Tehojärjestelmät toisen luokan käyttäjille
Luokan II energiankuluttajien luotettavan toimituksen varmistamiseksi verkkojärjestelmässä tulee olla varaelementtejä, jotka huoltohenkilöstö ottaa käyttöön (pääelementtien vioittumisen jälkeen). Tällöin voi tapahtua 6-20 kV johtojen, muuntajien ja 0,4 kV johtojen suora vähennys sekä yksittäisten verkkoelementtien keskinäinen pienentäminen (muuntajat 0,4 kV verkon kautta, yli 6-50 kV johdot ja muuntajat 0,4 kV).
Siksi luokan II vastaanottimien syöttämiseen tarkoitetun jakeluverkon rakentamisen perusperiaate koostuu 6-20 kV silmukkajohtojen yhdistelmästä, jotka tarjoavat kullekin muuntaja-asemalle kaksisuuntaista syöttöä ja 0,4 kV silmukkajohtoja, jotka on kytketty yhteen tai useampaan muuntaja-asemaan. sähköasemat. Myös automatisoitujen järjestelmien (monikeila, kaksikeila) käyttö on sallittua, jos niiden käyttö lisää kaupungin sähköverkon alenevia kustannuksia enintään 5 %.
Tyypillisiä tehonsyöttöjärjestelmiä teollisuuslaitoksille
Kuvassa esitetty piiri.1, mahdollistaa muuntaja-aseman kaksisuuntaisen virransyötön 6-20 kV:n jännitteellä ja 0,4 kV:n läpiviennillä, joka on kytketty 0,4 kV:n ääriviivalinjoihin, ja se on tarkoitettu vastaanottimien virransyöttöön. luokkiin II ja III.
Kuva 1. Tehokaavio kategorian II kuluttajille (6-20 kV ja 0,4 kV verkkokaavio)
Muuntaja-asemien teho valitaan varauksella yhdeltä muuntaja-asemalta lähteviin 0,4 kV silmukkajohtoihin kytkettyjen syöttökuluttajien tapauksessa, ts. muuntajan tehon on oltava riittävä varmistamaan rajoitettu kuluttajien sähkönsyötön rajoitus.
0,4 kV verkko voi toimia suljetussa tilassa ja siksi muuntaja-aseman muuntajien todetaan toimivan rinnakkain 0,4 kV verkossa. Tässä tapauksessa muuntaja-aseman virransyöttö 6-20 kV johtojen kautta on suoritettava yhdestä lähteestä ja 0,4 kV muuntajapiiriin asennetaan automaattiset käänteisteholaitteet.
Kuvassa 1 silmukan jakelulinjat 0,4 kV jännitteellä kategoria II tehovastaanottimet (a1, a2, b1, b2, l1, l2). Kategorian III vastaanottimet (c1, d1) syötetään ei-redundanteista radiaalisista linjoista tai niihin erillisistä tuloista.
Kategorian II käyttäjän syöttöä varten c2:ssa on kaksi tuloa TP2:sta ja käyttäjille a1 ja a2 - linja yhdestä lähteestä (TP1). Tällainen tehonsyöttöjärjestelmä on sallittu, jos kaupungin verkossa on keskitetty muuntajavarasto ja mahdollisuus vaihtaa vaurioitunut muuntaja 24 tunnin kuluessa.
Kuluttajien b1, b2 ja l1, l2 virransyöttö tapahtuu 0,4 kV:n jännitteellä olevilla silmukkajohdoilla, jotka yhdistävät TP1:n ja TP2:n sekä TP2:n ja TP3:n.
Ääriviivat, joiden jännite on 0,4 kV, sisältävät erityisen jakelulaitteen, ns. kytkentäpisteen (P1, P2), jonka suunnittelussa on mahdollista asentaa sulakkeet siihen sopiviin linjoihin.
Normaalitilassa jakeluverkko, jonka jännite on 0,4 kV liitäntäpisteessä, on avoin ja jokainen muuntaja-asema syöttää oman alueensa verkkoa. Näissä olosuhteissa valitaan 6 — 20 kV ja 0,4 kV jännitteiden johtojen poikkileikkaukset ja muuntajien tehot.
