Energiaellátó rendszerek a második kategória felhasználói számára
A II. kategóriájú energiafogyasztók megbízható ellátásának biztosítása érdekében a hálózati konstrukciónak rendelkeznie kell tartalék elemekkel, amelyeket a kiszolgáló személyzet (a fő elemek meghibásodása után) üzembe helyez. Ebben az esetben a 6-20 kV-os vezetékek, transzformátorok és 0,4 kV-os vezetékek közvetlen csökkentése, valamint az egyes hálózati elemek (transzformátorok 0,4 kV-os hálózaton keresztül, 6-50 kV-os vezetékek túllépése és transzformátorok egy ún. 0,4 kV).
Ezért a II. kategóriájú vevőkészülékek ellátására szolgáló elosztóhálózat kiépítésének alapelve az egyes transzformátor alállomások kétirányú ellátását biztosító 6-20 kV-os hurokvezetékek és egy vagy különböző transzformátor alállomásokhoz kapcsolódó 0,4 kV-os hurokvezetékek kombinációjából áll. elektromos alállomások. Az automatizált sémák (többnyalábú, kétsugaras) alkalmazása is megengedett, ha használatuk legfeljebb 5%-kal növeli a városi villamosenergia-hálózat csökkentett költségeit.
Ipari üzemek tipikus áramellátási sémája
ábrán látható áramkör.1, lehetővé teszi a transzformátor alállomás kétirányú tápellátását 6-20 kV feszültségű hálózattal és 0,4 kV-os perselyekkel, 0,4 kV feszültségű kontúrvonalakhoz csatlakoztatva, és vevők táplálására szolgál. kategória II. és III.
1. ábra II. kategóriájú fogyasztók teljesítménysémája (6-20 kV és 0,4 kV hálózati séma)
A transzformátor alállomások teljesítményét az egy transzformátor alállomásból kilépő 0,4 kV-os hurokvezetékekre kapcsolt betápláló fogyasztók esetén tartalékkal választják meg, pl. a transzformátor teljesítményének elegendőnek kell lennie a fogyasztók ellátásának korlátozott korlátozásához.
A 0,4 kV-os hálózat zárt üzemmódban is működhet, így a transzformátor alállomás transzformátorai párhuzamosan működnek a 0,4 kV-os hálózaton. Ebben az esetben a transzformátor alállomás tápellátását a 6-20 kV-os vezetékeken keresztül egy forrásból kell végrehajtani, és a 0,4 kV-os transzformátor áramkörbe automatikus fordított tápegységeket kell beépíteni.
ábrán. 1 hurok elosztó vezetékek 0,4 kV feszültséggel II. kategóriájú teljesítményvevők (a1, a2, b1, b2, l1, l2). A III. kategóriájú vevők (c1, d1) nem redundáns radiális vonalakról vagy külön bemenetekről kapnak táplálást.
A II. kategóriájú felhasználó ellátásához a c2 két bemenettel rendelkezik a TP2-ről, az a1 és a2 felhasználók számára pedig egy vonal egy forrásból (TP1). Egy ilyen áramellátási séma akkor megengedett, ha a városi hálózatban van transzformátorok központosított tartaléka, és lehetőség van a sérült transzformátor 24 órán belüli cseréjére.
A b1, b2 és l1, l2 fogyasztók tápellátását 0,4 kV feszültségű hurokvezetékek végzik, amelyek összekötik a TP1-et és a TP2-t, valamint a TP2-t és a TP3-at.
A 0,4 kV feszültségű kontúrvonalak speciális elosztóberendezést, úgynevezett csatlakozási pontot (P1, P2) tartalmaznak, amelynek kialakítása lehetőséget biztosít biztosítékok felszerelésére az erre alkalmas vezetékeken.
Normál üzemmódban a csatlakozási ponton 0,4 kV feszültségű elosztóhálózat nyitott, és minden transzformátor alállomás saját hálózatot lát el. Ilyen körülmények között a 6-20 kV és 0,4 kV feszültségű vezetékek vezetékeinek keresztmetszete és a transzformátorok teljesítménye kerül kiválasztásra.
