Strømordninger for brukere av den andre kategorien
For å sikre en pålitelig forsyning av energiforbrukere av kategori II, må nettordningen ha reserveelementer som settes i drift (etter svikt i hovedelementene) av servicepersonellet. I dette tilfellet kan det være direkte reduksjon av 6-20 kV-ledninger, transformatorer og 0,4 kV-ledninger, samt gjensidig reduksjon av individuelle nettverkselementer (transformatorer gjennom et 0,4 kV-nett, overkant av 6-50 kV-ledninger og transformatorer gjennom en 0,4 kV).
Derfor består det grunnleggende prinsippet for konstruksjon av et distribusjonsnettverk for tilførsel av kategori II-mottakere av en kombinasjon av 6-20 kV sløyfelinjer som gir toveis forsyning til hver transformatorstasjon og 0,4 kV sløyfelinjer koblet til en eller forskjellige transformatorstasjoner. kraftstasjoner. Det er også tillatt å bruke automatiserte ordninger (multi-beam, to-beam) hvis bruken øker de reduserte kostnadene til byens strømnett med ikke mer enn 5%.
Typiske strømforsyningsordninger for industrianlegg
Kretsen vist i fig.1, gir mulighet for toveis strømforsyning av transformatorstasjonen via et nettverk med en spenning på 6-20 kV og gjennomføringer på 0,4 kV, koblet til konturlinjer med en spenning på 0,4 kV, og er beregnet for å drive mottakere av kategoriene II og III.
Figur 1. Strømskjema for forbrukere av kategori II (6-20 kV og 0,4 kV nettverksskjema)
Kraften til transformatorstasjonene velges med en reserve i tilfelle mating av forbrukere koblet til 0,4 kV sløyfelinjer som kommer ut av en transformatorstasjon, dvs. kraften til transformatoren må være tilstrekkelig til å sikre begrenset innskrenkning av forbrukernes forsyning.
0,4 kV-nettverket kan operere i lukket modus, og derfor vil transformatorene til transformatorstasjonen være i drift parallelt over 0,4 kV-nettet. I dette tilfellet må strømforsyningen til transformatorstasjonen gjennom 6-20 kV-linjene utføres fra en kilde, og automatiske reverseffektenheter er installert i 0,4 kV-transformatorkretsen.
I fig. 1 sløyfe distribusjonslinjer med en spenning på 0,4 kV kategori II effektmottakere (a1, a2, b1, b2, l1, l2). Kategori III-mottakere (c1, d1) mates fra ikke-redundante radielle linjer eller separate innganger til dem.
For forsyning av kategori II-bruker har c2 to innganger fra TP2, og for brukere a1 og a2 - en linje fra en kilde (TP1). En slik strømforsyningsordning er tillatt hvis det er en sentralisert reserve av transformatorer i bynettet og muligheten for å erstatte en skadet transformator innen 24 timer.
Strømforsyning for forbrukere b1, b2 og l1, l2 utføres av sløyfelinjer med en spenning på 0,4 kV som forbinder TP1 og TP2, samt TP2 og TP3.
Konturlinjer med en spenning på 0,4 kV inneholder en spesiell distribusjonsenhet, det såkalte tilkoblingspunktet (P1, P2), hvis utforming gir mulighet for å installere sikringer på linjer som er egnet for det.
I normal modus er distribusjonsnettverket med en spenning på 0,4 kV ved tilkoblingspunktet åpent, og hver transformatorstasjon forsyner sitt eget område av nettverket. Under disse forholdene velges tverrsnittene av ledninger fra linjer med en spenning på 6 — 20 kV og 0,4 kV og kraften til transformatorene.
De valgte parameterne kontrolleres videre under forholdene som følge av brudd på normal modus. Så tverrsnittet av linjer med en spenning på 6-20 kV må sikre passasje av all kraften til transformatorstasjonene koblet til sløyfelinjen. På lignende måte velges tverrsnittet av 0,4 kV-linjer, dvs. Tverrsnittet av ledningene må sikre passasje av all kraft koblet til konturlinjen med en spenning på 0,4 kV (i vårt eksempel er dette kraftene til forbrukerne a1 og a2, eller l1 og l2, eller b1 og b2 ). Tverrsnittet av inngangene til brukeren c2 tas i henhold til strømforsyningsforholdene for denne brukeren, en inngang om gangen i nødstilfelle, den andre er frakoblet.