Valitut parametrit tarkistetaan edelleen olosuhteissa, jotka johtuvat normaalitilan rikkomuksista. Joten 6-20 kV jännitteisten johtojen poikkileikkauksen tulee varmistaa silmukkajohtoon kytkettyjen muuntaja-asemien kaiken tehon läpikulku. Samalla tavalla valitaan 0,4 kV johtojen poikkileikkaus, eli johtojen poikkileikkauksen on varmistettava kaiken 0,4 kV jännitteellä olevaan ääriviivaan kytketyn tehon kulku (esimerkissämme nämä ovat kuluttajien a1 ja a2 tai l1 ja l2 tai b1 ja b2 tehot ). Käyttäjän c2 tulojen poikkileikkaus otetaan tämän käyttäjän virransyöttöolosuhteiden mukaan, yksi tulo kerrallaan hätätilanteessa, toinen kytketään irti.
Muuntaja-aseman muuntajien teho valitaan ottaen huomioon naapurimuuntajien vaihtoehtoinen poistuminen käytöstä ja tehon ylijäämä kuluttajille, joita syötetään vain 0,4 kV johtoilla. Joten muuntajan TP2 vikaantuessa kuluttajakuorman b2 tulisi saada virtaa TP1:stä sulakkeen F11 asennuksen jälkeen ja kuluttajakuorman l1 - TP3:sta sulakkeen F17 asennuksen jälkeen.Muuntajan TP3 vikaantuessa kuluttajakuorma l2 saa virran TP2:lta ja kuorma d1 irrotetaan vaurioituneen muuntajan TP3 korjauksen tai vaihdon ajaksi.
Siten muuntajan TP1 teho on määritettävä ottaen huomioon tarve syöttää kuluttajalle b2 ja muuntajan TPZ teho - ottaen huomioon tarve syöttää kuluttajalle l1.
Muuntajan TP2 teho on määritettävä ottaen huomioon tarve syöttää suurin kuluttajien b1 ja l2 tehokuormista (ks. kuva 1). Muuntajan varateho määräytyy 0,4 kV jänniteverkon konfiguraation mukaan ja periaatteessa muuntaja-asemalle on mahdollista asentaa muuntajat sellaisella teholla, joka riittäisi kattamaan kaikkien irrotetun muuntajan käyttäjien tarpeet. sähköasemia. Tässä tapauksessa verkon rakentamiskustannukset kuitenkin nousevat jyrkästi.
Jos kytkentäkohtaan P1 asennetaan sulake, suljetaan 0,4 kV silmukkajohto ja muuntajamuuntajat (jos ne täyttävät rinnakkaistoiminnan ehdon) kytketään toisiinsa rinnakkaiskäytöllä 0,4 kV verkon kautta. Tässä tapauksessa verkkoa kutsutaan puolisuljetuksi. Tällaisessa verkossa energiahäviöt ovat minimaaliset, käyttäjälle toimitetun energian laatu paranee ja verkon luotettavuus paranee.
Kuten kuvasta voidaan nähdä. 1, vain yhteen johtoon kytketyt muuntajat, joiden jännite on 6-20 kV, sisältyvät rinnakkaiskäyttöön.Rinnakkaiskäyttöön voidaan kytkeä myös muuntajat, joiden teho saadaan yhdestä lähteestä lähtevistä erilaisista 6-20 kV jakelulinjoista, jotta vältetään oikosulkupisteen syöttäminen 6-20 kV verkossa 0,4 kV jännitteen kautta rinnakkaiskäyttöinen muuntaja muuntajien piireihin 0,33 kV, automaattiset käänteisteholaitteet on asennettava.
Kun verkko, jonka jännite on 0,4 kV, toimii suljetussa tilassa, kytkentäpisteisiin asennetaan sulakkeet, joiden nimellisvirta on kaksi-kolme askelta pienempi kuin 0,4 kV johdon pääosissa ja muuntaja.
Jos 0,4 kV silmukkajohdon osa vaurioituu, esim. pisteessä K1 (katso kuva 1), sulake P1 ja tämän johdon pään sulake TP1:ssä palavat. Samaan aikaan käyttäjä jatkaa virran saamista TP2:lta. Vian paikantamisen ja luonteen määrittämisen sekä tarvittavat kytkennät verkossa suorittaa huoltohenkilöstö.
Riisi. 2. Verkon silmukkapiiri, jonka jännite on 6 — 20 kV ja 0,4 kV
Jos suljetussa verkossa ei ole sulaketta P1, jonka jännite on 0,4 kV ja vika pisteessä K1, TP1:n ja TP2:n silmukkajohdon pääosien sulakkeiden pitäisi palaa, minkä seurauksena sähkönsyöttö kuluttajille keskeytyy.
