Выбор схемы питающих сетей среднего напряжения

Питающая сеть предназначена для питания РП. Поскольку мощность РП обычно превышает 10 000 кВА, то питающая сеть обслуживает электроприёмники I категории и должна быть выполнена с автоматическим вводом резервного питания [1, 17].

Для питающей сети наиболее широко применяются схемы
с параллельной работой питающих линий, имеющих селективную релейную защиту, и схемы с разделенной работой питающих линий, где применяются устройства для автоматического включения резерва.

Учитывая экономические и эксплуатационные показатели работы схемы питающей сети, рекомендуется во всех случаях, когда это позволяет мощность установленной в сети аппаратуры, отдавать предпочтение схеме с параллельно работающими питающими линиями.

Если параллельную работу питающих линий нельзя осуществить, то следует применять схему с АВР. Достоинством схемы
с АВР является возможность использования в ней двух источников, что в отдельных случаях может оказаться существенным.

В соответствии с [1] питающую сеть 10,6–20 кВ рекомендуется выполнять по одной из схем (рис. 3.4):

а) питание РП по двум линиям с разделенной или параллельной работой этих линий (при параллельной работе линии должны подключаться к одной секции шин ЦП);

б) питание РП по трем линиям, две из которых работают параллельно (присоединены к одной секции шин ЦП).

Построение питающих сетей следует основывать на взаимном резервировании с учетом покрытия каждой линией в аварийном режиме всей нагрузки РП.

В проекте необходимо произвести выбор и обоснование схемы питающих сетей, привести и описать схему выбранной сети.

3.3.2. Выбор схемы распределительных сетей
среднего напряжения

Схема распределительной сети среднего напряжения зависит от категории надежности подключенных потребителей. Принцип построения городской распределительной сети выбирается применительно к основной массе электроприемников рассматриваемого района. Принятый способ построения дополняется необходимыми мерами по созданию требуемой надежности электроснабжения отдельных приемников высшей категории.

 

а) б)

Рис. 3.4. Схемы питающих сетей среднего напряжения:
а – с двумя раздельно работающими линиями; б – с тремя линиями,
две из которых работают параллельно и одна раздельно

 

Основным принципом построения распределительной сети для электроприемников первой категории является применение двухлучевой схемы с двухсторонним питанием и АВР на напряжении 0,4 кВ двухтрансформаторных ТП, при условии подключения взаиморезервируемых линий 10,6–20,0 кВ к разным независимым источникам питания и устройства АВР непосредственно на вводе 0,4 кВ электроприемников.

Питание электроприемников первой категории осуществляется от разных ТП, связанных разными распределительными линиями 6–10 кВ, присоединенными к независимым источникам, при наличии резерва пропускной способности элементов системы электроснабжения.

Для электроснабжения потребителей первой категории рекомендуется также применение многолучевой схемы с АВР на стороне 0,4 кВ, представляющей собой сочетание распределительных линий 6–10 кВ, двухтрансформаторных ТП, подключаемых к разным линиям 6–10 кВ, и распределительных линий 0,4 кВ, связанных с разными трансформаторами. При этом распределительные линии и трансформаторы взаимно резервируют друг друга. Устройство АВР устанавливается на шинах 0,4 кВ ТП. При этом ТП могут выполняться как по упрощенной схеме с двумя ячейками
на вводе (вариант 2 рис. 3.5), так и по более сложной схеме с тремя и более ячейками на вводе (вариант 1).

Многолучевые схемы с двухтрансформаторными ТП и АВР
на стороне НН обеспечивают высокую степень надежности. Их рекомендуется применять в районах многоэтажной застройки с высокой плотностью нагрузки. Использование таких схем может быть обеспечено применением принципа переплетения и разветвления магистралей.

Затраты на многолучевые схемы при рассмотренных условиях незначительно (на 6–8%) отличаются от затрат на петлевые схемы с однотрансформаторными ТП. Применение многолучевых схем может быть рекомендовано в районах 9-этажной застройки и выше [16].

Основным принципом построения распределительной сети для электроприемников второй категории является сочетание петлевых линий 6–10 кВ, обеспечивающих двухстороннее питание каждой ТП, и петлевых линий 0,4 кВ для питания потребителей. Петлевые линии при этом могут присоединяться к одной либо двум ТП. Допускается применение двухлучевых схем для питания потребителей второй категории, если это приводит к увеличению затрат на сооружение сети не более чем на 5%.

Петлевая схема в сочетании с двухтрансформаторными ТП самая простая и надежная. Ввод резервных элементов в ней выполняется дежурным персоналом. Схема удобна в эксплуатации
и является основной для большинства городов. Резервирование потребителей II-й категории при этом осуществляется на напряжении 0,4 кВ от другой ТП, расположенной вблизи потребителя и подключенной к другому источнику питания.

Для электроснабжения одиночных городских потребителей
с повышенными требованиями к надежности, в целях обеспечения резерва по сети 6–10 кВ, рекомендуется применение двухтрансформаторных ТП с устройством АВР на резервном вводе (рис. 3.6).

