Схема электрических соединений

СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В настоящем разделе рассмотрены принципы построения и режимы работы некоторых наиболее распространённых схем электрических соединений.

По действующим нормативным документам [26] для схем электрических соединений рассматриваются три вида режимов работы:

- нормальный – это режим, в котором все элементы схемы находятся в работе, обеспечивая в полном объёме выдачу всей генерируемой мощности, транзитный переток мощности и электроснабжение потребителей;

- ремонтный – это режим, в котором один (или более – при соответствующем обосновании) элемент схемы отключен для проведения планового ремонта; при этом пропускная способность оставшихся в работе элементов схемы должна исключать ограничение транзита мощности, запирание генерирующей мощности, ограничение электроснабжения потребителей; допускается временное ограничение электроснабжения потребителей или величины транзита мощности (в пределе - временный перерыв транзита мощности);

- послеаварийный – это режим, который создаётся после аварийного отключения (отказа) одного из элементов схемы.

Расчётная авария – это единичный отказ элемента схемы или отказ одного из элементов во время ремонта другого элемента схемы.

Нерасчётные аварийные режимы – это отказ двух или трёх элементов схемы, сопровождающийся значительными разовыми экономическими последствиями, которые допускается учитывать, если расчётные аварийные режимы в сравниваемых вариантах соизмеримы.

В послеаварийных режимах допустимо снижение или даже перерыв транзита мощности, ограничение электроснабжения потребителей при наличии технико-экономического обоснования (ТЭО) с учётом затрат на увеличение пропускной способности схемы, исключающей указанные ограничения.

Согласно [25] в любых схемах электрических соединений отключение присоединений должно производиться: линейных – не более чем двумя выключателями; трансформаторных – при напряжении до 500 кВ – не более чем четырьмя выключателями; при напряжении 750 кВ – не более чем тремя выключателями.

В рамках настоящего пособия не ставится задача подробного изложения последовательности производства оперативных переключений, даётся лишь описание необходимых операций для создания тех или иных режимов.

3.1. СХЕМА СОЕДИНЕНИЯ С ОДНОЙ РАБОЧЕЙ СИСТЕМОЙ ШИН

Эта схема относится к категории полных схем со сборными шинами. (Полные схемы – это схемы в которых число выключателей равно или больше числа присоединений: nв ³ nприсоед. Наряду с полными схемами существуют упрощенные схемы, в которых число выключателей меньше числа присоединений: nв < nприсоед ).

Принцип построения схемы. Каждое присоединение (цепь линии или трансформатора) подключается к системе сборных шин (СШ) через один выключатель (В), один шинный разъединитель (ШР) и один линейный (ЛР) или трансформаторный (ТР) разъединитель (рис. 3.1).

Основными достоинствами этой схемы являются: простота её построения, производства оперативных переключений и эксплуатационного обслуживания, исполнения устройств релейной защиты и автоматики; удобство монтажа; высокая надёжность; сравнительно невысокие стоимость и эксплуатационные затраты. Все коммутационные операции производятся выключателями. Разъединители служат лишь для снятия напряжения с отключённого участка или элемента схемы и для создания видимого изоляционного промежутка.

Рис. 3.1. Схема с одной рабочей системой сборных шин

Нормальный режим работы. В этом режиме схемы всех присоединений собраны разъединителями на систему сборных шин и выключатели всех присоединений включены. Для вывода из работы какой-либо цепи достаточно отключить выключатель этой цепи и при необходимости разобрать её схему разъединителями (ЛР, ШР). При производстве оперативных переключений каких-либо изменений в режиме работы вторичных цепей (цепи релейной защиты и автоматики) производить не требуется.

Ремонтный режим. Вывод в ремонт любого из присоединений (линия, трансформатор) не встречает каких-либо затруднений. Достаточно отключить требуемое присоединение его выключателем и разобрать схему разъединителями (ЛР, ШР). Целесообразно одновременно выполнять ремонт выключателя и линейного разъединителя данного присоединения.

При этом никаких ограничений по режиму работы схемы и пропускной способности оставшихся в работе присоединений не возникает. Также нет никакой необходимости производить какие-либо изменения в режиме работы устройств релейной защиты и автоматики.

Наиболее существенным недостатком этой схемы является ремонт системы сборных шин и шинных разъединителей, когда приходится полностью гасить все присоединения. Однако применение комплектных распределительных устройств (КРУ), где фактически отсутствуют разъединители как самостоятельные аппараты (их роль выполняют разъёмные контакты выкатных тележек выключателей), сборные шины помещены в закрытые шинные отсеки с установкой современных высоконадёжных элегазовых или вакуумных выключателей, делает этот недостаток ничтожным.

Послеаварийный режим. Наиболее частым является режим после отключения повреждённого присоединения. Повреждённое присоединение отключается своим выключателем (расчётная авария), не вызывая нарушения режима работы и пропускной способности остальных неповреждённых присоединений.

Более серьёзные послеаварийные последствия возникают при отключении повреждённого присоединения с отказом его выключателя. В этом случае автоматика (устройство резервирования отказа выключателя – УРОВ) отключает все выключатели данной системы шин. Происходит полное погашение всех присоединений. Для восстановления работы неповреждённых присоединений необходимо отключить ШР повреждённого присоединения и затем дистанционно включить выключатели неповреждённых присоединений. Если речь идёт о подстанции, то перерыв работы неповреждённых присоединений определяется только временем, необходимым для выполнения указанных оперативных действий. Сложнее обстоит дело, если подобная авария происходит в системе собственных нужд электрической станции. В этом случае нарушается работа технологических механизмов и схем и восстановление послеаварийного режима требует значительно большего времени, определяемого не только восстановлением электрических схем, но и временем восстановления технологического режима.