A kiválasztott paraméterek további ellenőrzése a normál üzemmód megsértéséből eredő feltételek mellett történik. Tehát a 6-20 kV feszültségű vezetékek keresztmetszetének biztosítania kell a hurokvezetékre kapcsolt transzformátor alállomások teljes teljesítményének áthaladását. Hasonló módon kerül kiválasztásra a 0,4 kV-os vezetékek keresztmetszete, azaz a vezetékek keresztmetszetének biztosítania kell a 0,4 kV feszültségű kontúrvonalra kapcsolt összes teljesítmény áthaladását (példánkban ezek a1 és a2, vagy l1 és l2, vagy b1 és b2 fogyasztók teljesítményei ). A c2 felhasználó bemeneteinek keresztmetszete ennek a felhasználónak az áramellátási feltételeinek megfelelően történik, vészhelyzet esetén egy-egy bemenet, a második le van választva.
A transzformátor alállomáson lévő transzformátorok teljesítményét a szomszédos transzformátorok üzemből történő alternatív kilépése és a csak 0,4 kV-os vezetékek által táplált fogyasztók többletteljesítményének figyelembevételével választják ki. Tehát a TP2 transzformátor meghibásodása esetén a b2 fogyasztói terhelésnek az F11 biztosíték beszerelése után a TP1-ről, az l1 fogyasztói terhelésnek pedig a TP3-ról az F17 biztosíték beszerelése után kell áramot kapnia.A TP3 transzformátor meghibásodása esetén az l2 fogyasztói terhelés a TP2-től kap áramot, a d1 terhelés pedig le van választva a sérült TP3 transzformátor javításának vagy cseréjének idejére.
Így a TP1 transzformátor teljesítményét a b2 fogyasztó, a TPZ transzformátor teljesítményét pedig az l1 fogyasztó ellátási igényének figyelembevételével kell meghatározni.
A TP2 transzformátor teljesítményét úgy kell meghatározni, hogy figyelembe kell venni a b1 és l2 fogyasztók legnagyobb teljesítményterhelését (lásd 1. ábra). A transzformátor tartalékteljesítményét a 0,4 kV-os feszültségű hálózat konfigurációja határozza meg, a transzformátor alállomásba elvileg olyan teljesítményű transzformátorok beépítése lehetséges, amely a lekapcsolt transzformátor összes felhasználójának igényeit kielégíti. alállomások. Ebben az esetben azonban a hálózat kiépítésének költsége meredeken emelkedik.
Ha a P1 csatlakozási ponton biztosítékot építenek be, akkor a 0,4 kV-os hurokvezeték lezárásra kerül, és a transzformátor transzformátorok (amennyiben megfelelnek a párhuzamos üzem feltételének) 0,4 kV-os hálózaton keresztül párhuzamosan kapcsolódnak egymáshoz. Ebben az esetben a hálózatot félig zártnak nevezzük. Egy ilyen hálózatban minimális az energiaveszteség mértéke, javul a felhasználóhoz eljuttatott energia minősége, és nő a hálózat megbízhatósága.
ábrából látható. 1, párhuzamos üzemre csak egy vezetékre kötött, 6-20 kV feszültségű transzformátorok tartoznak.Párhuzamos üzemre transzformátorok is kapcsolhatók, amelyek teljesítményét egy forrásból származó különböző 6-20 kV-os elosztóvezetékek biztosítják, elkerülendő, hogy egy 6-20 kV-os hálózatban egy rövidzárlati pont 0,4 kV-os feszültségen keresztül áramforrásról táplálkozzon. párhuzamos üzemű transzformátor a 0,33 kV-os transzformátorok áramköreibe, automata fordított teljesítményű berendezéseket kell beépíteni.
A 0,4 kV feszültségű hálózat zárt üzemmódban történő üzemelése esetén a csatlakozási pontokon két-három fokozattal kisebb névleges áramú biztosítékokat kell beépíteni, mint a 0,4 kV-os vezeték fő szakaszain és transzformátor alállomás.
Ha a 0,4 kV-os hurokvezeték szakasza megsérül, például a K1 pontban (lásd 1. ábra), akkor a P1 biztosíték és a TP1-ben a vezeték fejének biztosítéka kiolvad. Ugyanakkor a felhasználó továbbra is kap áramot a TP2-től. A hiba felderítését és jellegének meghatározását, valamint a hálózatban szükséges átkapcsolásokat a szervizesek végzik.
Rizs. 2. 6 — 20 kV és 0,4 kV feszültségű hálózat hurokköre
P1 biztosíték hiányában 0,4 kV feszültségű zárt hálózatban és a K1 pontban meghibásodás esetén a TP1 és TP2 hurokvezeték fő szakaszainak biztosítékai kiolvadnak, aminek következtében a fogyasztók áramellátása megszakad.
