Официальный сайт — mrsk-1.ru Подстанция глубокого ввода
Подстанция глубокого ввода, сокращённо ПГВ, — это подстанция, на которую подаётся напряжение от 35 до 220 кВ, обычно она выполнена с применением упрощенных схем коммутации на стороне первичного напряжения, и получает питание или от энергетической системы напрямую, или от центрального распределительного пункта на самом предприятии.
Предназначение ПГВ — питание группы установок конкретного предприятия или какого-то отдельного объекта на этом предприятии. Схемами с глубоким вводом называют схемы электроснабжения с подстанциями глубокого ввода.
Подстанции глубоких вводов располагаются вблизи наиболее крупных энергоёмких производств и корпусов с концентрированной нагрузкой, например: прокатные и электросталеплавильные цехи; сталепроволочные и крепёжно-калибровочные блоки метизных заводов; обогатительные фабрики и ряд других производств.
Глубокие вводы широко применяются в схемах внешнего и внутреннего электроснабжения промышленных предприятий и считаются наиболее прогрессивными схемами электроснабжения. Их применение позволяет:
Схемы глубоких вводов напряжением 110—220 кВ выполняются воздушными или кабельными линиями, схемы глубоких вводов 330 кВ и выше — воздушными линиями. Применение воздушных линий целесообразно при невысокой плотности застройки промышленной площадки. В целях снижения отчуждаемой под воздушную линию площади допускается прохождение линий над всеми несгораемыми зданиями и сооружениями, за исключением взрывоопасных установок. При выборе высоты опор воздушной линии должна учитываться возможность прокладки под проводами воздушных линий трубопроводов, транспортных и других коммуникаций. В обоснованных случаях может оказаться целесообразным применение специальных опор для увеличения длины пролётов. Все большее применение в системах электроснабжения предприятий находят кабельные линии напряжением 110—220 кВ. Разработка новых конструкций кабелей и совершенствование технических решений по прокладке кабельных линий способствует их широкому применению. Маслонаполненные кабельные линии низкого давления требуют повышенного внимания со стороны обслуживающего персонала, так как имеют маслосистему, а в отдельных случаях и систему охлаждения, которые считаются ненадёжными звеньями кабельных линий. Прокладка данных линий осуществляется в лотках, земле, траншеях, каналах и ниже зоны промерзания, а также с устройством специальных колодцев для муфт. Прокладка маслонаполненных кабелей в тоннелях не рекомендуется из-за значительной стоимости. Кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ- изоляцией) имеют более высокие технико-экономические показатели по сравнению с маслонаполненными кабельными линиями. Это позволило рекомендовать их в качестве основных для применения в сетях 110—220 кВ промышленных предприятий при высокой плотности застройки предприятия. Прокладка кабелей с СПЭ-изоляцией осуществляется в открытых кабельных сооружениях (на технологических и кабельных эстакадах, кабельных галереях). Следует отметить, что передача электрической энергии по кабельным линиям с СПЭ-изоляцией по состоянию на 2020 год обходится в 7—20 раз дороже, чем по воздушным линиям напряжением 110—220 кВ. При увеличении напряжения разница в стоимости увеличивается. Вместе с тем для прохождения воздушной линии требуется полоса, свободная от застройки и коммуникаций, шириной более 20 м для линий напряжением 110 кВ и более 30 м для линий напряжением 220 кВ, что в условиях промышленного предприятия не всегда допустимо. Применение кабельных линий для питания подстанций глубокого ввода позволяет выполнять распределительные устройства 110—220 кВ подстанций по схеме «линия—трансформатор» без коммутационных аппаратов.
По мере освоения промышленностью производства токопроводов напряжением до 330 кВ с элегазовой изоляцией увеличивается их применение для схем глубоких вводов при высокой плотности застройки промышленной площадки и наличии агрессивной окружающей среды. Радиальные схемы глубоких вводов 110—220 кВ позволяют использовать простейшие схемы первичной коммутации подстанций глубокого ввода — схемы «линия—трансформатор»: без коммутационных аппаратов (глухого присоединения) с разъединителем, предохранителем, выключателем. При магистральных схемах глубоких вводов отключение магистрали приводит к потере питания всех трансформаторов, подключенных к магистрали. Поэтому используются схемы, позволяющие отключать повреждённый трансформатор на самой подстанции и повторно включать магистраль устройством АПВ.