Указанные недостатки можно несколько снизить за счёт секционирования системы сборных шин. Секционный выключатель под действием соответствующей защиты сборных шин отключается при повреждении на какой-либо секции, изолируя тем самым повреждённую секцию от неповреждённой, что позволяет сохранить в работе часть присоединений.

Как уже было указано ранее, при применении КРУ отмеченные недостатки являются несущественными, а достоинства делают её основной в системе электроснабжения собственных нужд электрических станций всех типов.

3.2. СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ С ДВУМЯ РАБОЧИМИ СИСТЕМАМИ ШИН

Схемы данного типа также относятся к классу полных схем со сборными шинами и включают в себя несколько разновидностей, различающихся по числу выключателей на одно присоединение: схема с двумя рабочими системами шин с одним выключателем на присоединение; схема с двумя рабочими системами шин с 3/2 выключателя на присоединение; схема с двумя рабочими системами шин с 4/3 выключателя на присоединение; схема с двумя рабочими системами шин с двумя выключателями на присоединение.

3.2.1. СХЕМА СОЕДИНЕНИЯ С ДВУМЯ РАБОЧИМИ СИСТЕМАМИ ШИН С ОДНИМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ НА ПРИСОЕДИНЕНИЕ

Это – наиболее широко распространённая при напряжениях от 35 кВ до 220 кВ включительно схема (рис. 3.2). С течением времени она претерпела ряд усовершенствований.

Принцип построения схемы. Каждое присоединение (цепь линии или трансформатора) подключается к обеим системам сборных шин (СШ-1 и СШ-2) через один выключатель (В), один линейный (ЛР) или трансформа-

торный (ТР) разъединитель и развилку из двух шинных разъединителей (ШР-1 и ШР-2). Системы сборных шин СШ-1 и СШ-2 соединяются между

собой посредством шиносоединительного выключателя (ШСВ).

Рис. 3.2. Схема с двумя рабочими системами сборных шин с одним выключателем

Нормальный режим работы. Схема имеет два нормальных режима. В каждом из режимов отключение любого присоединения осуществляется одним выключателем.

1-й режим. Одна система шин является рабочей, другая - резервной. Шиносоединительный выключатель нормально отключен. Все присоединения включаются на рабочую систему сборных шин, резервная система сборных шин нормально отключена. Например, СШ-1 выбрана в качестве рабочей системы шин - включены разъединители ШР-1 всех присоединений, их линейные разъединители (ЛР) и выключатели (В). Разъединители ШР-2 на резервную систему шин (СШ-2) всех присоединений отключены (рис. 3.3).

2-й режим. Обе системы шин нормально являются рабочими. Этот режим является преимущественно применяемым на практике. Все присо-

единения распределены между обеими системами шин. Шиносоединительный выключатель нормально включен. Распределение присоединений

Рис. 3.3. 1-й нормальный режим работы схемы с двумя рабочими системами шин:

СШ-1 – рабочая; СШ-2 – резервная

между системами шин производится по принципу минимума перетока через шиносоединительный выключатель. Заданное распределение присоединений между системами шин должно быть неизменным в нормальном режиме, т.е каждое присоединение зафиксировано за определённой системой шин. Поэтому этот режим называют режимом "с фиксацией присоединений" (рис. 3.4).

Соответствующие защиты шин настроены на определённую величину и направление перетока мощности через шиносоединительный выключатель. Изменение заданной фиксации присоединений может привести к превышению заданных уставок защиты и несанкционированному

Рис. 3.4. 2-й нормальный режим работы схемы с двумя рабочими системами шин -

режим с фиксацией присоединений

отключению присоединений одной из систем шин и шиносоединительного выключателя. Чтобы исключить это, при необходимости изменить режим работы схемы, защита выполняется с двумя режимами: "с фиксацией присоединений" и "с нарушением фиксации". При производстве оперативных переключений предварительно необходимо перевести защиту в режим работы "с нарушением фиксации".

Крупным недостатком этой схемы является то, что шинные разъединители здесь являются оперативными аппаратами, что повышает вероятность ошибки при производстве оперативных переключений. Для исключения вероятности так называемого "человеческого фактора" обязательно выполняются два типа блокировок: блокировка шинных разъединителей с шиносоединительным выключателем, разрешающая производить операции с шинными разъединителями только при замкнутом шиносоединительном выключателе; блокировка шинных и линейных разъединителей с выключателем данного присоединения, разрешающая производить операции с разъединителями только при отключенном выключателе присоединения.

Ремонтный режим. Перевод схемы из нормального режима работы в ремонтный несколько различен для первого или второго исходного нормального режима работы. При работе схемы в исходном состоянии во 2-м режиме перед началом производства оперативных переключений защита шин должна быть переведена в режим "с нарушением фиксации" и оставаться в этом режиме до восстановления исходного состояния схемы.