ábrán látható diagramon. Az 1. ábra szerint a hálózat egyes elemeinek elvesztése az egyes felhasználók áramkimaradásával jár. Hiba esetén például a CPU1-től 6-20 kV feszültségű vezeték fejében ezt a vonalat a TP1-el és TP2-vel együtt a CPU1 oldalán található relévédelem lekapcsolja.Ezzel párhuzamosan a P1 biztosíték kiég, ennek következtében a TP1 és TP2 által táplált fogyasztók áramellátása megszakad.
A hibás terület azonosítása és lokalizálása után a P1 megszakító bekapcsol, és a hurokvonal kap tápellátást a CPU2-től, ezáltal visszaállítja a TP1 és TP2 tápellátását.
Ha valamelyik transzformátor alállomáson megsérül a transzformátor, a 6-20 kV oldali biztosítékok és a csatlakozási pontok biztosítékai kiolvadnak. Emiatt a TP által biztosított fogyasztók áramellátása megszakad.
Vegye figyelembe, hogy a 6-20 kV-os hurokvezeték (P1 szakaszoló) normál nyitásának helye a hálózati áramkör minimális teljesítmény- vagy energiaveszteségén alapuló számítás eredményeként derül ki. Figyeljük meg a 0,4 kV feszültségű zárt hálózatok építésének jellemzőit, amelyeket külföldön széles körben használnak. A 0,4 kV feszültségű zárt hálózat jelenléte biztosítja a hálózat összes transzformátorának párhuzamos működését.
A 6-20 kV-os elosztóhálózatot egyirányú tápellátású radiális vezetékekkel kell kiépíteni. Az egyes hálózati elemek redundanciája meghibásodásuk esetén automatikusan, 0,4 kV-os zárt hálózaton keresztül történik, ugyanakkor 6-20 kV-os vezetékek és transzformátorok meghibásodása esetén a fogyasztók megszakítás nélküli áramellátása biztosított. 0,4 kV-os vezetékek, a védelmükre alkalmazott módszertől függően (3. ábra).
Rizs. 3. Zárt hálózat 0,4 kV feszültséggel védelem nélkül
A 0,4 kV-os zárt vezetékek biztosítékokkal való védelme esetén a fogyasztók lekapcsolódnak, ha maguk a vezetékek megsérülnek.Ha a hálózat védelme a kábel kiégése és a szigetelés mindkét oldali leégése miatti meghibásodási ponton történő önmegsemmisítés elvén alapult, mint az USA első vakon zárt hálózataiban, akkor a a fogyasztók áramellátásának folyamatossága csak üzemzavar esetén zavarna: 0,4 kV-os bemeneteknél.
A jelzett védelmi elv azoknál a hálózatoknál bizonyult a legelfogadhatóbbnak, ahol egyeres, tömbösített mesterséges szigetelésű kábelek vannak. A hazánkban használt négyeres, papír-olaj szigetelésű kábeles hálózatokban ennek az elvnek az alkalmazása nehézségeket okoz.
Az önmegsemmisülés a meghibásodási ponton abból adódik, hogy a rövidzárlati ponton fellépő ív több idő elteltével kialszik a kábelszigetelés égése során felszabaduló nagy mennyiségű nem ionizált gáz, ill. a hálózat alacsony feszültsége, amely nem képes fenntartani a szivárványt.
Az ív megbízható kioltása 0,4 kV feszültség és 2,5-18 A íven átmenő áram mellett történik. A sérülés helyén a kábel kiég, végeit a kábelszigetelés szinterezett tömegével kódolják. A rövidzárlati teljesítmény növekedésével és a kábelkiégés körülményeinek romlásával azonban az amerikai hálózatokban levezetőket (durva biztosítékokat) kezdtek használni, amelyek az ív hosszan tartó oltási folyamata során megtalálták a sérült részt a kábelhiba helyén.
A hurokáramkörtől eltérően az egyes hálózati elemek paramétereinek kiválasztása az összes felhasználó tápellátási állapota szerint történik normál és vészhelyzeti üzemmódban, amelyek akkor fordulnak elő a hálózatban, amikor az elemei megsérülnek.
A 0,4 kV feszültségű vezetékek keresztmetszetét és a transzformátorok teljesítményét a zárt hálózat áramláseloszlásának figyelembevételével kell meghatározni, és vészüzemi körülmények között ellenőrizni kell, amikor az elosztóvezetékek 1 és 6-20 kV. transzformátorokkal való együttműködésből származó kimenet. Ugyanakkor a vezetékek átviteli kapacitásának és az üzemben maradó transzformátorok teljesítményének elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy a hálózat valamennyi felhasználója működését biztosítsa teljesítményük korlátozása nélkül vészüzemben. A 6-20 kV feszültségű vezetékek keresztmetszetét is meg kell határozni, figyelembe véve az egyéb 6-20 kV-os vezetékek leszerelését is.
