И. Карапетян - Справочник по проектированию электрических сетей

Мощность однотрансформаторной ПС определяется максимальной нагрузкой трансформатора в нормальном режиме. При проектировании нескольких взаиморезервируемых однотрансформаторных ПС мощность трансформаторов на них должна выбираться таким образом, чтобы в послеаварийном режиме с учетом указанной выше перегрузки обеспечивалось резервирование по сети НН наиболее мощной из ПС.

Выбор мощности АТ производится согласно ТУ № 3411-001-49890-270—2005 (см. п. 5.3.7). В соответствии с ТУ в аварийных случаях АТ допускают перегрузку в 1,2 номинальной мощности. Перегрузка допускается на время максимума нагрузки продолжительностью не более 4 ч в сутки при условии, что предшествующая нагрузка составляла не более 0,7 номинального значения и температура охлаждающего воздуха во время перегрузки t = 25 °C. Поэтому для двухтрансформаторной ПС при отсутствии резервирования по сетям вторичного напряжения мощность каждого АТ должна быть не выше 0,6 Pmax.

При использовании на ПС одной группы однофазных АТ предусматривается установка резервной фазы. В отдельных случаях с целью повышения надежности электроснабжения потребителей на ПС с двумя группами однофазных АТ также предусматривается установка одной резервной фазы.

При росте нагрузок сверх расчетного уровня увеличение мощности ПС производится, как правило, путем замены трансформаторов на более мощные. Установка дополнительных трансформаторов должна быть обоснована и согласована с заказчиком.

Решение о замене трансформаторов (АТ), установке дополнительных и сохранении действующих принимается на основании данных о фактическом состоянии работающих трансформаторов, надежности их работы за истекший период, техническом уровне, фактическом сроке эксплуатации по отношению к нормативному сроку работы, росту нагрузок, развитии примыкающих электрических сетей и изменении главной схемы электрических соединений ПС.

При реконструкции ПС АТ, имеющие регулирование напряжения с помощью вольтодобавочных трансформаторов, включаемых в их нейтраль, заменяются на соответствующие АТ, имеющие встроенное регулирование напряжения на стороне СН.

На ПС 220 кВ и выше, на которых в течение расчетного периода и последующих пяти лет не предусматривается нагрузка на напряжении 6-10 кВ, рекомендуется применение АТ 220 кВ мощностью 63 или 125 МВА с третичной обмоткой напряжением 0,4 кВ для питания собственных нужд ПС.

Для замены устаревшей группы АТ мощностью 3×167 МВА напряжением 500/220 кВ рекомендуется применение трехфазного двухобмоточного АТ мощностью 500 МВА указанных напряжений при условии решения вопросов питания собственных нужд ПС и транспортировки АТ.

На ПС 110 кВ с отдаленной перспективой роста нагрузки или с резко переменным графиком нагрузки рекомендуется применять трансформаторы с форсированной системой охлаждения, имеющие повышенную нагрузочную способность. Трансформаторы с повышенной нагрузочной способностью (на основе применения форсированной системы охлаждения) мощностью до 100 МВА включительно напряжением 110 и 220 кВ применяются в соответствии с действующими нормативными документами и заводскими инструкциями.

На ПС 110 кВ с трехобмоточными трансформаторами при сочетании суммарных нагрузок по сетям СН и НН, не превышающих в течение расчетного периода и последующих пяти лет номинальной мощности выбираемого трансформатора, целесообразно выбирать трансформатор с неполной мощностью обмоток СН и НН.

При замене на ПС одного из двух трансформаторов (АТ) проверяются условия, обеспечивающие параллельную работу оставшегося в работе и нового трансформаторов в автоматическом режиме регулирования напряжения на соответствующей стороне. При применении линейных регулировочных трансформаторов проверяется их динамическая и термическая стойкость при КЗ на стороне регулируемого напряжения. В необходимых случаях предусматривается соответствующее реактирование.

При неполной замене фаз группы однофазных АТ возможность работы в одной группе старых и новых фаз АТ, отличающихся значениями напряжений КЗ, проверяется специальными расчетами.

