Esquemes de potència per als usuaris de la segona categoria

Per tal d'assegurar un subministrament fiable dels consumidors d'energia de la categoria II, l'esquema de xarxa ha de disposar d'elements de seguretat que siguin posats en funcionament (després de la fallada dels elements principals) pel personal del servei. En aquest cas, pot haver-hi reducció directa de línies de 6-20 kV, transformadors i línies de 0,4 kV, així com reducció mútua d'elements de xarxa individuals (transformadors a través d'una xarxa de 0,4 kV, excés de línies de 6-50 kV i transformadors a través d'un 0,4 kV).

Per tant, el principi bàsic de construcció d'una xarxa de distribució per al subministrament de receptors de categoria II consisteix en una combinació de línies de bucle de 6-20 kV que proporcionen subministrament bidireccional a cada subestació transformadora i línies de bucle de 0,4 kV connectades a una o diferents subestacions transformadores. subestacions elèctriques. També es permet l'ús d'esquemes automatitzats (multi-feix, dos feix) si el seu ús augmenta els costos reduïts de la xarxa elèctrica de la ciutat en no més d'un 5%.

Esquemes d'alimentació típics per a plantes industrials

El circuit que es mostra a la fig.1, preveu la possibilitat d'alimentació bidireccional de la subestació transformadora per una xarxa amb una tensió de 6-20 kV i casquilles de 0,4 kV, connectades a línies de nivell amb una tensió de 0,4 kV, i està destinada a alimentar receptors. de les categories II i III.

Figura 1. Esquema de potència per a consumidors de categoria II (esquema de xarxa 6-20 kV i 0,4 kV)

La potència de les subestacions transformadores es selecciona amb una reserva en el cas d'alimentar consumidors connectats a línies de bucle de 0,4 kV que surten d'una subestació transformadora, és a dir. la potència del transformador ha de ser suficient per garantir una limitació limitada del subministrament dels consumidors.

La xarxa de 0,4 kV pot funcionar en mode tancat i, per tant, es trobarà que els transformadors de la subestació transformadora funcionen en paral·lel a la xarxa de 0,4 kV. En aquest cas, l'alimentació de la subestació transformadora a través de les línies de 6-20 kV s'ha de fer des d'una font, i s'instal·len dispositius automàtics d'alimentació inversa al circuit del transformador de 0,4 kV.

A la fig. 1 línies de distribució de bucle amb una tensió de 0,4 kV Receptors de potència categoria II (a1, a2, b1, b2, l1, l2). Els receptors de categoria III (c1, d1) s'alimenten de línies radials no redundants o d'entrades separades.

Per al subministrament d'usuari de categoria II, c2 té dues entrades de TP2, i per als usuaris a1 i a2 - una línia d'una font (TP1). Aquest esquema d'alimentació és admissible si hi ha una reserva centralitzada de transformadors a la xarxa de la ciutat i la possibilitat de substituir un transformador danyat en 24 hores.

L'alimentació dels consumidors b1, b2 i l1, l2 es realitza mitjançant línies de bucle amb una tensió de 0,4 kV que connecten TP1 i TP2, així com TP2 i TP3.

Les corbes de nivell amb una tensió de 0,4 kV contenen un dispositiu de distribució especial, l'anomenat punt de connexió (P1, P2), el disseny del qual preveu la possibilitat d'instal·lar fusibles en línies adequades per a això.

En mode normal, la xarxa de distribució amb una tensió de 0,4 kV al punt de connexió està oberta i cada subestació transformadora subministra la seva pròpia àrea de la xarxa. En aquestes condicions, es seleccionen les seccions transversals dels cables de línies amb una tensió de 6 - 20 kV i 0,4 kV i la potència dels transformadors.

Els paràmetres seleccionats es revisen més en les condicions resultants de les violacions del mode normal. Així doncs, la secció de línies amb una tensió de 6-20 kV ha d'assegurar el pas de tota la potència de les subestacions transformadores connectades a la línia de bucle De manera similar, es selecciona la secció de línies de 0,4 kV, és a dir la secció transversal dels cables ha d'assegurar el pas de tota la potència connectada a la corba de nivell amb una tensió de 0,4 kV (en el nostre exemple, aquestes són les potències dels consumidors a1 i a2, o l1 i l2, o b1 i b2). ). La secció transversal de les entrades a l'usuari c2 es pren d'acord amb les condicions d'alimentació d'aquest usuari, una entrada a la vegada en cas d'emergència, la segona es desconnecta.