A 0,4 kV feszültségű hálózatot védelem nélkül zárják le. A 6-20 kV-os hálózat külön L1 és L2 elosztó vezetékekből áll A transzformátorok 0,4 kV-os oldalán automata fordított teljesítményű készülékek vannak kiépítve, melyek a 6-20 kV-os hálózat (vezetékek) meghibásodása esetén kikapcsolnak. vagy transzformátorok) és a hibahelyet a sértetlen L2 vezetékről transzformátoron és 0,4 kV feszültségű zárt hálózaton keresztül táplálják. A gép csak akkor kapcsol ki, ha az energiaáramlás iránya megfordul.
A 6-20 kV feszültségű elosztóvezeték meghibásodása esetén a K1 pontban az L1 vezetéket leválasztják a processzor oldaláról. A 0,4 kV-os hálózatról az erre a vezetékre kapcsolt transzformátorokat a transzformátor alállomáson 0,4 kV feszültségű automata fordított teljesítményű készülékek választják le. Ily módon a hiba helye lokalizálódik, és a 0,4 kV-os fogyasztók ellátását az L2 és a TP3 végzi.
A 0,4 kV-os feszültségű hálózat K2 pontjában fellépő hiba esetén a hibahelynek önmegsemmisülnie kell a kábelégetés miatt, és az áramellátást csak a bemenetek meghibásodása esetén lehet megszakítani. fogyasztó.
Mivel a viszkózus impregnált szigetelésű négyeres kábel spontán égésének jelensége jelentős nehézségekbe ütközött, a hálózat védelmére elkezdték használni a szelektív biztosítékokkal ellátott automatikus fordított teljesítményű eszközöket, amelyeket minden 0,4 kV-os vonalra telepítettek.
Ha a 0,4 kV-os vezeték megsérül, a végeire szerelt biztosítékok kiolvadnak, és az erre a vezetékre csatlakozó fogyasztók áramellátása megszakad. Mivel a fogyasztói lekapcsolások mennyisége kicsi, az európai városokban a legelterjedtebb az automatikus fordított teljesítményű eszközök biztosítékokkal való kombinációja zárt hálózat jelenlétében, 0,4 kV feszültséggel.
Hazánkban és külföldön 0,4 kV feszültségű zárt hálózatokat használnak egyetlen forrásból származó árammal. Ez lehetővé teszi a fordított teljesítményű automata készülék legegyszerűbb eszközének használatát. Amikor egy zárt hálózatot különböző források táplálnak, és az egyik processzor buszának rövid távú feszültsége csökken, megváltozik a fordított teljesítményű gépeken áthaladó energiaáramlás iránya. Ez utóbbiak ki vannak kapcsolva, ezért az ehhez a forráshoz tartozó összes TP ki van kapcsolva.
Ebben az esetben a fordított tápfeszültség-megszakítókat fel kell szerelni a transzformátorok szekunder oldalán lévő feszültségszinttől függően működő automatikus visszakapcsoló eszközökkel.A feszültség helyreállításakor a kikapcsolt automatikus fordított tápegységek automatikusan bekapcsolnak és a hálózat zárt áramköre helyreáll. Az automatikus visszakapcsoló nagymértékben bonyolítja a hátsó áramkör-megszakítókat, mivel automatikus légelzáró működtetőre és külön feszültségrelére van szükség. Ezért a különböző forrásokból táplált, zárt hálózatú áramkörök nem terjedtek el.
A 0,4 kV feszültségű zárt hálózat megbízhatóbb áramellátást biztosít a fogyasztók számára, csökkenti a hálózati villamosenergia-veszteséget és jobb feszültségminőséget biztosít a fogyasztók számára. Mivel egy ilyen hálózatot egyetlen forrásból látnak el, csak a II. kategóriájú fogyasztók ellátására használható.
A 0,4 kV feszültségű hálózat zárt áramköre alapján kidolgozták annak módosítását, amely az automatikus átviteli kapcsolók (ATS) további telepítését biztosítja a 6-20 kV feszültségű hálózatban, a kezdeti elem amely automatikus biztonsági mentési eszközök. Ebben az esetben a 0,4 kV-os hálózatot biztosítékok védik.