Вывод в ремонт присоединения, его выключателя или линейного (трансформаторного) разъединителя из исходного 1-го нормального режима осуществляется простым отключением выключателя этого присоединения и его разъединителей (ЛР, ШР). Целесообразно одновременно выполнять ремонт выключателя и линейного разъединителя данного присоединения. При этом никаких ограничений по режиму работы схемы и пропускной способности оставшихся в работе присоединений не возникает. Также нет никакой необходимости производить какие-либо изменения в режиме работы устройств релейной защиты и автоматики.

При исходном состоянии схемы во 2-м нормальном режиме, прежде чем приступать к выполнению оперативных переключений, необходимо перевести защиту шин в режим "с нарушением фиксации" и оставить её в этом режиме до окончания ремонта и восстановления исходного состояния. Если в процессе ремонта происходит какое-то повреждение работающих элементов, способное вызвать срабатывание защиты шин, происходит полное погашение подстанции. Это крупный недостаток режима работы схемы "с фиксацией присоединений". Однако подобные события относятся к категории гипотетических.

Для вывода в ремонт рабочей системы шин при 1-м нормальном режиме необходимо все присоединения перевести на резервную систему шин. Для этого сначала собирают схему шиносоединительного выключателя и включают его. Затем последовательно включают ШР всех присоединений на резервную систему шин [ШР-2 и СШ-2 (рис. 3.3)] и отключают шинные разъединители от рабочей системы шин [ШР-1 и СШ-1 (рис. 3.3)]. После того как будут закончены переключения шинных разъединителей всех присоединений, отключают ШСВ и разбирают его схему разъединителями.

При работе схемы в режиме "с фиксацией присоединений" при выводе в ремонт одной из систем шин (например, СШ-1) сначала следует перевести защиту шин в режим "с нарушением фиксации", затем последовательно включить шинные разъединители на 2-ю систему шин всех присоединений, нормально работающих от выводимой в ремонт системы шин [ШР-2 линии Л1, ШР-2 цепи Тр1 (рис. 3.4)], отключить шинные разъединители этих присоединений от СШ-1 [ШР-1 линии Л1 и ШР-1 цепи Тр1 (рис. 3.4)]. Отключить ШСВ и разобрать его схему разъединителями.

Другие ремонтные режимы имеют аналогичные особенности в части производства оперативных переключений.

Послеаварийный режим. При повреждении присоединения оно отк-

лючается своим выключателем (расчётная авария), не вызывая нарушения режима работы и пропускной способности остальных неповреждённых присоединений. В послеаварийном режиме достаточно изолировать повреждённое присоединение его разъединителем. В режиме "с фиксацией

присоединений" будет нарушен баланс мощностей между СШ-1 и СШ-2. Поэтому необходимо перевести защиту в режим "с нарушением фиксации".

В случае отключения повреждённого присоединения с отказом его выключателя автоматика (устройство резервирования отказа выключателя – УРОВ) отключает все выключатели данной системы шин. При работе схемы по 1-му режиму происходит полное погашение всех присоединений. Для восстановления работы неповреждённых присоединений необходимо отключить ШР повреждённого присоединения и затем дистанционно включить выключатели неповреждённых присоединений. Если же исходным режимом схемы был режим "с фиксацией присоединений", то отключается только часть присоединений, работающих от той же системы шин, что и повреждённое присоединение. Отключается также и шиносоединительный выключатель. В послеаварийном режиме для восстановления работы неповреждённых присоединений необходимо перевести защиту шин в режим "с нарушением фиксации", отключить разъединители повреждённого присоединения и дистанционно включить выключатели неповреждённых присоединений.

3.2.2. ПОЛУТОРНАЯ СХЕМА

Эта схема является основной при напряжениях 220¸750 кВ [26]. По категории она относится к полным схемам с двумя рабочими системами шин с 3/2 выключателя на присоединение.

Принцип построения схемы. Обе системы шин являются рабочими. Между системами шин собираются цепочки из трёх последовательно соединённых выключателей с соответствующими разъединителями. Эти цепочки образуют ячейки, в которые между соседними выключателями заводятся отходящие присоединения. В цепи отходящих присоединений устанавливаются линейные (трансформаторные) разъединители. Одноимённые присоединения распределяются по ячейкам в шахматном порядке в целях обеспечения большей надёжности. Отключение любого присоединения в нормальном режиме работы осуществляется двумя выключателями. Принцип построения и пример диспетчерского обозначения элементов схемы показаны на рис. 3.5.

При диспетчерском обозначении выключателей в ячейке удобно придерживаться следующего принципа: средний выключатель в цепочке имеет в своём обозначении 0, выключатели, прилегающие к системам шин имеют в своём обозначении диспетчерский номер системы шин.

Диспетчерское обозначение выключателей:

ô диспетчерское обозначение выключателя (1,0,2)

диспетчерский номер ячейки (1,2,…)

Диспетчерское обозначение линейных (трансформаторных) разъединителей :

ô диспетчерское обозначение присоединения

*****

Типы электрических схем

Электрической схемой называют упрощённое наглядное изображение связей между отдельными элементами электрической цепи, выполненное с помощью условных графических обозначений и позволяющие понять принцип действия электрической установки.

Структурные – отражают укрупнённую структуру системы управления и взаимосвязи между пунктами контроля и управления объектов. Основные элементы изображаются в виде прямоугольников, связи между элементами показывают стрелками, направленными от воздействующего элемента на воздействуемый.

