Energieschemata für Benutzer der zweiten Kategorie
Um eine zuverlässige Versorgung von Energieverbrauchern der Kategorie II zu gewährleisten, muss das Netzsystem über Backup-Elemente verfügen, die (nach Ausfall der Hauptelemente) vom Servicepersonal in Betrieb genommen werden. In diesem Fall kann es zu einer direkten Reduzierung von 6-20-kV-Leitungen, Transformatoren und 0,4-kV-Leitungen sowie einer gegenseitigen Reduzierung einzelner Netzelemente (Transformatoren durch ein 0,4-kV-Netz, Überschreitung von 6-50-kV-Leitungen und Transformatoren durch ein 0,4-kV-Netz) kommen 0,4 kV).
Daher besteht das Grundprinzip des Aufbaus eines Verteilungsnetzes zur Versorgung von Empfängern der Kategorie II aus einer Kombination von 6-20-kV-Ringleitungen, die jede Umspannstation bidirektional versorgen, und 0,4-kV-Ringleitungen, die an eine oder mehrere Umspannstationen angeschlossen sind. Verbraucher Umspannwerke. Es ist auch erlaubt, automatisierte Systeme (Mehrstrahl, Zweistrahl) zu verwenden, wenn ihre Verwendung die reduzierten Kosten des städtischen Stromnetzes um nicht mehr als 5 % erhöht.
Typische Stromversorgungsschemata für Industrieanlagen
Die in Abb. dargestellte Schaltung.1, sieht die Möglichkeit der bidirektionalen Stromversorgung des Umspannwerks durch ein Netz mit einer Spannung von 6-20 kV und Durchführungen von 0,4 kV vor, das an Höhenleitungen mit einer Spannung von 0,4 kV angeschlossen ist, und ist für die Stromversorgung von Empfängern bestimmt der Kategorien II und III.
Abbildung 1. Energieschema für Verbraucher der Kategorie II (6-20-kV- und 0,4-kV-Netzschema)
Die Leistung der Umspannwerke wird mit einer Reserve ausgewählt, wenn Verbraucher an 0,4-kV-Ringleitungen angeschlossen werden, die aus einem Umspannwerk kommen, d. h. Die Leistung des Transformators muss ausreichen, um eine begrenzte Beeinträchtigung der Versorgung der Verbraucher zu gewährleisten.
Das 0,4-kV-Netz kann im geschlossenen Modus betrieben werden und daher werden die Transformatoren der Umspannstation im 0,4-kV-Netz parallel betrieben. In diesem Fall muss die Stromversorgung des Umspannwerks über die 6-20-kV-Leitungen aus einer Quelle erfolgen und im 0,4-kV-Transformatorkreis sind automatische Rückstromeinrichtungen installiert.
In Abb. 1 Ringverteilungsleitungen mit einer Spannung von 0,4 kV, Leistungsempfänger der Kategorie II (a1, a2, b1, b2, l1, l2). Empfänger der Kategorie III (c1, d1) werden über nicht redundante Radialleitungen oder separate Eingänge gespeist.
Für die Versorgung von Benutzern der Kategorie II verfügt C2 über zwei Eingänge von TP2 und für Benutzer A1 und A2 über eine Leitung von einer Quelle (TP1). Ein solches Stromversorgungsschema ist zulässig, wenn im Stadtnetz eine zentrale Reserve an Transformatoren vorhanden ist und die Möglichkeit besteht, einen beschädigten Transformator innerhalb von 24 Stunden auszutauschen.
Die Stromversorgung der Verbraucher b1, b2 und l1, l2 erfolgt über Ringleitungen mit einer Spannung von 0,4 kV, die TP1 und TP2 sowie TP2 und TP3 verbinden.
Konturleitungen mit einer Spannung von 0,4 kV enthalten eine spezielle Verteilervorrichtung, den sogenannten Verbindungspunkt (P1, P2), dessen Konstruktion die Möglichkeit vorsieht, Sicherungen auf dafür geeigneten Leitungen zu installieren.