Kuvassa esitetyssä kaaviossa 1, verkon kunkin elementin katoaminen liittyy yksittäisten käyttäjien sähkökatkoihin. Vian sattuessa esim. 6-20 kV CPU1:n jännitteellä olevan johdon päässä tämä linja yhdessä TP1:n ja TP2:n kanssa kytkeytyy pois päältä CPU1:n puolella olevalla relesuojauksella.Samalla palaa sulake P1, minkä seurauksena TP1:n ja TP2:n syöttämien kuluttajien virransyöttö katkeaa.
Kun viallinen alue on tunnistettu ja paikannettu, katkaisija P1 kytkeytyy päälle ja silmukkalinja saa virtaa CPU2:lta, mikä palauttaa virran TP1:lle ja TP2:lle.
Jos muuntaja vaurioituu jollakin muuntaja-asemalla, 6-20 kV puolen sulakkeet ja kytkentäpisteiden sulakkeet palavat. Tämän seurauksena TP:n toimittamien kuluttajien virransyöttö katkeaa.
Huomaa, että 6-20 kV silmukkajohdon (erottimen P1) normaalin aukon sijainti paljastuu verkkopiirin minimiteho- tai energiahäviöihin perustuvan laskennan tuloksena. Huomioikaa ulkomailla laajalti käytettyjen suljettujen verkkojen rakentamisen ominaisuudet, joiden jännite on 0,4 kV. Suljetun verkon, jonka jännite on 0,4 kV, olemassaolo varmistaa kaikkien verkon muuntajien rinnakkaisen toiminnan.
Jakeluverkko 6-20 kV tulee toteuttaa säteittäisillä linjoilla, joissa on yksisuuntainen virtalähde. Yksittäisten verkkoelementtien redundanssi niiden vikaantuessa tapahtuu automaattisesti suljetun 0,4 kV verkon kautta. Samalla tarjotaan keskeytymätön sähkönsyöttö kuluttajille 6-20 kV johtojen ja muuntajien sekä muuntajien vikaantuessa. 0,4 kV johtoja niiden suojausmenetelmän mukaan (kuva 3).
Riisi. 3. Suljettu verkko 0,4 kV jännitteellä ilman suojausta
Suojattaessa 0,4 kV:n suljettuja linjoja sulakkeilla kuluttajat kytketään irti, jos itse linjat vaurioituvat.Jos verkon suojaus perustui itsetuhoperiaatteeseen kaapelin palamisen ja sen eristyksen molemmin puolin palamisen vuoksi, kuten se oli USA:n ensimmäisissä sokeasti suljetuissa verkoissa, niin kuluttajien sähkönsyötön jatkuvuus häiriintyisi vain vikatilanteessa: 0,4 kV tuloilla.
Ilmoitettu suojausperiaate osoittautui hyväksyttävimmäksi verkoille, joissa on yksijohdinkaapeleita, joissa on keinoeristys lohkoihin. Maassamme käytetyissä verkoissa, joissa on paperiöljyeristeisiä nelijohtimiskaapeleita, tämän periaatteen soveltaminen aiheuttaa vaikeuksia.
Vikakohdassa tapahtuva itsetuho johtuu siitä, että oikosulkupisteessä esiintyvä kaari sammuu useiden jaksojen jälkeen, koska muodostuu suuri määrä ionisoimattomia kaasuja, jotka vapautuvat kaapelin eristeen palamisen aikana ja verkon matala jännite, joka ei pysty ylläpitämään sateenkaari.
Kaaren luotettava sammutus tapahtuu jännitteellä 0,4 kV ja kaaren läpi kulkevalla virralla 2,5-18 A. Vahinkopaikalla kaapeli palaa, sen päät on koodattu kaapelieristeen sintratulla massalla. Kuitenkin oikosulkutehon lisääntyessä ja kaapelin palamisolosuhteiden pahentuessa amerikkalaisissa verkoissa alettiin käyttää pysäyttimiä (karkeita sulakkeita), jotka paikantavat vaurioituneen osan pitkittyneen valokaaren sammutusprosessin aikana kaapelivian sijainnissa.
Toisin kuin silmukkapiirissä, yksittäisten verkkoelementtien parametrien valinta suoritetaan kaikkien sen käyttäjien virtalähteen tilan mukaan normaaleissa ja hätätiloissa, jotka tapahtuvat verkossa, kun sen elementit vaurioituvat.
0,4 kV jännitteisten johtojen poikkileikkaus ja muuntajien teho on määritettävä ottaen huomioon virtauksen jakautuminen suljetussa verkossa ja tarkastettava hätätilan olosuhteissa, kun jakelujohdot ovat 1 ja 6-20 kV muuntajien kanssa toimimisesta. Samanaikaisesti johtojen siirtokapasiteetin ja käytössä olevien muuntajien tehon tulee olla riittävä varmistamaan kaikkien verkon käyttäjien toiminnan rajoittamatta heidän tehoaan hätätilan aikana. Myös johtojen, joiden jännite on 6-20 kV, poikkileikkaus on määritettävä ottaen huomioon muiden 6-20 kV johtojen käytöstäpoisto.