Функциональная схема – отражает функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, сигнализации, управления и регулирования технологического процесса и определяющие оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации.

Принципиальные схемы – отражают с достаточной полнотой состав элементов, вспомогательной аппаратуры и связей между ними, входящих в отдельный узел автоматизации и дающих детальное представление о принципе его работы. На основание принципиальных схем разрабатывают схемы внешних и внутренних соединений.

Схемы соединений – показывает сведения о внутренних соединениях изделия.

Схема подключения – содержит сведения о соединениях между отдельными элементами электроустановок и рабочих механизмов.

Схемы общие – содержат общие и специальные сведения по проекту.

Схема расположения – поясняет расположение аппаратов в пространстве, содержит сведения о путях и способах прокладки электропроводки.

Из 7 типов электрических схем основными являютсяпринципиальные схемы . отражающие с достаточной полнотой и наглядностью взаимные связи между отдельными элементами, входящими в состав установки и дающие исчерпывающие сведения о принципе ее работы.

Принципиальные схемы служат основанием для разработки схем соединений и подключений, составления спецификации и заявок на оборудование, приборы и аппараты на стадии подготовки к монтажу. На стадии монтажа, наладки и эксплуатации установки принципиальная схема является основным руководящим техническим документом.

По назначению принципиальные схемы разделяют на схемы силовых цепей (цепи главного тока), схемы вспомогательных цепей (цепи управления, контроля, сигнализации), совмещенные схемы. При совмещенном начертании схем цепи главного тока выделяют более жирными линиями.

Принципиальные схемы могут выполнятьсясовмещенным иразнесенным способами. Совмещенные изображения (рис.2.3,а) применяют в схемах, при этом все части каждого прибора располагают в непосредственной близости и заключают обычно в прямоугольный и круглый контур, выполненный тонкой линией. Чаще всего принципиальные схемы выполняют разнесенным способом (рис.2.3,б), при котором условные графические обозначения составных частей приборов располагают в различных местах, но таким образом, чтобы отдельные цепи были изображены наиболее наглядно. Принадлежность различных частей к одному и тому же аппарату устанавливается позиционным обозначением. Отдельные элементы оборудования (рубильники, предохранители, электромагнитные пускатели, реле, резисторы, конденсаторы и т.п.) соединяют между собой проводами и кабелями, пользуясьсхемами соединений . представляющими собой документ, прилагаемый заводом изготовителем электроустановки или аппарата, содержащий сведения овнутренних соединениях изделия. На схемах соединений приборы и аппараты изображают упрощенно в виде прямоугольников, над которыми изображена окружность, разделенная горизонтальной чертой. Цифры в числителе указывают порядковый номер изделия, в знаменателе проставляется буквенно-цифровое обозначение элемента по ГОСТ 2.710-81 (см.рис.2.4).

Схема электрических соединений

Рисунок 2.3. Принципиальные электрические схемы управления электропроводами: а) совмещенные; б) разнесенные.

Схема электрических соединений

Рисунок2.4. Электрическая схема соединений.

Электрическое, как и технологическое оборудование, устанавливают на опорные основания (например, в цехах), пользуясь схемами, изображенными на планах зданий и сооружений и чертежами,- называемыми в этом случаесхемами расположения . Схема расположения поясняют расположение аппаратов в пространстве и содержат сведения о путях и способах прокладки проводов (рис.2.5)

Схема электрических соединений

Рисунок 2.5. Схема расположения.

Сведения о соединениях между собой отдельных устройств (шкафов, пультов, панелей управления, клемм элементов электроустановки) и особенностях выполнения таких соединений содержатсхемы подключения (рис.2.6).

Схема электрических соединений

Рисунок 2.6. Схема подключений.

Коммутирующие аппараты на схемах изображают в отключенном состоянии (т.е. при отсутствии тока в обмотках реле, контакторов, электромагнитных пускателей и т.п. и внешних принудительных сил, воздействующих на отдельные аппараты).

Для опознавания участков цепи и составления схем соединений, цепи в принципиальных схемах маркируют. Силовые цепи переменного тока маркируются буквами, обозначающими фазы, и последовательными числами. Так, цепи трехфазного переменного тока маркируют буквами А, В, С, N, цепи двухфазного тока - А, В; В, С; С, А - и однофазного тока - А,N; В,N; С,N.

В схемах постоянного тока участкам цепей с положительной по­лярностью присваивают нечетные числа, а с отрицательной - четные. Входные и выходные участки цепи маркируют с указанием полярности: плюс (+) и минус (-), а средний проводник - буквой Nили М. Цепи постоянного тока могут маркироваться последовательными числами.

Цепи управления, защиты, сигнализации, автоматики, измерения маркируются последовательными числами в пределах изделия.

На схемах маркировку проставляют у концов или в середине участка цепи, слева от изображения вертикальной цепи и над изображением горизонтальной цепи.

Схемы соединения могут иметь либографический метод начертания, когда провода, жгуты и кабели, соединяющие зажимы аппаратов показывают на схеме отдельными линиями (аналогично тому, как вы­полняется принципиальная схема совмещенным способом (см.рис.2.3,а), линии одного направления допускается изображать одной утолщенной, которая у мест присоединения ответвляется на отдель­ные линии, либо, в случае затруднения их чтения,адресный метод . при котором линии, изображающие провода, жгуты и кабели, обрывают вблизи мест присоединения (рис.2.4). У зажимов аппаратов при этом показывают лишь отрезки проводов, на полках которых записывают в виде дроби, в которой в числителе - порядковый номер изделия или его буквенно-цифровое обозначение; в знаменателе - номер контакта, например 1/3 или ИМ/3.