Im Normalbetrieb ist das Verteilnetz mit einer Spannung von 0,4 kV am Anschlusspunkt geöffnet und jedes Umspannwerk versorgt seinen eigenen Netzbereich. Unter diesen Bedingungen werden die Querschnitte der Drähte von Leitungen mit einer Spannung von 6 - 20 kV und 0,4 kV sowie die Leistung der Transformatoren ausgewählt.
Die ausgewählten Parameter werden unter den Bedingungen, die sich aus Verstößen gegen den Normalmodus ergeben, weiter überprüft. Daher muss der Querschnitt von Leitungen mit einer Spannung von 6-20 kV den Durchgang der gesamten Leistung der an die Ringleitung angeschlossenen Umspannwerke gewährleisten. In ähnlicher Weise wird der Querschnitt von 0,4-kV-Leitungen gewählt, d.h. Der Querschnitt der Drähte muss den Durchgang der gesamten an die Konturleitung angeschlossenen Leistung mit einer Spannung von 0,4 kV gewährleisten (in unserem Beispiel sind dies die Leistungen der Verbraucher a1 und a2 oder l1 und l2 oder b1 und b2). ). Der Querschnitt der Eingänge zum Verbraucher c2 richtet sich nach den Stromversorgungsbedingungen dieses Verbrauchers, im Notfall wird jeweils ein Eingang abgeschaltet, der zweite wird abgeschaltet.
Die Leistung der Transformatoren im Umspannwerk wird unter Berücksichtigung des alternativen Austritts benachbarter Transformatoren aus dem Betrieb und des Leistungsüberschusses an Verbraucher, die nur über 0,4-kV-Leitungen versorgt werden, ausgewählt. Im Falle eines Ausfalls des Transformators TP2 sollte die Verbraucherlast b2 nach der Installation der Sicherung F11 von TP1 und die Verbraucherlast l1 von TP3 nach der Installation der Sicherung F17 mit Strom versorgt werden.Im Falle eines Ausfalls des Transformators TP3 erhält Verbraucherlast l2 Strom von TP2 und Last d1 wird für die Dauer der Reparatur oder des Austauschs des beschädigten Transformators TP3 abgeschaltet.
Daher muss die Leistung des Transformators TP1 unter Berücksichtigung der Notwendigkeit der Versorgung des Verbrauchers b2 und die Leistung des Transformators TPZ unter Berücksichtigung der Notwendigkeit der Versorgung des Verbrauchers l1 bestimmt werden.
Die Leistung des Transformators TP2 muss unter Berücksichtigung der Notwendigkeit bestimmt werden, die größte der Leistungslasten der Verbraucher b1 und l2 zu versorgen (siehe Abb. 1). Die Reserveleistung des Transformators wird durch die Konfiguration des 0,4-kV-Spannungsnetzes bestimmt, und grundsätzlich ist es möglich, in der Umspannstation Transformatoren mit einer Leistung zu installieren, die ausreicht, um den Bedarf aller Benutzer des abgeschalteten Transformators zu decken Umspannwerke. In diesem Fall werden jedoch die Kosten für den Aufbau des Netzwerks stark steigen.
Wenn am Anschlusspunkt P1 eine Sicherung installiert ist, wird die 0,4-kV-Ringleitung geschlossen und die Transformatortransformatoren (sofern sie die Bedingung für den Parallelbetrieb erfüllen) werden durch Parallelbetrieb über ein 0,4-kV-Netz miteinander verbunden. In diesem Fall wird das Netzwerk als halbgeschlossen bezeichnet. In einem solchen Netzwerk sind die Energieverluste minimal, die Qualität der an den Benutzer gelieferten Energie verbessert sich und die Zuverlässigkeit des Netzwerks steigt.