La potència dels transformadors de la subestació transformadora es selecciona tenint en compte la sortida alternativa del funcionament dels transformadors veïns i l'excedent de potència als consumidors subministrats només per línies de 0,4 kV. Per tant, en cas de fallada del transformador TP2, la càrrega del consumidor b2 hauria de rebre energia del TP1 després de la instal·lació del fusible F11 i la càrrega del consumidor l1 - del TP3 després de la instal·lació del fusible F17.En cas de fallada del transformador TP3, la càrrega del consumidor l2 rep energia del TP2 i la càrrega d1 es desconnecta durant el període de reparació o substitució del transformador TP3 danyat.

Per tant, la potència del transformador TP1 s'ha de determinar tenint en compte la necessitat de subministrar el consumidor b2 i la potència del transformador TPZ, tenint en compte la necessitat de subministrar el consumidor l1.

La potència del transformador TP2 s'ha de determinar tenint en compte la necessitat de subministrar la major de les càrregues de potència dels consumidors b1 i l2 (vegeu la figura 1). La reserva de potència del transformador ve determinada per la configuració de la xarxa de tensió de 0,4 kV i, en principi, és possible instal·lar transformadors a la subestació transformadora amb aquesta potència, que seria suficient per satisfer les necessitats de tots els usuaris del transformador desconnectat. subestacions. En aquest cas, però, el cost de la construcció de la xarxa augmentarà molt.

Si s'instal·la un fusible al punt de connexió P1, es tancarà la línia de bucle de 0,4 kV i els transformadors del transformador (si compleixen la condició per al funcionament en paral·lel) es connectaran entre si mitjançant un funcionament en paral·lel a través d'una xarxa de 0,4 kV. En aquest cas, la xarxa s'anomena semitancada. En aquesta xarxa, el nivell de pèrdues d'energia és mínim, la qualitat de l'energia lliurada a l'usuari millora i la fiabilitat de la xarxa augmenta.

Com es pot veure a la fig. 1, s'inclouen transformadors connectats a una sola línia amb una tensió de 6-20 kV per al funcionament en paral·lel.Els transformadors també es poden connectar en paral·lel, la potència de la qual és proporcionada per diferents línies de distribució de 6-20 kV provinents d'una sola font, per evitar l'alimentació d'un punt de curtcircuit en una xarxa de 6-20 kV a través d'una tensió de 0,4 kV d'una Transformador de funcionament paral·lel als circuits de transformadors de 0,33 kV, s'han d'instal·lar dispositius automàtics de potència inversa.

Quan una xarxa amb una tensió de 0,4 kV funciona en mode tancat, als punts de connexió s'instal·len fusibles amb una intensitat nominal de dos o tres passos menor que a les seccions principals d'una línia de 0,4 kV i una subestació transformadora.

Si la secció de la línia de bucle de 0,4 kV està danyada, per exemple al punt K1 (vegeu la figura 1), el fusible P1 i el fusible del capçal d'aquesta línia a TP1 es fan saltar. Al mateix temps, l'usuari continua rebent energia del TP2. La localització i determinació de la naturalesa de l'avaria, així com la commutació necessària a la xarxa, la realitza el personal de servei.

Arròs. 2. Circuit de bucle d'una xarxa amb una tensió de 6 — 20 kV i 0,4 kV

En absència del fusible P1 en una xarxa tancada amb una tensió de 0,4 kV i una fallada al punt K1, els fusibles de les seccions principals de la línia de bucle a TP1 i TP2 haurien de funcionar, com a resultat de la qual cosa el subministrament elèctric als consumidors. s'interromp.

En el diagrama que es mostra a la fig. 1, la pèrdua de cada element de la xarxa està associada a un tall d'alimentació d'usuaris individuals. En cas d'avaria, per exemple, a la capçalera d'una línia amb una tensió de 6-20 kV des de la CPU1, aquesta línia, juntament amb TP1 i TP2, s'apaga mitjançant la protecció de relé al costat de la CPU1.Al mateix temps, el fusible P1 es crema i, com a resultat, s'interromp l'alimentació dels consumidors subministrats per TP1 i TP2.