В местах присоединения жил проводов и кабелей к аппаратам на схемах соединений изображают выводные зажимы в виде окружностей, внутри которых проставляют их маркировку (заводскую или специально присвоенную).

При высоком уровне автоматизации и большом количестве аппаратуры в схеме, монтаж электрических проводок выполняют по схемам соединений, которые составляют в виде таблиц, где записывают сведения о проводах и адреса присоединения, таблица 2.3.

Чтобы прочитать схему, необходимо знать:

1) условные обозначения, определяемые ГОСТ 2.751-73, ГОСТ 2.755-74, ГОСТ 2.756-76;

2) принцип действия отдельных аппаратов, входящих в состав установки;

3) свойства последовательного и параллельного соединения контактов и других элементов схем.

При чтении схем следует соблюдать определенную последовательность:

- определить источник электропитания и основные пути энергии от источника к потребителю;

- расчленить схему на простейшие цепи;

- уяснить роль каждого элемента, входящего в отдельные простейшие цепи;

- рассмотреть условия взаимодействия аппаратов, входящих в состав электроустановки.

Таблица 2.3Соединения проводок.

Начинать надо с рассмотрения цепи основного аппарата, управ­ляющего работой потребителя. Потом определить, контакты каких ап­паратов входят в эту цепь и как они влияют на работу основного аппарата. Затем следует рассмотреть цепи аппаратов, управляющих этими контактами и т.д.

Рассмотрим в качестве примера работу схемы, изображенной на рис.2.3. Наибольшей наглядностью в чтении (лучше прослеживаются отдельные цепи) обладает схема, выполненная разнесенным способом (рис.2.3,б). Из схемы видно, что электродвигатель (М) питается от сети 380/220 В с частотой 50 Гц. Защите электрической цепи от ко­роткого замыкания осуществляется автоматическим выключателемQF. Дистанционный пуск и остановка- электромагнитным пускателем (КМ), снабженным электротепловым реле (КК) для защиты его от перегру­зок. Управление электродвигателем осуществляется кнопками "пуск" и "стоп" (SВ).

При нажатии SВ (кнопка "пуск" с замыкающим контактом) и вклю­ченном автоматическом выключателеQFобразуется замкнутая элект­рическая цепь: зажим С1-размыкающий контакт с самовозвратомSВ (кнопка "стоп"), замыкающий контактSВ, катушка электромагнитного пускателя КМ, размыкающий контакт электротеплового реле КК, нуле­вой провод сетиN. В электромагните КМ создается магнитное поле. Якорь, притягиваясь к сердечнику, увлекает траверсу, на которой закреплены подвижные главные и блокировочные контакты. Силовые контакты КМ замыкают цепь главного тока (электродвигатель включа­ется), а блокировочный замыкающий контакт КМ шунтирует кнопку "пуск", так как она с пружинным самовозвратом и замкнута лишь на нажатии (поэтому блокировочный контакт КМ часто называют контак­том самопитания).

Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку SВ с размыкающими контактами ("стоп"). При этом обесточивается катушка КМ, главные контакты электромагнитного пускателя разомкнутся и отключат электродвигатель. Защита электродвигателя от перегрузок осуществляется тепловым реле КК, работающим следующим образом. При превышении заданного значения электрического тока в цепи пи­тания электродвигателя сработает тепловое реле КК и своим размыкающим контактом разомкнет цепь питания катушки электромагнитного пускателя, что в свою очередь приведет к размыканию его главных контактов и электродвигатель отключится.

Схемой предусмотрена также световая сигнализация работы электродвигателя. При неработающем электродвигателе горит сиг­нальная лампа НL2, при работающем- НLI.

Последовательность чтения структурных схем:

На рассматриваемом чертеже читаем все надписи;

Выясняем значение всех незнакомых условных обозначений и изображений;

Последовательно рассматривают агрегатные щиты контроля и производств, диспетчерские щиты и пульты;

Определяют виды и направления оперативной связи между пунктами контроля и управления.

Выясняют наличие связей рассматриваемой структуры управления с другими уровнями управления.

Условные буквенные и графические обозначения на электрических принципиальных схемах

При выполнении схем применяют следующие графические обозначения:

1) условные графические обозначения, установленные в стандартах Единой системы конструкторской документации, а также построенные на их основе;

3) упрощенные внешние очертания (в том числе аксонометрические).

При необходимости применяют нестандартизованные условные графические обозначения.

При применении нестандартизованных условных графических обозначений и упрощенных внешних очертаний на схеме приводят соответствующие пояснения.

Условные графические обозначения, для которых установлено несколько допустимых (альтернативных) вариантов выполнения, различающихся геометрической формой или степенью детализации, следует применять, исходя из вида и типа разрабатываемой схемы в зависимости от информации, которую необходимо передать на схеме графическими средствами. При этом на всех схемах одного типа, входящих в комплект документации, должен быть применен один выбранный вариант обозначения.

Применение на схемах тех или иных графических обозначений определяют правилами выполнения схем определенного вида и типа.

Условные графические обозначения элементов изображают в размерах, установленных в стандартах на условные графические обозначения.

