт любого выключателя; 4) замену любого выключателя шиносоединительным.
Двойные сборные шины нашли широкое применение во всех ответственных установках. В частности, на некоторых тяговых подстанциях метрополитена применяется двойная система шин.
На еще более ответственных объектах (например, на электростанциях) двойная система шин секционируется и, кроме того, присоединение цепей к шинам осуществляется через два выключателя.
К сборным шинам тяговых подстанций трамвая и троллейбуса обычно присоединяются лишь главные трансформаторы преобразовательных агрегатов и трансформаторы собственных нужд. В редких случаях со сборных шин тяговых подстанций питаются трансформаторы, установленные в трамвайных и троллейбусных депо.