Wie aus Abb. ersichtlich ist. 1 sind für den Parallelbetrieb Transformatoren vorgesehen, die nur an einer Leitung mit einer Spannung von 6-20 kV angeschlossen sind.Um zu vermeiden, dass ein Kurzschlusspunkt in einem 6-20-kV-Netz durch eine Spannung von 0,4 kV von einer Quelle gespeist wird, können auch Transformatoren im Parallelbetrieb angeschlossen werden, deren Leistung von verschiedenen 6-20-kV-Verteilungsleitungen bereitgestellt wird, die nur aus einer Quelle stammen Parallelbetrieb des Transformators in den Stromkreisen von Transformatoren 0,33 kV, automatische Rückspeisevorrichtungen müssen installiert werden.
Wenn ein Netz mit einer Spannung von 0,4 kV im geschlossenen Modus betrieben wird, werden an den Verbindungspunkten Sicherungen mit einem Nennstrom von zwei bis drei Stufen weniger als auf den Hauptabschnitten einer 0,4-kV-Leitung und einer Umspannstation installiert.
Wenn der Abschnitt der 0,4-kV-Ringleitung beschädigt ist, beispielsweise am Punkt K1 (siehe Abb. 1), brennen Sicherung P1 und die Sicherung des Kopfes dieser Leitung in TP1 durch. Gleichzeitig erhält der Benutzer weiterhin Strom von TP2. Die Ortung und Bestimmung der Fehlerart sowie die notwendigen Schaltvorgänge im Netz werden durch Servicepersonal durchgeführt.
Reis. 2. Schleifenkreis eines Netzes mit einer Spannung von 6 – 20 kV und 0,4 kV
Bei fehlender Sicherung P1 in einem geschlossenen Netz mit einer Spannung von 0,4 kV und einem Ausfall am Punkt K1 sollten die Sicherungen der Hauptabschnitte der Ringleitung in TP1 und TP2 durchbrennen, wodurch die Stromversorgung der Verbraucher unterbrochen wird wird unterbrochen.
Im Diagramm in Abb. 1 ist der Verlust jedes Elements des Netzwerks mit einem Stromausfall einzelner Benutzer verbunden. Bei einem Fehler, beispielsweise im Kopf einer Leitung mit einer Spannung von 6-20 kV von CPU1, wird diese Leitung zusammen mit TP1 und TP2 durch den Relaisschutz auf der Seite von CPU1 abgeschaltet.Gleichzeitig brennt die Sicherung P1 durch, wodurch die Stromversorgung der von TP1 und TP2 versorgten Verbraucher unterbrochen wird.
Nach der Identifizierung und Lokalisierung des fehlerhaften Bereichs schaltet sich der Leistungsschalter P1 ein und die Ringleitung erhält Strom von CPU2, wodurch die Stromversorgung von TP1 und TP2 wiederhergestellt wird.
Wenn in einer der Umspannstationen der Transformator beschädigt wird, brennen die Sicherungen auf der 6-20-kV-Seite und die Sicherungen der Anschlusspunkte durch. Dadurch wird die Stromversorgung der von TP versorgten Verbraucher unterbrochen.
Beachten Sie, dass der Ort der normalen Öffnung der 6-20-kV-Ringleitung (Trennschalter P1) als Ergebnis der Berechnung auf der Grundlage der minimalen Leistungs- oder Energieverluste im Netzwerkkreis ermittelt wird. Beachten wir die Besonderheiten des Aufbaus geschlossener Netze mit einer Spannung von 0,4 kV, die im Ausland weit verbreitet sind. Das Vorhandensein eines geschlossenen Netzes mit einer Spannung von 0,4 kV gewährleistet den Parallelbetrieb aller Transformatoren im Netz.
Das Verteilungsnetz von 6-20 kV sollte mit radialen Leitungen mit unidirektionaler Stromversorgung ausgeführt werden. Die Redundanz einzelner Netzelemente im Falle ihres Ausfalls erfolgt automatisch über ein geschlossenes 0,4-kV-Netz. Gleichzeitig ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung der Verbraucher bei Ausfall von 6-20-kV-Leitungen und Transformatoren gewährleistet 0,4-kV-Leitungen, abhängig von der Art ihres Schutzes (Abb. 3).