Размеры условных графических обозначений, а также толщины их линий должны быть одинаковыми на всех схемах для данного изделия (установки).

1. Все размеры графических обозначений допускается пропорционально изменять.

2. Условные графические обозначения элементов, используемых как составные части обозначений других элементов (устройств), допускается изображать уменьшенными по сравнению с остальными элементами (например, резистор в ромбической антенне, клапаны в разделительной панели).

Графические обозначения на схемах следует выполнять линиями той же толщины, что и линии связи.

Условные графические обозначения элементов изображают на схеме в положении, в котором они приведены в соответствующих стандартах, или повернутыми на угол, кратный 90°, если в соответствующих стандартах отсутствуют специальные указания. Допускается условные графические обозначения поворачивать на угол, кратный 45, или изображать зеркально повернутыми.

Если при повороте или зеркальном изображении условных графических обозначений может нарушиться смысл или удобочитаемость обозначения, то такие обозначения должны быть изображены в положении, в котором они приведены в соответствующих стандартах.

Линии связи выполняют толщиной от 0,2 до 1,0 мм в зависимости от форматов схемы и размеров графических обозначений. Рекомендуемая толщина линий от 0,3 до 0,4 мм.

Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее количество изломов и взаимных пересечений.

В отдельных случаях допускается применять наклонные отрезки линии связи, длину которых следует по возможности ограничивать.

3. Линии связи, переходящие с одного листа или одного документа на другой, следует обрывать за пределами изображения схемы без стрелок.

Рядом с обрывом линии связи должно быть указано, обозначение или наименование, присвоенное этой линии (например, номер провода, номер трубопровода, наименование сигнала или его сокращенное обозначение и т.п.), и в круглых скобках номер листа схемы и зоны при ее наличии при выполнении схемы на нескольких листах, например, лист 5 зона А6 (5, А6), или обозначение документа, при выполнении схем самостоятельными документами, на который переходит линия связи.

Линии связи должны быть показаны, как правило, полностью. Линии связи в пределах одного листа, если они затрудняют чтение схемы, допускается обрывать. Обрывы линий связи заканчивают стрелками. Около стрелок указывают места обозначений прерванных линий, например, подключения, и (или) необходимые характеристики цепей, например, полярность, потенциал, давление, расход жидкости и т.п.

Элементы (устройства, функциональные группы), входящие в изделие и изображенные на схеме, должны иметь обозначения в соответствии со стандартами на правила выполнения конкретных видов схем.

Обозначения могут быть буквенные, буквенно-цифровые и цифровые. Обозначения элементов (устройств, функциональных групп), специфических для определенных отраслей техники, должны быть установлены отраслевыми стандартами.

Оборудование и установки на планах силовой и осветительной сети представляются в соответствии с ГОСТ 21.614-84 «Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах». Основные условные графические изображения на планах силовой и осветительной сети представлены в таблице 2.4, а условные обозначения электрических аппаратов в таблице 2.4.

Размеры изображений приводятся на чертежах в масштабе 1:100. При выполнении изображений в других масштабах, размеры изображений следует изменять пропорционально размеру чертежа, при этом размер (диаметр или сторона) условного изображения электрооборудования должна быть не менее 1,5 мм. Размеры изображений щитов, шкафов, пультов, ящиков, электротехнических устройств и электрооборудования открытых распределительных устройств следует принимать по их фактическим размерам в масштабе чертежа. Допускается увеличивать их размер для возможности изображения всех труб с проводкой, подходящих к ним.

Таблица 2.4. Условные графические изображения на планах силовой и осветительной сети.

*****

Главные схемы электрических соединений подстанций

В современных условиях для обеспечения надежности и экономичности электроснабжения потребителей необходима совместная работа большого числа электростанций, подстанций и связывающих их электрических сетей разных напряжений. Однако при этом электрические схемы станций и подстанций должны обеспечивать соединение их отдельных элементов достаточно просто, надежно и удобно. В условиях эксплуатации подстанций возникает необходимость изменения схемы при выводе оборудования в ремонт, ликвидации аварий. Чтобы можно было производить эти изменения электрических схем, их элементы — трансформаторы, шины распределительных устройств (РУ), воздушные и кабельные линии — соединяют друг с другом посредством коммутационных аппаратов.
Главной схемой электрических соединений или схемой первичной коммутации называется схема электрических соединений основного электрооборудования, к которому относятся трансформаторы силовые и измерительные, реакторы, коммутационные аппараты и соединяющие их проводники. Для главных схем подстанций определяющими факторами являются местоположение подстанции в энергосистеме и ее назначение, мощность, перерабатываемая на подстанции и проходящая через нее транзитом, количество и мощность трансформаторов и отходящих линий, уровни их напряжений, категории потребителей, которые питаются по этим линиям.
По способу начертания главные схемы подстанций подразделяются на многолинейные, на которых показываются все фазы электроустановки и нулевой провод, и однолинейные, на которых изображается только одна фаза, остальные ввиду их аналогичности не показываются. Графическое изображение однолинейных схем значительно проще, повышается наглядность и запоминаемость таких схем. Однолинейные схемы составляют для всей электроустановки, те участки, схемы, где по фазам есть отличия имеют многолинейное изображение.
Выбранная схема при выполнении электроустановки должна обеспечивать ряд условий:
обеспечивать надежность электроснабжения потребителей;
осуществлять эксплуатацию с минимальными затратами средств и расходом материалов;
обеспечивать безопасность и удобство обслуживания;
исключать возможность ошибочных операций персоналом в процессе срочных переключений.
Выполнение последнего условия затрудняется при очень сложной схеме электроустановки, однако значительное упрощение схемы может вызвать трудности для выполнения первого условия в отношении надежности электроснабжения. Железнодорожные потребители в основном относятся к первой и второй категориям, и для их питания используют чаще трансформаторные подстанции с двумя трансформаторами, один из которых может быть резервным. Для электроснабжения потребителей третьей категории применяют схемы однотрансформаторных подстанций.