Kraften til transformatorene i transformatorstasjonen velges under hensyntagen til den alternative utgangen av nabotransformatorer fra drift og overskudd av strøm til forbrukere som kun forsynes av 0,4 kV-linjer. Så, i tilfelle svikt i transformator TP2, bør forbrukerbelastning b2 motta strøm fra TP1 etter installasjon av sikring F11, og forbrukerbelastning l1 - fra TP3 etter installasjon av sikring F17.I tilfelle transformator TP3-feil, mottar forbrukerlasten l2 strøm fra TP2, og lasten d1 frakobles for reparasjons- eller utskiftingsperioden av skadet transformator TP3.
Dermed må kraften til transformatoren TP1 bestemmes under hensyntagen til behovet for å forsyne forbrukeren b2, og kraften til transformatoren TPZ - under hensyntagen til behovet for å forsyne forbrukeren l1.
Kraften til transformatoren TP2 må bestemmes under hensyntagen til behovet for å forsyne den største av strømbelastningene til forbrukerne b1 og l2 (se fig. 1). Reservekraften til transformatoren bestemmes av konfigurasjonen av 0,4 kV spenningsnettverket, og i prinsippet er det mulig å installere transformatorer i transformatorstasjonen med slik kraft, som vil være tilstrekkelig til å møte behovene til alle brukere av den frakoblede transformatoren transformatorstasjoner. I dette tilfellet vil imidlertid kostnadene ved å bygge nettverket stige kraftig.
Hvis det er installert en sikring ved koblingspunkt P1, vil 0,4 kV sløyfelinjen lukkes og transformatortransformatorene (hvis de oppfyller betingelsen for parallelldrift) kobles til hverandre ved parallelldrift gjennom et 0,4 kV nettverk. I dette tilfellet kalles nettverket semi-lukket. I et slikt nettverk er nivået på energitapene minimalt, kvaliteten på energien som leveres til brukeren forbedres, og nettverkets pålitelighet øker.
Som det fremgår av fig. 1, medfølger transformatorer koblet til kun én linje med en spenning på 6-20 kV for parallelldrift.Transformatorer kan også kobles til parallelldrift, hvis kraft leveres av forskjellige 6-20 kV distribusjonslinjer som stammer fra bare én kilde, for å unngå å mate et kortslutningspunkt i et 6-20 kV nettverk gjennom spenning 0,4 kV fra en parallelldriftstransformator i kretsene til transformatorer 0,33 kV, automatiske reverseffektenheter må installeres.
Når et nettverk med en spenning på 0,4 kV fungerer i lukket modus, installeres sikringer med en merkestrøm på to til tre trinn mindre enn på hoveddelene av en 0,4 kV-ledning og en transformatorstasjon ved tilkoblingspunktene.
Hvis seksjonen av 0,4 kV sløyfelinjen er skadet, for eksempel ved punkt K1 (se fig. 1), er sikringen P1 og sikringen til hodet på denne ledningen i TP1 gått. Samtidig fortsetter brukeren å motta strøm fra TP2. Lokalisering og bestemmelse av feilens art, samt nødvendig svitsjing i nettverket, utføres av servicepersonell.
Ris. 2. Sløyfekrets i et nettverk med en spenning på 6 — 20 kV og 0,4 kV
I fravær av sikring P1 i et lukket nettverk med en spenning på 0,4 kV og feil ved punkt K1, skal sikringene til hovedseksjonene av sløyfelinjen i TP1 og TP2 gå, som et resultat av at strømforsyningen til forbrukerne blir avbrutt.