5.4. Коммутационная аппаратура

5.4.1. Выключатели

Коммутационные аппараты предназначены для присоединения отдельных элементов электрической части электростанций и ПС, а также для присоединения к ним линий электропередачи.

В электрических сетях 35 кВ и выше основным коммутационным аппаратом является выключатель.

Выключатели служат для включения и отключения токов, протекающих в нормальных и аварийных режимах работы электрической сети. Наиболее тяжелые условия работы выключателя возникают при отключении токов КЗ.

Основные типы выключателей, используемые для коммутации электрических цепей, описаны ниже.

Масляные выключатели. В этих аппаратах дугогасительное устройство заполнено трансформаторным маслом. Гашение электрической дуги осуществляется путем эффективного ее охлаждения потоками газа, возникающего при разложении масла дугой. Наиболее широкое распространение получили маломасляные выключатели на напряжения 10–20 кВ и 110–220 кВ.

Электромагнитные выключатели. На электрическую дугу, возникающую в процессе отключения, действует магнитное поле, которое загоняет дугу в керамическую гасительную камеру. Охлаждение дуги в камере создает условия для ее гашения. Электромагнитные выключатели выпускаются на напряжение 6-10 кВ.

Воздушные выключатели. Гашение дуги осуществляется потоком сжатого воздуха. Номинальное напряжение до 1150 кВ.

Элегазовые выключатели. Гашение дуги производится потоком элегаза, либо путем подъема давления в камере за счет дуги, горящей в замкнутом объеме газа. Применяются на все классы напряжения.

Вакуумные выключатели. Контакты расходятся в вакууме. Вакуумные выключатели применяются при напряжении до 110 кВ включительно. Вакуумные выключатели ВБЭ—110 предназначены для выполнения частых коммутационных операций в нормальных и аварийных режимах работы трансформаторов дуговых сталеплавильных печей и других электроустановок в достаточно жестких режимах (по 50-100 коммутаций в сутки).

Обозначения типов выключателей приведены ниже.

Основные характеристики масляных, воздушных, вакуумных и элегазовых выключателей 35-1150 кВ приведены в табл. 5.30-5.36, характеристики отделителей и короткозамыкателей — в табл. 5.37.

Значения скорости восстанавливающегося напряжения, имеющиеся в заводских материалах, приведены в табл. 5.32.

Выключатели могут применяться и в сетях более низкого напряжения, чем Uном; их отключаемая мощность при этом снижается пропорционально уменьшению напряжения.

Таблица 5.30

Окончание табл. 5.30

Таблица 5.31

Окончание табл. 5.31

Таблица 5.32

Окончание табл. 5.32

Таблица 5.33

Таблица 5.34

Окончание табл. 5.34

Таблица 5.35

Окончание табл. 5.35

Компания АББ производит также полный диапазон высоковольтных колонковых элегазовых выключателей с однополюсным или трехполюсным управлением напряжением до 800 кВ и током отключения до 63 кА:

EDF SK до 84 кВ с номинальным током до 2500 А;

LTB D до 170 кВ с номинальным током до 3150 А;

LTB E до 800 кВ с номинальным током до 4000 А;

WCB и DCB до 420 кВ — выключатели выкатной конструкции (WCB) и выключатели-разъединители (DCB) для применения в компактных РУ.

Таблица 5.36

Таблица 5.37

5.4.2. Технические характеристики КРУЭ

Основные элементы КРУЭ (выключатели, разъединители, сборные шины, трансформаторы тока и напряжения и пр.) заключены в кожухи (блоки), заполненные элегазом. Подобные конструкции обеспечивают модульный принцип построения КРУЭ.

Основные технические характеристики отечественных КРУЭ, выполненных по схеме с двумя системами сборных шин, приведены в табл. 5.38. Ячейки предназначены для внутренней установки. Каждая фаза заключена в собственный газоплотный кожух.

В табл. 5.39-5.41 отражены технические характеристики КРУЭ ряда ведущих зарубежных производителей.