Després d'identificar i localitzar l'àrea amb avaria, l'interruptor P1 s'encén i la línia de bucle rep energia de la CPU2, restaurant així l'alimentació a TP1 i TP2.

Si el transformador està danyat en alguna de les subestacions transformadores, es fan els fusibles del costat de 6-20 kV i els fusibles dels punts de connexió. Com a resultat, el subministrament elèctric als consumidors subministrats per TP s'interromp.

Tingueu en compte que la ubicació de l'obertura normal de la línia de bucle de 6-20 kV (seccionador P1) es revela com a resultat del càlcul basat en la potència mínima o les pèrdues d'energia al circuit de la xarxa. Tingueu en compte les característiques de la construcció de xarxes tancades amb una tensió de 0,4 kV, que s'utilitzen àmpliament a l'estranger. La presència d'una xarxa tancada amb una tensió de 0,4 kV garanteix el funcionament paral·lel de tots els transformadors de la xarxa.

La xarxa de distribució de 6-20 kV s'ha de realitzar amb línies radials amb alimentació unidireccional. La redundància d'elements de xarxa individuals en cas de fallada es realitza automàticament a través d'una xarxa tancada de 0,4 kV. Al mateix temps, es proporciona subministrament d'alimentació ininterrompuda als consumidors en cas de fallada de línies i transformadors de 6-20 kV, així com línies de 0,4 kV, segons el mètode adoptat per a la seva protecció (Fig. 3).

Arròs. 3. Xarxa tancada amb una tensió de 0,4 kV sense utilitzar protecció

Quan es protegeixen línies tancades de 0,4 kV amb fusibles, els consumidors es desconnecten en cas de dany a les pròpies línies.Si la protecció de la xarxa es basava en el principi d'autodestrucció en el punt de fallada a causa de la crema del cable i la crema del seu aïllament per ambdós costats, com va ser a les primeres xarxes tancades a cegues dels EUA, llavors el la continuïtat del subministrament elèctric als consumidors es veuria pertorbada només en cas d'avaria: a les entrades de 0,4 kV a aquests.

El principi de protecció indicat va resultar més acceptable per a xarxes amb cables d'un sol nucli amb aïllament artificial col·locats en blocs. A les xarxes amb cables de quatre nuclis amb aïllament paper-oli utilitzades al nostre país, l'aplicació d'aquest principi crea dificultats.

L'autodestrucció al punt de fallada es deu al fet que l'arc que es produeix al punt de curtcircuit s'extingeix després de diversos períodes a causa de la formació d'una gran quantitat de gasos no ionitzats alliberats durant la crema de l'aïllament del cable i la baixa tensió de la xarxa, que no és capaç de mantenir l'arc de Sant Martí.

L'extinció fiable de l'arc es produeix a una tensió de 0,4 kV i un corrent a través de l'arc de 2,5-18 A. Al lloc del dany, el cable es crema, els seus extrems estan codificats amb una massa sinteritzada de l'aïllament del cable. Tanmateix, a mesura que la potència del curtcircuit augmentava i les condicions de desgast del cable empitjoraven a les xarxes nord-americanes, es van començar a utilitzar pararrayos (fusibles gruixuts), localitzant la secció danyada durant un procés prolongat d'extinció de l'arc a la ubicació de la falla del cable.

A diferència del circuit de bucle, la selecció dels paràmetres dels elements individuals de la xarxa es duu a terme segons l'estat de la font d'alimentació de tots els seus usuaris en modes normals i després d'emergència, que es produeixen a la xarxa quan els seus elements estan danyats.

La secció transversal de les línies amb una tensió de 0,4 kV i la potència dels transformadors s'han de determinar tenint en compte la distribució del cabal en una xarxa tancada i comprovar en condicions de mode d'emergència quan les línies de distribució són una i 6-20 kV. sortida del treball conjunt amb transformadors. Al mateix temps, la capacitat de transmissió de les línies i la potència dels transformadors que romanen en servei han de ser suficients per garantir el funcionament de tots els usuaris de la xarxa sense limitar la seva potència en mode d'emergència. També s'ha de determinar la secció de línies amb una tensió de 6-20 kV, tenint en compte el desmantellament d'altres línies de 6-20 kV.