Глубокий ввод
Под глубоким вводом понимают систему электроснабжения обеспечивающую подвод наивысшего экономически целесообразного напряжения к центру нагрузок, с наименьшим количеством ступеней промежуточных трансформаторов и аппаратов.
В схеме глубокого ввода меньше потери электроэнергии, капитальные затраты и эксплуатационные расходы. п/с Глубоких вводов обычно предназначаются для питания отдельного объекта, крупного цеха или района предприятия.
Основные принципы построения схем объектов.
1) Максимальное приближение источников к U = 35-220 кВ. Электроустановкам потребителя ПГВ с энергоёмкими корпусами.
2) Резервирования питания для отдельных категорий потребителей должно быть заложено в схемах и элементах систем электроснабжения .
3) Секционирование шин всех звеньев системы распределение энергии, а при преобладании потребителей I и II категории установка на них устройств АВР.
Воздушная одиночная магистраль применяется для электроснабжения потребителей III категории.
Для электроснабжения потребителей I, II категории энергоемких цехов металлургических и химических заводов. Применяют воздушные двойные магистрали U = 110-220 кВ.
Радиальная схема с импульсным отключением в голове.
Схема ПГВ электроснабжения городов.
Радиальная схема с распределительным устройством ВН.
Транзитная п/ст при петлевой сети ВН.
Блочная схема линия – трансформатор.
Требования к конструктивному выполнению подстанций.
По принципам, изложенным в предыдущих параграфах, может быть разработано множество конструкций трансформаторных подстанций, отвечающих конкретным требованиям.
В качестве цеховых могут применяться внутрицеховые комплектные подстанции, встроенные или пристроенные закрытые подстанции, отдельностоящие закрытые подстанции (в том числе комплектные), полностью или частично открытые подстанции (включая открытые комплектные подстанции).
Внутрицеховая однотрансформаторная комплектная подстанция состоит из вводного устройства ВН (в случае глухого присоединения кабеля к зажимам ВН трансформатора оно может не применяться); сухого или масляного трансформатора; панельного или модульного комплектного РУ низкого напряжения; комплектной конденсаторной батареи (в случае центральной компенсации реактивной мощности); строительной части подстанции (фундамент, кабельные каналы, ограждения и т. п.). Двухтрансформаторная КТП состоит из двух комплектных одно-трансформаторных частей, расположенных рядом друг с другом и соединенных между собой через РУ низкого напряжения. Все электрические части КТП могут располагаться в один ряд, как, например, показано на рис. 11-25. В случае применения сухих трансформаторов возможна более компактная компоновка КТП — расположение трансформатора и вводного устройства ВН над РУ низкого напряжения. Ограждение внутрицехового КТП может быть сплошным или сетчатым и должно препятствовать приближению людей к элементам подстанции и случайному механическому повреждению подстанций. Проходы внутри ограждения вокруг КТП выбирают по требованиям удобства и безопасности обслуживания; ширина проходов составляет обычно 0,6—1,5 м. При необходимости КТП может размещаться и в отдельном помещении.
Место для расположения внутрицеховых КТП выбирают в межколонных зонах, в мертвых пространствах подъемно-транспортных устройств, в свободных зонах между технологическими установками, в специальных электротехнических пролетах технологических корпусов, на вспомогательных галереях и в других не занятых технологическим оборудованием или транспортными путями зонах.
Встроенные и пристроенные к производственным и другим зданиям закрытые подстанции состоят из РУ высокого напряжения (которые при питании трансформаторов радиальными линиями без применения на подстанции выключателей ВН могут не предусматриваться), трансформаторных камер (в случае сухих трансформаторов могут не предусматриваться); РУ низкого напряжения, в которых могут размещаться также конденсаторные батареи.
Расположение помещений подстанции стремятся выбрать так, чтобы двери трансформаторных камер и РУ высокого напряжения по возможности выходили наружу, что облегчало бы транспортировку, ремонт и обслуживание находящегося в этих помещениях оборудования, а также ввод кабельных линий. Распределительные устройства низкого напряжения стремятся располагать так, чтобы длина шинных соединений между трансформаторами и РУ оказалась минимальной. Вход в РУ низкого напряжения обычно целесообразно предусматривать со стороны цеха. Пример компоновки встроенной закрытой цеховой подстанции приведен на рис. 11-26.
При выборе размеров подстанции в целом и ее отдельных помещений учитываются, кроме габаритов размещаемого оборудования и нормативных требований к ширине проходов, размеры типовых строй-деталей (панелгй, объемных блоков и т. п.).