Рис. 1. Схема однотрансформаторной подстанции с первичным напряжением 10 кВ
Однолинейная схема однотрансформаторной подстанции с первичным напряжением 10 кВ и вторичным напряжением 0,4 кВ. Подстанция (рис. 1) получает питание по воздушной линии 10 кВ. На вводе подстанции W установлен разъединитель QS и предохранитель FUX, который защищает трансформатор Т от токов КЗ, длительных перегрузок, опасных для трансформатора. От атмосферных перенапряжений, набегающих на подстанцию по воздушной линии, она защищается разрядником FV. РУ-0,4 кВ имеет одинарную систему сборных шин, на которую напряжение подается от трансформатора Т по вводу. На вводе установлен рубильник S<, предохранитель FU2 и трансформатор тока ТА. Так как трансформаторы тока могут устанавливаться не на всех фазах, то эта часть схемы показана в трехфазном изображении во избежание неясностей. Нулевой провод от нейтрали трансформатора до нейтральной шины N показывается отдельно. От сборных шин 0,4 кВ отходят линии потребителей, на которых установлены рубильники (пакетные выключатели) S2-S5 и предохранители FU1-FU6. Конструкция такой подстанции показана на рис. Как видно на рис. 1, схема подстанции очень проста, ее элементы не резервируются, и в случае отказа или повреждения любого из них часть потребителей или все (при повреждении трансформатора) остаются без электроэнергии. Такой недостаток в значительной степени устраняется при использовании подстанций с двумя трансформаторами.
Однолинейная схема двухтрансформаторной подстанции с первичным напряжением 10 кВ и вторичным напряжением 0,4 кВ представлена на рис. 2. В РУ-10 кВ подстанции принята одинарная секционированная на две секции двумя разъединителями QS1 и QS4 система сборных шин. Это позволяет работать на одной секции без отключения другой. Вводы подстанции W2 и IVр которые снабжают электроэнергией потребители второй и третьей категорий, для удешевления и упрощения обслуживания могут выполняться на выключателях нагрузки QW1 и QW4 с заземляющими ножами. На отходящих линиях Wt и W4 и присоединениях понижающих трансформаторов устанавливают выключатели нагрузки QWV Q W2, Q W5, QWb в комплекте с предохранителями FU2, FUV FU4, FUy При этом предохранители целесообразно устанавливать перед выключателями нагрузки, считая по направлению передачи электроэнергии. На вводах применяются выключатели нагрузки ВНЗ- 16 с заземляющими ножами, на отходящих линиях и трансформаторах — ВНПЗ-17. Для учета электроэнергии, отпускаемой потребителям по линиях W] и W4, предусмотрены счетчики, подключаемые к трансформаторам тока ТА< и ТА. и к трансформаторам напряжения TV] и TV2, которые подключаются к шинам через разъединители QS2 и QSs с заземляющими ножами типа РВЗ-10. Пунктиром показана блокировочная связь разъединителей и их заземляющих ножей, которая не позволяет включать разъединитель при включенном заземляющем ноже и включать заземляющий нож при включенном разъединителе. Защищаются от токов КЗ 7У, и TV2 предохранителями FUl и FU6. Заземление каждой секции сборных шин предусматривается заземляющими разъединителями QSX и QSb типа РВ-10.

Рис. 2. Схема двухтрансформаторной подстанции с первичным напряжением 10 кВ

Рис. 3. Схема двухтрансформаторной подстанции с первичным напряжением 35 кВ

Рис. 3. Схема двухтрансформаторной подстанции с первичным напряжением 35 кВ

Пой наличии воздушных линий 10 кВ должна быть предусмотрена установка разрядников РВО-10, подключаемых к секциям шин через разъединители QS2 и QSy распределительное устройство 0,4 кВ выполняется из щитов серии Щ0-70, которые в зависимости от назначения комплектуются различными аппаратами, рассчитанными на широкий диапазон токов. В РУ-0,4 кВ принята одинарная секционированная автоматическим выключателем SF2 и рубильниками S4 и S5 на две секции система сборных шин. Питание каждой секции осуществляется от своего трансформатора Г, и Т2, подключенного к шинам через автоматические выключатели 5F, и SF3 и рубильники S2 и Sr К трансформаторам тока ТА4 и Т А1 подключаются амперметры и счетчики активной и реактивной энергии. При раздельной работе секций шин предусмотрено автоматическое включение резерва [ABP). которое осуществляется включением межсекционного автоматического выключателя SF2 (нормально он отключен) при отключении трансформатора Г, или Т2. При отсутствии АВР секционирование выполняют рубильниками. Разрядники F Vx и F V2 типа РВН-0,5 для защиты изоляции трансформаторов и оборудования РУ-0,4 кВ от перенапряжения устанавливают только при наличии воздушных линий 0,4 кВ. В цепи каждого присоединения линий устанавливаются рубильники Sv Sy Sb, Sg и предохранители F U1 -FU]0 (возможно применение автоматических выключателей). К трансформаторам тока ТАЪ, TAS, ТА6, ТАН подключаются амперметры и, при необходимости, счетчики электроэнергии. Питание собственных нужд СН подстанции выполняется от специальной шины, на которую электроэнергия поступает по вводам 0,4 кВ от трансформаторов 7, и Т2.

