Схемы РУВН трансформаторных подстанций
На трансформаторных подстанциях, в зависимости от их назначения, РУВН могут выполняться: 1) только для приема электрической энергии от ЛЭП к трансформаторам и 2) для приема электрической энергии от ЛЭП и ее распределения.
РУВН трансформаторных подстанций напряжением 35 кВ и выше, предназначенные только приема электрической энергии от линии электропередачи к трансформаторам выполняются по блочным, мостиковым схемам, схеме «заход – выход» и схеме четырехугольника.
Блочные схемы. Блочной схемой называется схема «блок линия – трансформатор». Блочные схемы применяются на стороне ВН тупиковых подстанций напряжением до 500 кВ включительно, а так же на стороне ВН ответвительных и проходных подстанций, присоединяемых к одной или к двум линиям, до 220 кВ включительно.
Схемы «блок линия – трансформатор» на однотрансформаторных подстанциях могут выполняться (рис. 1.3):
· без коммутационных аппаратов (схема глухого присоединения) (рис. 1.3,а) или только с разъединителем 
(рис. 1.3,б);
· с отделителем 
(имеет ограниченное применение в сетях напряжением 110 кВ) (рис. 1.3,в);
· с выключателем 
(рис. 1.3,г).
Схема «блок линия – трансформатор без коммутационных аппаратов» применяется при напряжениях 35-330 кВ и питании подстанции по радиальной схеме. Использование этой схемы целесообразно, когда подстанция размещается в зоне сильного промышленного загрязнения. Для питания трансформаторов в этой схеме обычно используются кабельные линии высокого напряжения (рис. 1.3,а). Для защиты трансформатора предусматривается передача отключающего сигнала на головной выключатель, который обеспечивает отключение питающей кабельной линии в случае повреждения трансформатора.
Рис. 1.3. Схемы «блок линия – трансформатор»:
а) глухое присоединение; б) с разъединителем; в) с отделителем и короткозамыкателем; г) с выключателем
Схема «блок линия – трансформатор с разъединителем» (рис. 1.3,б – условное обозначение «1») применяется в тех же случаях, что и предыдущая (рис. 1.3,а). Схему «блок линия – трансформатор с отделителем» допустимо применять на напряжении 110 кВ и трансформаторах мощностью до 25 
включительно. Отделители на стороне ВН подстанций могут применяться как с короткозамыкателями 
(рис. 1.3,в), так и с передачей отключающего сигнала на головной выключатель линии. Схема «блок линия – трансформатор с выключателем» применяется на подстанциях напряжением 35-220 кВ (рис. 1.3.г – условное обозначение «3Н»).
На двухтрансформаторных подстанциях напряжением 110 кВ используется схема «два блока линия – трансформатор с отделителем и неавтоматической перемычкой со стороны линий» (рис. 1.4,а). В нормальном режиме работы один из разъединителей в перемычке должен быть разомкнут. На двухтрансформаторных подстанциях напряжением 35-220 кВ применяются:
Рис. 1.4. Схемы «два блока линия – трансформатор»:
а) с отделителями и неавтоматической перемычкой; б) с выключателями и неавтоматической перемычкой; в) с выключателями и автоматической перемычкой
1) схема «два блока линия – трансформатор с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий» (рис. 1.4,б);
2) схема «два блока линия – трансформатор с выключателями и автоматической перемычкой со стороны линий» (рис. 1.4,в).
Схемы «два блока линия – трансформатор» просты, экономичны, но при повреждениях в линии или в трансформаторе автоматически отключаются и линия и трансформатор.
Мостиковые схемы. В схемах «мостик» (рис. 1.5) линии и трансформаторы соединяются между собой с помощью либо отделителя, либо выключателя.
Схема «мостик с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов» (рис. 1.5,а ) применяется в тех же случаях, что и схема «два блока линия – трансформатор с отделителем и неавтоматической перемычкой со стороны линий» (рис. 1.4.а).
Схема «мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий» (рис. 1.5,б) может применяться на тупиковых, ответвительных и проходных подстанциях напряжением 35-220 кВ с мощностью трансформатора до 63 МВ∙А включительно. На тупиковых и ответвительных подстанциях ремонтная перемычка и перемычка с выключателем нормально разомкнуты. При аварии на одной из линий автоматически отключается выключатель со стороны поврежденной линии и включается выключатель в перемычке, оба трансформатора остаются работающими. В случае аварии на одном из трансформаторов отключение выключателя приводит к отключению трансформатора и питающей линии. Отключение линии при повреждении трансформатора является недостатком данной схемы. На проходных подстанциях перемычка с выключателем нормально замкнута, через нее осуществляется транзит мощности.