Компоновка отдельностоящих закрытых цеховых подстанций по своим общим принципам не отличается от встроенных подстанций. На таких подстанциях, кроме обычных стройматериалов и деталей (кирпич, железобетонные панели и т. д.), могут применяться объемные строительные блоки с объемом одного блока свыше 50 м3. При мощности подстанции до 2-1000 кВ-А вся строительная часть подстанции может состоять из одного блока, включающего стены, внутренние перегородки, полы и фундамент подстанции. Крыша такого блока обычно съемная, и монтаж оборудования производится при помощи подъемных механизмов сверху. Максимально возможные размеры и масса одного объемного блока определяются видом применяемого транспорта, допускаемыми транспортными габаритами и грузоподъемностью применяемых транспортных и подъемных средств. Материалом объемных блоков служит облегченный железобетон, причем для элементов с малой механической нагрузкой может применяться пенобетон. Распределительные устройства низшего и высшего напряжений такой подстанции могут быть и заранее укомплектованы и входить в состав объемного блока. Трансформаторы устанавливаются после установки блока. Объемные блоки подстанций могут быть предусмотрены не только для надземной, но и для заглубленной и подземной установки. В таком случае снижается высота подстанции и улучшается обозреваемость пространства, что может оказаться существенным при расположении подстанций около транспортных путей.
Вместо отдельностоящих закрытых подстанций могут использоваться комплектные подстанции наружной установки, устанавливаемые на заранее подготовленный фундамент. Наружные строительные детали таких КТП (стены, крыша, двери и т. п.) могут изготовляться из листовой стали или алюминия, из легких марок бетона, из стеклопласта, из стойких к воздействию наружной атмосферы и солнечной радиации гомогенных пластмасс.
Выбор типа цеховой подстанции определяется местонахождением подстанции, условиями окружающей среды, требованиями пожарной безопасности и взрывобезопасности, требованиями к защите оборудования подстанции от возможных механических воздействий, мощностью и схемой подстанции, типом питающих и отходящих линий, архитектурными и экономическими соображениями, номенклатурой изготовляемых КТП и КРУ, дополнительными требованиями или ограничениями (например, транспортными условиями).
В состав главных понизительных подстанций предприятий входят:
4) источники питания собственных нужд и оперативных цепей (трансформатор собственных нужд, аккумуляторная батарея и т. п.); у маломощных ГПП эти элементы могут отсутствовать;
5) конденсаторные батареи или другие источники реактивной мощности (если их размещение на ГПП целесообразно);
6) помещения щита управления или диспетчерского пункта электроснабжения предприятия (у маломощных подстанций могут отсутствовать);
7) компрессорная станция (при применении на ГПП воздушных выключателей);
8) бытовые помещения (при наличии на подстанции постоянного дежурного персонала);
9) мастерские, склады запасных частей и другие вспомогательные помещения по мере необходимости.
Если на ГПП имеется щит управления, обслуживаемый постоянным дежурным персоналом, то общая компоновка ГПП включает в себя открытое РУ, а также здание (обычно двухэтажное), в которое входят остальные элементы подстанции.
Если по условиям наружной среды или территориальным ограничениям открытое РУ неприемлемо, то все оборудование подстанции может размещаться в здании, имеющем тогда два-три этажа. При отсутствии постоянного дежурного персонала компоновка ГПП может упрощаться. Общий вид одной из типовых комплектных открытых ГПП приведен на рис. 11-27.
Выбор компоновки ГПП определяется мощностью и схемой подстанции, характеристикой основного оборудования, типами РУ и допускаемыми способами установки трансформаторов, мощностью и источниками питания оперативных цепей, наличием постоянного дежурного персонала, щита управления, диспетчерского пункта, строительными условиями и ограничениями, транспортными условиями, архитектурными и экономическими соображениями.
При компоновке ГПП и цеховых подстанций учитываются возможности роста электрических нагрузок предприятия. Целесообразно предусмотреть, в частности, в зависимости от конкретной обстановки замену трансформаторов на более мощные (в закрытых и открытых подстанциях некомплектного типа), резервные ячейки или панели (или места для них) в РУ высокого и низкого напряжений, установку в дальнейшем источников реактивной мощности, если они не предусматриваются во время проектирования, или увеличение мощности этих источников, установку более мощных комплектных подстанций, замену однотрансформаторных подстанций на двухтрансформаторные, места в зданиях или на территории предприятия для сооружения дополнительных подстанций.
11. Компоновки открытых и закрытых распределительных устройств. См. вопрос