La xarxa amb una tensió de 0,4 kV es fa tancada sense utilitzar protecció. La xarxa de 6-20 kV consta de línies de distribució separades L1 i L2. Al costat de 0,4 kV dels transformadors s'instal·len dispositius automàtics de potència inversa, que s'apaguen en cas d'avaria a la xarxa de 6-20 kV (línies). o transformadors) i alimentar la localització de la falla des de la línia L2 sense danys mitjançant un transformador i una xarxa tancada amb una tensió de 0,4 kV. La màquina només s'apaga quan s'inverteix el sentit del flux d'energia.

En cas de fallada de la línia de distribució amb una tensió de 6-20 kV al punt K1, la línia L1 es desconnecta del costat del processador. Els transformadors connectats a aquesta línia es desconnecten de la xarxa de 0,4 kV mitjançant dispositius automàtics de potència inversa instal·lats a la subestació transformadora a una tensió de 0,4 kV. D'aquesta manera, es localitza la localització de la falla i es realitza el subministrament de consumidors de 0,4 kV per L2 i TP3.

En cas d'avaria al punt K2 de la xarxa amb una tensió de 0,4 kV, la localització de la falla s'ha d'autodestruir a causa de la crema del cable, i el subministrament elèctric només es pot interrompre en cas d'error a les entrades de la xarxa. consumidor.

Atès que l'ús del fenomen de combustió espontània d'un cable de quatre nuclis amb aïllament d'impregnació viscosa va trobar dificultats importants, es van començar a utilitzar dispositius automàtics de potència inversa amb fusibles selectius, que s'instal·len a totes les línies de 0,4 kV, per protegir la xarxa.

Si la línia de 0,4 kV està danyada, els fusibles instal·lats als seus extrems salten i s'interromp el subministrament elèctric als consumidors connectats a aquesta línia. Com que el volum de desconnexions dels consumidors és petit, la combinació de dispositius automàtics de potència inversa amb fusibles en presència d'una xarxa tancada amb una tensió de 0,4 kV és més habitual a les ciutats europees.

Les xarxes tancades amb una tensió de 0,4 kV s'utilitzen al nostre país ia l'estranger amb energia d'una sola font. Això permet l'ús del dispositiu més senzill d'un dispositiu automàtic amb potència inversa. Quan una xarxa tancada s'alimenta per diferents fonts i una disminució a curt termini de la tensió als busos d'un dels processadors, la direcció del flux d'energia a través de les màquines de potència inversa canvia. Aquests últims estan desactivats, per tant, tots els TP associats a aquesta font estan desactivats.

En aquest cas, els interruptors automàtics d'alimentació inversa han d'estar equipats amb dispositius de tancament automàtic que funcionin en funció del nivell de tensió al costat secundari dels transformadors.Quan es restableix la tensió, els dispositius automàtics d'alimentació inversa apagats s'encenen automàticament i es restableix el circuit tancat de la xarxa. Un reenganxador automàtic complica molt els interruptors de circuit d'alimentació posterior perquè es requereix un actuador automàtic de tancament d'aire i un relé de tensió dedicat. Per tant, els circuits de xarxa tancada alimentats per diferents fonts no han guanyat prevalença.

La xarxa tancada amb una tensió de 0,4 kV proporciona un subministrament d'energia més fiable als consumidors, redueixen les pèrdues d'electricitat a la xarxa i una millor qualitat de voltatge per als consumidors. Com que aquesta xarxa es subministra des d'una única font, només es pot utilitzar per subministrar consumidors de categoria II.

Sobre la base d'un circuit tancat d'una xarxa amb una tensió de 0,4 kV, es va desenvolupar la seva modificació, que preveu la instal·lació addicional d'interruptors de transferència automàtica (ATS) en una xarxa amb una tensió de 6-20 kV, l'element inicial de que són dispositius automàtics de còpia de seguretat. En aquest cas, la xarxa de 0,4 kV està protegida per fusibles.