I diagrammet vist i fig. 1, er tapet av hvert element i nettverket forbundet med et strømbrudd for individuelle brukere. Ved feil, for eksempel i hodet på en linje med en spenning på 6-20 kV fra CPU1, blir denne linjen sammen med TP1 og TP2 slått av av relébeskyttelse på siden av CPU1.Samtidig brenner sikringen P1. Som et resultat avbrytes strømforsyningen til forbrukerne forsynt av TP1 og TP2.
Etter å ha identifisert og lokalisert feilområdet, slås bryteren P1 på og sløyfelinjen mottar strøm fra CPU2, og gjenoppretter dermed strømmen til TP1 og TP2.
Hvis transformatoren er skadet i noen av transformatorstasjonene, går sikringene på 6-20 kV-siden og sikringene til koblingspunktene. Som et resultat avbrytes strømforsyningen til forbrukere levert av TP.
Merk at plasseringen av den normale åpningen av 6-20 kV sløyfelinjen (frakobler P1) avsløres som et resultat av beregningen basert på minimumseffekt- eller energitapene i nettverkskretsen. La oss merke oss funksjonene i konstruksjonen av lukkede nettverk med en spenning på 0,4 kV, som er mye brukt i utlandet. Tilstedeværelsen av et lukket nettverk med en spenning på 0,4 kV sikrer parallell drift av alle transformatorer i nettverket.
Distribusjonsnettverket på 6-20 kV bør utføres med radielle linjer med ensrettet strømforsyning. Redundans av individuelle nettverkselementer i tilfelle feil utføres automatisk gjennom et lukket nettverk på 0,4 kV. Samtidig gis uavbrutt strømforsyning til forbrukere i tilfelle feil på 6-20 kV linjer og transformatorer, samt 0,4 kV linjer, avhengig av metoden som er brukt for beskyttelse (fig. 3).
Ris. 3. Lukket nett med en spenning på 0,4 kV uten bruk av beskyttelse
Ved beskyttelse av 0,4 kV lukkede ledninger med sikringer kobles forbrukere fra ved skade på selve ledningene.Hvis beskyttelsen av nettverket var basert på prinsippet om selvdestruksjon på feilpunktet på grunn av brenning av kabelen og brenning av isolasjonen på begge sider, slik det var i de første blindt lukkede nettverkene i USA, så kontinuiteten til strømforsyningen til forbrukerne vil bare bli forstyrret ved sammenbrudd: ved 0,4 kV innganger til dem.
Det angitte beskyttelsesprinsippet viste seg å være mest akseptabelt for nettverk med enlederkabler med kunstig isolasjon lagt i blokker. I nettverk med firekjerner kabler med papir-olje isolasjon brukt i vårt land, skaper anvendelsen av dette prinsippet vanskeligheter.
Selvdestruksjon ved feilpunktet skyldes det faktum at lysbuen som oppstår ved kortslutningspunktet slukkes etter flere perioder på grunn av dannelsen av en stor mengde ikke-ioniserte gasser som frigjøres under brenning av kabelisolasjonen og den lave spenningen til nettverket, som ikke er i stand til å opprettholde regnbuen.
Den pålitelige slukking av lysbuen skjer ved en spenning på 0,4 kV og en strøm gjennom buen på 2,5-18 A. På skadestedet brenner kabelen ut, endene er kodet med en sintret masse av kabelisolasjonen. Etter hvert som kortslutningseffekten økte og kabelutbrenningsforholdene ble verre i amerikanske nettverk, begynte imidlertid avledere (grove sikringer) å bli brukt, og lokaliserte den skadede delen under en langvarig prosess med å slukke lysbuen på stedet for kabelfeilen.
I motsetning til sløyfekretsen, utføres valget av parametrene til individuelle nettverkselementer i henhold til strømforsyningsstatusen til alle brukerne i normale og etter nødmodus, som oppstår i nettverket når elementene er skadet.
Tverrsnittet av linjene med en spenning på 0,4 kV og kraften til transformatorene må bestemmes under hensyntagen til strømningsfordelingen i et lukket nettverk og kontrolleres under nødmodus når distribusjonslinjer er en og 6-20 kV output fra arbeid sammen med transformatorer. Samtidig må overføringskapasiteten til linjene og kraften til transformatorene som forblir i drift være tilstrekkelig til å sikre driften av alle brukere av nettverket uten å begrense deres kraft i nødmodus. Tverrsnittet av ledninger med en spenning på 6-20 kV må også bestemmes, under hensyntagen til avvikling av andre 6-20 kV ledninger.
