Аварийное подключение подстанции сельского поселения на резервное электропитание при ограниченной мощности



Рассматривается вариант аварийного подключения подстанции (ПС) сельского поселения на резервное электропитание по второй высоковольтной линии (2ВЛ) напряжением 10 кВ с предварительной разгрузкой подстанции (ПС) в связи с ограничением передаваемой мощности транзита по резервной линии.

Ключевые слова: электроснабжение, электрическая подстанция, автоматическая разгрузка, электрическая шина, фидер, реле, контакты, трансформатор

В настоящее время к качеству и надежности современных электроэнергетических комплексов и систем, сетей, используемых в объектах сельского поселения, предъявляются повышенные требования не отличающиеся от других направлений электроэнергетики.

Электроэнергетическая система сельского поселения включает в себе основную подстанцию (ПС), линию электропередач, главный понижающий трансформатор подстанции, а также распределительные устройства в объектах сельского поселения и другие виды нагрузок.

Надежность электроснабжения сельского поселения может быть существенно повышена путем его резервирования. Для повышения надежности работы основных потребителей; к ним относятся крупные специальные хозяйства, животноводческие фермы, птицефабрики и другие потребители электроэнергии, которые подключаются по отдельным линиям непосредственно от шин 10–35 кВ районных подстанции.

Резервные электроустановки предназначаются для выборочного резервирования отдельных процессов, а также использования при аварийных ситуациях на линии электропередач, наиболее чувствительных к кратковременным перерывам, характерной особенностью которой является потребители 1 и 2 категории, имеющих для сельского поселения небольшую мощность. Поэтому в качестве резервных электроустановок, возможно применять местные электростанции или другие источники электропитания относительно небольшой мощности. В данной статье рассматривается вариант подключения подстанции (ПС) [1] на резервное электропитание в нештатных ситуациях, когда по второй высоковольтной линии(2ВЛ) напряжением 10кВ, но малой мощности, надо предварительно разгрузить (ПС) в связи с тем, что резервное электропитание имеет ограничение транзита по мощности, т. е. резервное электропитание имеет мощность меньше, чем загружена подстанция. Включение резервного источника питания на параллельную работу с основным невозможно. Поэтому предлагается переключения подстанции (ПС) с основной линии на резервную с предварительным отключением неответственных нагрузок [2], это потребители электроэнергии 3 категории. Такой же случай переключения нагрузки на подстанции, с более мощного трансформатора на второй трансформатор с меньшей мощностью, автоматически должна срабатывать (АВР) с предварительной разгрузкой или это переключение происходит с помощью оперативного персонала. Ниже приводятся схемы с решением автоматической разгрузкой подстанции до необходимой мощности резервного питания 2ВЛ, а также при случае использования трансформатора с меньшей мощностью [3].

На рис. 1. приведена схема электропитания ПС 10/0,4 кВ 2×630 кВА и во втором случае 1×630кВА 1× 400кВА

Рис. 1. Схема электропитания

Нормальное электроснабжение с нагрузкой подстанции S₁= 400 кВА осуществляется от основной системы питания по 1ВЛ, а резервное электроснабжение возможно по 2ВЛ, но при ограниченной мощностью не более S₂=300кВА

Техническим решением этого вопроса предлагается вариант переключения нагрузки (ПС) на резервную систему электроснабжения по 2 ВЛ с предварительной разгрузкой (ПС) на мощность 100 кВА.

Предварительно отмечаемая мощность равна:

S=S₁-S₂=100 кВА, после чего возможно переключение (ПС) с основного источника по1ВЛ электроснабжения на резервное электроснабжение по 2ВЛ оперативным персоналом или AВР. Предварительная автоматическая разгрузка работает при несоответствии реле напряжений включенных в 1ТV(1КV) и 2ТV(2КV). На 1ТV нет напряжений, а на 2 ТV есть номинальное напряжение или при втором варианте, где можно использовать трансформатор 1ТН мощностью 630 кВА, второй 2ТН мощностью 400 кВА при этом АВР с разгрузкой S=S₁-S₂= 630 -400=230 кВА, запускается при отключении выключателя 3Q и включённом 4Q; секционно 5Q выключается после разгрузки

Рис. 2. Схема автоматики

Рис. 3. Схема управления напряжения

На рис.2 и 3 приведены схемы автоматики и управления на оперативном постоянном напряжении с блоком бесперебойного питания. При обесточении шин 10 кВ и (6 кВ) в результате отключения нормального режима питания по 1ВЛ, контакты реле напряжения 1KV, 3KV, 4KV в цепи трансформаторов напряжения 1ТV, 3ТV, 4ТVбудут замкнуты и включат промежуточное реле — 1KL. Нормально открытые контакты промежуточного реле 1KLвключаются, тем самым произойдет отключение выключателей неответственных фидеров 3Q, 4Q, 5Q, 6Q в минимальном режиме с нагрузками– S₃, S₄, S_5, S₆, которые в сумме более 100кВА

(S₃+S₄+S₅+S₆) =100кВА

После чего замыкаются открытые контакты КСА приводов выключателей 3Q, 4Q, 5Q, 6Q, что является разрешением на АВР, т. е. на отключение выключателя 1Q (рис.2) и включения выключателя 2Q. АВР работает на несоответствии: при наличии рабочего напряжения на 2ВЛ и отсутствии на 1 ВЛ, что информируется положением контактов реле напряжений 1KV и 2KV, подключенных на трансформаторы напряжения соответственно 1TH и 2TH. Далее включится промежуточное реле 2KL,первым контактом которого будет подана команда на отключение выключателя 1Qна 1ВЛ, основной системы электроснабжения. За счёт нормально замкнутого контакта КСА, привода отключенного выключателя 1Q и второго контактного реле 2KL2 произойдет включение выключателя 2Q резервной системы электроснабжения по 2ВЛ.

На рис. 3 приведена схема возврата схемы управления выключателями 1Q и 2Q при появлении напряжения на 1ВЛ основой системы электроснабжения, то есть возврат нормального режима питания (ПС) по 1ВЛ.

При появлении напряжения на 1ВЛ нормального режима электроснабжения ПС реле напряжения 1KV от трансформатора напряжения 1TV на 1ВЛ включит реле времени 1КТ.По истечению установленной определенной выдержки времени контакта 1КТ1, реле времени 1КТ, включает промежуточное реле 3KL, который своим первым контактом 3KL1 дает команду на отключение выключателя 2Q от резервной системы электроснабжения. Вторым контактом 3KL2 будет дана команда на включение выключателя 1Q основной системы электроснабжения. В этой цепи контакты КСА привода выключателя 2Q будут замкнуты по факту отключения выключателя 2Q. Параллельная работа двух разных систем основного и резервного электроснабжения, стыкующихся на ПС, выключателями 1Q и 2Q по техническим причинам невозможна. После перевода ПС на нормальный режим питания по 1ВЛ включают ранее отключенные нагрузки S₃, S₄, S₅ и S₆.

Заключение. Предложено техническое решение переключения (ПС) на линию резервного электроснабжения или на трансформатор с меньшей мощностью, имеющие ограничение по мощности с предварительной разгрузкой мощности на (ПС) до нормированной мощности для резервного питания.

Литература:

1. Овчареенко Н. М. Элементы автоматических устройств энергосистем. – М.: Энергоатомиздат, 1995 г.
2. Киреева Э. А., Юнес Т., Айюба М. Автоматизация и экономия электрической энергии в системах промышленного электроснабжения. – М.: Энергоатомиздат, 1998 г.
3. Электротехнический справочник т. 2. — М.: Энергия, 1975 г.