Основным принципом построения распределительной сети для электроприемников третьей категории является сочетание петлевых резервируемых линий 10,6–20 кВ, с целью двухстороннего питания каждой ТП, и радиальных нерезервируемых линий
0,4 кВ к потребителям.

Рис. 3.5. Многолучевая схема распределительной сети
среднего напря­жения

Рис. 3.6. Петлевая схема распределительной сети среднего напряжения

 

Применение радиальных схем распределительных сетей
10,6–20,0 кВ рекомендуется для питания только потребителей третьей категории и должно рассматриваться как первый этап электрификации района с превращением в будущем в резервированную сеть.

Для электроснабжения районов с электроприемниками первой и второй категории рекомендуется применять комбинированную петлевую-двухлучевую схему с двухсторонним питанием.

Для промышленных потребителей можно рекомендовать
нагрузки более 2000–2500 кВт питать непосредственно от ЦП,
а нагрузки величиной до 1500–2000 кВт – отдельными линиями
от шин РП. Промышленные потребители мощностью 400–800 кВт, соизмеримые с мощностью городских ТП, рекомендуется включить в общую распределительную сеть через собственные промышленные ТП (ТПП).

В проекте необходимо выбрать и обосновать схему распределительной сети 6–10 кВ для заданного сочетания потребителей
и привести описание её работы в различных режимах.

3.3.3. Выбор схемы распределительных сетей
низкого напряжения

Наиболее простым и экономичным решением, обеспечивающим дополнительную надежность и качество электроснабжения основной массы электроприемников потребителей жилого и общественно-коммунального сектора в районах пятиэтажной застройки (включительно), является построение сети до 1 кВ по петлевой схеме в сочетании с двухтрансформаторными ТП (без резервирования или с частичным резервированием трансформаторной мощности от соседних ТП). Такая схема (рис. 3.7) при резервировании трансформаторной мощности может применяться и для электроснабжения жилых домов 9–12 этажей и различных общественных зданий при условии соблюдения требований ГОСТ 13.109–97 по качеству электрической энергии.

В тех случаях, когда колебания напряжения при пуске электродвигателей лифтов превышают допустимые значения, следует предусматривать раздельное питание силовой и осветительной нагрузки, т. е. применять двухлучевую схему на стороне НН с взаимным резервированием лучей (рис. 3.8).

Двухлучевая схема на напряжении 0,4 кВ может строиться как от двухтрансформаторных, так и от однотрансформаторных ТП.
В последнем случае подключение лучей к разным ТП, которые,
в свою очередь, подключены к разным магистралям сети 10,6–
20,0 кВ, может обеспечить необходимую надежность питания ответственных электроприемников в жилых и общественных зданиях (рис. 3.9).

Схема может быть рекомендована к применению в районах смешанной застройки (5–6 этажей с вкрапливанием зданий 12 этажей и выше).

Применение замкнутых схем на стороне НН позволяет улучшить качество напряжения и существенно снизить потери энергии в сетях НН и трансформаторах ТП. Замкнутая схема может использоваться в районах застройки до 12 этажей включительно.

При застройке свыше 12 этажей требуемая надежность электроснабжения может быть обеспечена применением двойной замкнутой схемы (ТП на два трансформатора, каждый из которых работает в своей замкнутой схеме).

 

Рис. 3.7. Построение сети по петлевой схеме:

а – петлевая схема распределительной сети низкого напряжения;
б – смешанная схема распределительной сети низкого напряжения

Рис. 3.8. Двухлучевая схема распределительной сети низкого напряжения с взаимным резервированием лучей

 

Рис. 3.9. Двухлучевые схемы распределительной сети низкого напря­жения с подключением лучей к разным ТП:

а – с полным резервированием трансформаторной мощности; б – с частичным
резервированием трансформаторной мощности; в – при подключении к разным трансформаторам двухтрансформаторно­й ТП

 

В жилых домах 17–30 этажей лифты, аварийное оборудование, противо­пожарные устройства являются потребителями первой категории.

Исходя из этого, для питания зданий принимается двухлучевая схема с АВР на силовых вводах (см. рис. 3.8). При выходе из строя одной питающей линии, силовые приемники автоматически подключаются к оставшейся в работе линии.

Конструктивно распределительные сети городов выполняют кабелями с алюминиевыми жилами. Кабели прокладываются
в траншеях под тротуарами или под пешеходными дорогами внутри квартала. Минимальное сечение кабельных линий 10 кВ равно
35 мм², а линий 0,38 кВ – 16 мм². Распределительные линии 10 кВ проектируются с изменением сечения. При этом в каждой линии допускается не более трех сечений. Здания, которые находятся
в непосредственной близости от ТП, следует питать по отдельным линиям. Для домов высотой до 25 этажей при числе секций
до восьми рекомендуется предусматривать один ввод в здание, причем ввод целесообразно делать в ближайшую к ТП секцию.
На рис. 3.10 представлен вариант выполнения распределительной сети жилого микрорайона [15].

 

Рис. 3.10. Вариант выполнения распределительной сети

В проекте необходимо выбрать и привести необходимую схему сети НН и описать ее работу в различных режимах с точки зрения возможности обеспечения требуемой степени надежности электроснабжения потребителей.