Рис. 1.5. Схемы «мостик»: а) с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов; б) с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий; в) с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов
Схема «мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов» (рис. 1.5,в) применяется в тех же случаях, что и схема на рис. 1.5,б. Особенность схемы на рис. 1.5,в состоит в том, что при аварии в линии автоматически отключается поврежденная линия и трансформатор. При аварии на трансформаторе после автоматических переключений в работе остаются обе линии.
Схема на рис. 1.5,в предпочтительнее на подстанциях с неравномерным суточным графиком нагрузок, где для уменьшения потерь в трансформаторах целесообразно периодическое (в течение суток) отключение одного из них. В этой схеме отключение любого трансформатора достигается только отключением выключателя в цепи отключаемого трансформатора. В схеме на рис. 1.5,б для планового отключения одного из трансформаторов с оставлением в работе линии необходимо отключение выключателя в цепи линии отключаемого трансформатора и выключателя в перемычке; отключение разъединителя отключаемого трансформатора; включение выключателей в линии и в перемычке.
Схема «заход – выход». Схема «заход – выход» применяется на проходных подстанциях напряжением 110-220 кВ (рис. 1.6). В схеме устанавливаются два выключателя со стороны линии, которые позволяют отключать поврежденный участок линии. Эта схема может применяться как с ремонтной перемычкой, так и без нее.
| Рис. 1.6. Схема «заход – выход»
| |
Схема четырехугольника. Схема четырехугольника (рис. 1.7) применяется в РУВН 110-750 кВ при четырех присоединениях (две линии и два трансформатора) и необходимости секционирования транзитной линии при мощности трансформаторов от 125 и более при напряжениях 110-220 кВ и любой мощности трансформаторов при напряжениях 330 кВ и выше. В схеме со стороны линий установлены через развилку два выключателя, подключаемых к разным трансформаторам.
| Рис. 1.7. Схема четырехугольника
| |
Данная схема обладает более высокой надежностью по сравнению со схемой «мостика», так как авария в линии или в трансформаторе приводит к отключению только поврежденного элемента. Недостаток схемы – при отключении одной из линий трансформаторы получают питание по одной линии от одного источника питания.
Схемы РУВН со сборными шинами. РУВН, осуществляющие прием и распределение электрической энергии, выполняются со сборными шинами. Сборными шинами называются короткие участки шин жесткой или гибкой конструкции, обладающие малым электрическим сопротивлением и предназначенные для подключения различных присоединений – питающих и отходящих линий, выполнения секционирования рабочих шин, подключения трансформаторов напряжения, трансформаторов собственных нужд, заземляющих разъединителей сборных шин и др. Примеры схем РУВН со сборными шинами показаны на рис. 1.8.
Рис. 1.8. Примеры схем РУВН со сборными шинами
На трансформаторных подстанциях применяются следующие схемы распределительных устройств напряжением 6-220 кВ со сборными шинами: 1) с одной несекционированной системой шин; 2) с одной секционированной системой шин; 3) с двумя или четырьмя одиночными секционированными системами шин (на подстанциях с трансформаторами с расщепленной на две части обмоткой НН); 4) с двумя системами шин; 5) с двумя секционированными системами шин; 6) с двумя системами шин и обходной; 7) с двумя секционированными системами шин и обходной.
В качестве примера на рис. 1.8 показаны схемы распределительных устройств с одной секционированной системой шин (рис. 1.8,а), с одной секционированной и обходной системами шин (рис. 1.8,б) и с двумя рабочими и обходной системами шин (рис. 1.8,в). Секционирование обычно выполняется так, чтобы каждая секция шин получала питание от разных источников. Рабочая система шин в нормальном режиме находится под напряжением и осуществляет питание всех подключенных к ней присоединений. Обходная система шин применяется при повышенных требованиях к надежности электроснабжения и позволяет осуществлять контроль любого коммутационного аппарата без отключения потребителей. В нормальном режиме работы обходная система шин находится не под напряжением. На всех присоединениях на участках от сборных шин до выключателей, предохранителей, трансформаторов напряжения и т.п. устанавливаются разъединители, обеспечивающие видимый разрыв цепи.