Verkko, jonka jännite on 0,4 kV, suljetaan ilman suojausta. 6-20 kV verkko koostuu erillisistä jakelulinjoista L1 ja L2. Muuntajien 0,4 kV puolelle on asennettu automaattiset paluuteholaitteet, jotka kytkeytyvät pois päältä 6-20 kV verkon (johdot) vian sattuessa. tai muuntajat) ja syöttää vikapaikka vaurioitumattomalta johdolta L2 muuntajan ja suljetun verkon kautta, jonka jännite on 0,4 kV. Kone sammuu vain, kun energian virtaussuunta on päinvastainen.
Mikäli 6-20 kV:n jännitteen jakelulinja katkeaa kohdassa K1, linja L1 kytketään irti prosessorin puolelta. Tälle linjalle kytketyt muuntajat irrotetaan 0,4 kV verkosta muuntajan sähköasemalle 0,4 kV jännitteellä asennetuilla automaattisilla käänteisteholaitteilla. Tällä tavalla vian sijainti lokalisoidaan ja 0,4 kV:n kuluttajien syöttö suoritetaan L2:n ja TP3:n kautta.
Vian sattuessa verkon pisteessä K2 jännitteellä 0,4 kV, vikapaikan tulee tuhoutua itsestään kaapelin palamisen vuoksi ja virransyöttö voidaan katkaista vain, jos verkkoon tulee vika. kuluttaja.
Koska viskoosisella kyllästyseristyksellä varustetun nelijohtimisen kaapelin itsestään palamisen ilmiön käyttö kohtasi merkittäviä vaikeuksia, verkon suojaamiseen alettiin käyttää automaattisia käänteisteholaitteita, joissa on selektiiviset sulakkeet, jotka on asennettu kaikkiin 0,4 kV linjoihin.
Jos 0,4 kV johto vaurioituu, sen päihin asennetut sulakkeet palavat ja virransyöttö tähän linjaan kytkettyihin kuluttajiin katkeaa. Koska kuluttajien katkaisujen määrä on pieni, automaattisten vastavirtalaitteiden yhdistäminen sulakkeilla suljetun verkon ollessa 0,4 kV jännitteellä on yleisin Euroopan kaupungeissa.
Suljettuja verkkoja, joiden jännite on 0,4 kV, käytetään maassamme ja ulkomailla yhdestä lähteestä. Tämä mahdollistaa automaattisen laitteen yksinkertaisimman laitteen käytön käänteisellä teholla. Kun suljettu verkko saa virtaa eri lähteistä ja jonkin prosessorin väylän jännitteen lyhytaikainen lasku, käänteisvoimakoneiden läpi kulkevan tehon suunta muuttuu. Jälkimmäiset ovat pois päältä, joten kaikki tähän lähteeseen liittyvät TP:t on kytketty pois päältä.
Tässä tapauksessa käänteissyötön katkaisijat on varustettava automaattisilla uudelleensulkimislaitteilla, jotka toimivat muuntajien toisiopuolen jännitetason mukaan.Kun jännite palautuu, pois päältä kytketyt automaattiset käänteisteholaitteet kytkeytyvät automaattisesti päälle ja verkon suljettu piiri palautuu. Automaattinen uudelleensulkija vaikeuttaa suuresti takavirtakatkaisijoita, koska tarvitaan automaattinen ilmansulkutoimilaite ja erillinen jänniterele. Siksi eri lähteistä saatavat suljetut verkkopiirit eivät ole yleistyneet.
Suljettu verkko 0,4 kV jännitteellä tarjoaa kuluttajille luotettavamman virransyötön, pienemmät sähköhäviöt verkossa ja paremman jännitteen laadun kuluttajille. Koska tällainen verkko toimitetaan yhdestä lähteestä, sitä voidaan käyttää vain luokan II kuluttajien toimittamiseen.
0,4 kV jännitteellä olevan verkon suljetun piirin perusteella kehitettiin sen muunnos, joka mahdollistaa automaattisten siirtokytkimien (ATS) lisäasennuksen verkkoon, jonka jännite on 6-20 kV, joka on alkuelementti. joka on automaattinen varmuuskopiointilaite. Tässä tapauksessa 0,4 kV verkko on suojattu sulakkeilla.