Reis. 3. Geschlossenes Netz mit einer Spannung von 0,4 kV ohne Schutz
Beim Schutz geschlossener 0,4-kV-Leitungen mit Sicherungen werden Verbraucher im Falle einer Beschädigung der Leitungen selbst abgeschaltet.Wenn der Schutz des Netzes auf dem Prinzip der Selbstzerstörung an der Fehlerstelle durch Abbrennen des Kabels und Abbrennen seiner Isolierung auf beiden Seiten beruhte, wie es in den ersten blind geschlossenen Netzen der USA der Fall war, dann wäre das so Die Kontinuität der Stromversorgung der Verbraucher wäre nur im Falle eines Ausfalls gestört: bei 0,4-kV-Eingängen zu ihnen.
Das angegebene Schutzprinzip erwies sich für Netze mit in Blöcken verlegten einadrigen Kabeln mit künstlicher Isolierung als am akzeptabelsten. In den in unserem Land verwendeten Netzen mit vieradrigen Kabeln mit Papier-Öl-Isolierung bereitet die Anwendung dieses Prinzips Schwierigkeiten.
Die Selbstzerstörung an der Fehlerstelle ist darauf zurückzuführen, dass der an der Kurzschlussstelle entstehende Lichtbogen aufgrund der Bildung einer großen Menge nichtionisierter Gase, die beim Verbrennen der Kabelisolierung freigesetzt werden, nach mehreren Perioden erlischt die niedrige Spannung des Netzes, die den Regenbogen nicht aufrechterhalten kann.
Die zuverlässige Löschung des Lichtbogens erfolgt bei einer Spannung von 0,4 kV und einem Strom durch den Lichtbogen von 2,5–18 A. An der Schadensstelle brennt das Kabel aus, seine Enden werden mit einer Sintermasse der Kabelisolierung verklebt. Als jedoch die Kurzschlussleistung zunahm und sich die Bedingungen für Kabeldurchbrüche in amerikanischen Netzen verschlechterten, begann man, Ableiter (Grobsicherungen) zu verwenden, die den beschädigten Abschnitt während eines längeren Löschvorgangs des Lichtbogens an der Stelle des Kabelfehlers lokalisierten.
Im Gegensatz zur Schleifenschaltung erfolgt die Auswahl der Parameter einzelner Netzwerkelemente entsprechend dem Stromversorgungsstatus aller seiner Benutzer im Normal- und nach dem Notfallmodus, der im Netzwerk auftritt, wenn seine Elemente beschädigt sind.
Der Querschnitt der Leitungen mit einer Spannung von 0,4 kV und die Leistung der Transformatoren müssen unter Berücksichtigung der Strömungsverteilung in einem geschlossenen Netz ermittelt und unter Notbetriebsbedingungen bei Verteilungsleitungen von eins und 6-20 kV überprüft werden Leistung aus der Zusammenarbeit mit Transformatoren. Gleichzeitig muss die Übertragungskapazität der Leitungen und die Leistung der weiterhin in Betrieb befindlichen Transformatoren ausreichen, um den Betrieb aller Netzteilnehmer sicherzustellen, ohne deren Leistung im Notbetrieb einzuschränken. Auch der Querschnitt von Leitungen mit einer Spannung von 6-20 kV ist unter Berücksichtigung der Stilllegung anderer 6-20 kV-Leitungen zu ermitteln.
Das Netz mit einer Spannung von 0,4 kV wird ohne Schutz geschlossen. Das 6-20-kV-Netz besteht aus getrennten Verteilungsleitungen L1 und L2. Auf der 0,4-kV-Seite der Transformatoren sind automatische Rückspeiseeinrichtungen installiert, die bei einer Störung im 6-20-kV-Netz (Leitungen) abgeschaltet werden oder Transformatoren) und versorgen den Fehlerort von der unbeschädigten Leitung L2 über einen Transformator und ein geschlossenes Netz mit einer Spannung von 0,4 kV. Erst wenn sich die Richtung des Energieflusses umkehrt, wird die Maschine abgeschaltet.