Nettverket med en spenning på 0,4 kV gjøres lukket uten bruk av beskyttelse. 6-20 kV-nettet består av separate distribusjonslinjer L1 og L2. På 0,4 kV-siden av transformatorene er det installert automatiske reversstrømsanordninger som kobles ut ved feil i 6-20 kV-nettet (linjer). eller transformatorer) og mater feilstedet fra den uskadede ledningen L2 gjennom en transformator og et lukket nettverk med en spenning på 0,4 kV. Maskinen slås kun av når retningen på energistrømmen er reversert.
Ved svikt i distribusjonsledningen med en spenning på 6-20 kV ved punkt K1, kobles linje L1 fra prosessorsiden. Transformatorene som er koblet til denne linjen, kobles fra 0,4 kV-nettverket ved hjelp av automatiske reverseffektenheter installert i transformatorstasjonen ved en spenning på 0,4 kV. På denne måten lokaliseres feilens plassering og tilførsel av 0,4 kV forbrukere utføres av L2 og TP3.
Ved feil i punkt K2 i nettet med spenning 0,4 kV må feilstedet selvdestruere på grunn av kabelbrenning, og strømforsyningen kan kun avbrytes ved feil på inngangene til forbruker.
Siden bruken av fenomenet spontan forbrenning av en fire-kjerners kabel med viskøs impregneringsisolasjon fikk betydelige vanskeligheter, begynte automatiske reverserende kraftenheter med selektive sikringer, som er installert på alle 0,4 kV-linjer, å bli brukt for å beskytte nettverket.
Hvis 0,4 kV-ledningen er skadet, går sikringene som er installert i endene, og strømforsyningen til forbrukere koblet til denne ledningen avbrytes. Siden volumet av forbrukerfrakoblinger er lite, er kombinasjonen av automatiske reverserende kraftenheter med sikringer i nærvær av et lukket nettverk med en spenning på 0,4 kV mest vanlig i europeiske byer.
Lukkede nettverk med en spenning på 0,4 kV brukes i vårt land og i utlandet med strøm fra en enkelt kilde. Dette tillater bruk av den enkleste enheten til en automatisk enhet med reverseffekt. Når et lukket nettverk drives av forskjellige kilder og en kortvarig reduksjon i spenningen på bussene til en av prosessorene, endres retningen på kraftstrømmen gjennom maskinene med omvendt kraft. Sistnevnte er slått av, derfor er alle TP-er knyttet til denne kilden slått av.
I dette tilfellet må de omvendte strømbryterne være utstyrt med automatisk gjenlukking som fungerer avhengig av spenningsnivået på sekundærsiden av transformatorene.Når spenningen gjenopprettes, slås de avslåtte automatiske reverseffektenhetene automatisk på og den lukkede kretsen til nettverket gjenopprettes. En automatisk gjenlukker kompliserer bakre strømbrytere i stor grad fordi en automatisk luftavstengningsaktuator og et dedikert spenningsrelé er nødvendig. Derfor har lukkede nettkretser drevet av forskjellige kilder ikke fått utbredelse.
Det lukkede nettet med en spenning på 0,4 kV gir mer pålitelig strømforsyning til forbrukerne, reduserte tap av strøm i nettet og bedre spenningskvalitet for forbrukerne. Siden et slikt nettverk forsynes fra én enkelt kilde, kan det kun brukes til å forsyne kategori II-forbrukere.
På grunnlag av en lukket krets av et nettverk med en spenning på 0,4 kV, ble dens modifikasjon utviklet, og sørget for tilleggsinstallasjon av automatiske overføringsbrytere (ATS) i et nettverk med en spenning på 6-20 kV, det første elementet i som er automatiske sikkerhetskopieringsenheter. I dette tilfellet er 0,4 kV-nettverket beskyttet av sikringer.