Bei Ausfall der Verteilungsleitung mit einer Spannung von 6-20 kV am Punkt K1 wird die Leitung L1 von der Prozessorseite getrennt. Die an diese Leitung angeschlossenen Transformatoren werden durch im Umspannwerk installierte automatische Rückspeiseeinrichtungen mit einer Spannung von 0,4 kV vom 0,4-kV-Netz getrennt. Dadurch wird der Fehlerort lokalisiert und die Versorgung von 0,4-kV-Verbrauchern erfolgt über L2 und TP3.
Bei einem Fehler am Punkt K2 des Netzes mit einer Spannung von 0,4 kV muss sich der Fehlerort durch Kabelbrand selbst zerstören und die Stromversorgung kann nur bei einem Fehler an den Eingängen zum unterbrochen werden Verbraucher.
Da die Nutzung des Phänomens der Selbstentzündung eines vieradrigen Kabels mit viskoser Imprägnierungsisolierung auf erhebliche Schwierigkeiten stieß, wurden zum Schutz des Netzes automatische Rückstromgeräte mit selektiven Sicherungen eingesetzt, die auf allen 0,4-kV-Leitungen installiert sind.
Bei einer Beschädigung der 0,4-kV-Leitung brennen die an ihren Enden angebrachten Sicherungen durch und die Stromversorgung der an dieser Leitung angeschlossenen Verbraucher wird unterbrochen. Da die Anzahl der Verbraucherabschaltungen gering ist, ist die Kombination von automatischen Rückspeiseeinrichtungen mit Sicherungen bei Vorhandensein eines geschlossenen Netzes mit einer Spannung von 0,4 kV in europäischen Städten am häufigsten.
Im In- und Ausland werden geschlossene Netze mit einer Spannung von 0,4 kV mit Strom aus einer Quelle genutzt. Dies ermöglicht die Verwendung der einfachsten Vorrichtung eines automatischen Geräts mit Rückwärtsleistung. Wenn ein geschlossenes Netzwerk aus verschiedenen Quellen gespeist wird und die Spannung an den Bussen eines der Prozessoren kurzzeitig abnimmt, ändert sich die Richtung des Stromflusses durch die Rückstrommaschinen. Letztere sind ausgeschaltet, daher sind alle mit dieser Quelle verbundenen TPs ausgeschaltet.
In diesem Fall müssen die Rückspeiseschutzschalter mit automatischen Wiedereinschalteinrichtungen ausgestattet sein, die abhängig vom Spannungsniveau auf der Sekundärseite der Transformatoren arbeiten.Bei Spannungswiederkehr werden die abgeschalteten Rückspeiseautomaten automatisch eingeschaltet und der geschlossene Stromkreis des Netzes wiederhergestellt. Eine automatische Wiedereinschaltung verkompliziert die Leistungsschalter an der Rückseite erheblich, da ein automatischer Luftabschaltaktuator und ein spezielles Spannungsrelais erforderlich sind. Daher haben sich geschlossene Stromkreise, die aus verschiedenen Quellen gespeist werden, nicht durchgesetzt.
Das geschlossene Netz mit einer Spannung von 0,4 kV sorgt für eine zuverlässigere Stromversorgung der Verbraucher, geringere Stromverluste im Netz und eine bessere Spannungsqualität für die Verbraucher. Da ein solches Netz aus einer Hand versorgt wird, kann es nur zur Versorgung von Verbrauchern der Kategorie II genutzt werden.
Auf der Grundlage eines geschlossenen Stromkreises eines Netzes mit einer Spannung von 0,4 kV wurde dessen Modifikation entwickelt, die die zusätzliche Installation von automatischen Umschaltern (ATS) in einem Netz mit einer Spannung von 6-20 kV vorsieht, dem Ausgangselement von Das sind automatische Backup-Geräte. In diesem Fall wird das 0,4-kV-Netz durch Sicherungen geschützt.