Однолинейная схема двухтрансформаторной подстанции с первичным напряжением 35 кВ представлена на рис. 3. Электроэнергия подается на подстанцию под двум вводам W2 и W3 от районной или тяговой подстанции и поступает на одинарную, секционированную выключателем Qs систему сборных шин РУ-35 кВ. На каждом вводе установлены многообъемные масляные выключатели q2 и q1 типа С-35М-630 со встроенными трансформаторами тока ТА4н ТА6типа ТВ-35. Для подключения счетчиков денежного расчета применяются трансформаторы тока ТА3 и ТА5 (комплект из Двух трансформаторов имеет один номер) типа ТФЗМ-35А. К линиям W2 и W> выключатели Q2 и Q> подключаются линейными разъединителями с двумя заземляющими ножами QS2 и QS3 типа РНДЗ-2-35 (РДЭ-2-35), а к секциям шин — шинными разъединителями QS6 и QS1 типа РНДЭ-1-35 (РДЗ-1-35). Секционный выключатель Q5 подключается к секциям шин с помощью секционных разъединителей QS9 и QS[Q типа РНДЗ-1-35 (РДЗ-1-35). Разъединители с двух сторон выключателя ввода или секционного позволяют обеспечить безопасность производства ремонтных работ на выключателях и трансформаторах тока.
В отдельных случаях от РУ-35 кВ получают питание смежные подстанции по линиям Wх и W4. Электроэнергия поступает на шины по вводам Wг и Wъ и часть ее транзитом без переработки передается другим подстанциям. На линиях W, и W4 установлено такое же оборудование как и на W 2 и Wъ.
К каждой секции РУ-35 кВ подключается понижающий трансформатор Г, и Т2 через выключатель Q6 и Q1 со встроенными трансформаторами тока ГЛ|0 и ТАи и разъединитель QSn и QSi3 с одним заземляющим ножом, позволяющим отделить выключатель от секции при ремонте.
Трансформаторы напряжения TVlnTV2 типа 3HOM-35 и разрядники FVl и FV2 типа РВС-35 присоединяются к секциям шин через разъединители QS[, и QSW которые имеют заземляющие ножи для заземления TV и FV при ремонте и ножи для заземления секций шин. Понижающие трансформаторы Г, и Т2 могут работать параллельно на шины РУ-10 кВ, раздельно (отключен секционный выключатель Ql2) или поочередно (один в работе, второй в резерве) с возможностью автоматического включения резервного (АВР) трансформатора.
Схема РУ-10 кВ предусматривает использование одинарной секционированной выключателем системы сборных шин. Размещают оборудование РУ в закрытых помещениях или шкафах наружной установки. В обоих случаях используют комплектные устройства, состоящие из шкафов или камер, в которых размещаются выключатели и трансформаторы тока. На рис. 3 приведена схема РУ-10 кВ с выключателями Qs - Qw установленными на выкатных тележках, что позволяет обходиться без разъединителей. На каждом присоединении РУ используются стационарные заземляющие ножи, обеспечивающие безопасность ведения работ внутри шкафов. От шин 10 кВ отходят четыре линии, питающие потребителей. Потребители первой категории для надежного электроснабжения получают питание по двум линиям, отходящим от разных секций шин. При отключении или повреждении одной линии или одной секции потребитель будет получать энергию по другой линии от второй секций. Одиночная линия может быть использована для питания потребителей второй или третьей категории. Питание потребителей первой категории по такой одиночной линии возможно, если имеется резервное питание от другого источника питания. Для питания потребителей собственных нужд: релейной защиты, автоматики, телемеханики, цепей управления и сигнализации, освещения и электрического отопления, подогрева оборудования в зимнее время, освещения, а также проведения ремонтных работ предусмотрена установка двух трансформаторов собственных нужд (ТСН) Г3 и Г4 мощностью 63-160 кВ А. ТСН присоединяется к шинам через выключатели Q^ и Q[(>. Трансформаторы тока ТАХ2 и ТАп используются для подключения релейных защит. Учет энергии, расходуемой на собственные нужды подстанции, ведется со стороны вторичного напряжения ТСН.
К секциям шин РУ-10 кВ присоединяются трансформаторы напряжения Т V3 и Т К4типа НТМИ-10, защищаемые предохранителями FUxhF U2 типа ПКТ-10, и разрядники FV3hFVa типа РВП-10, защищающие изоляцию РУ-10 кВ от перенапряжений. Трансформатор напряжения и разрядник одной секции размещаются на общей выкатной тележке. Секционирование шин выполняется с помощью двух шкафов: в одном установлен секционный выключатель Ql2 с трансформаторами тока ТАХ6; во втором — выдвижной элемент Т, выполняющий роль разъединителя. При использовании понижающих трансформаторов мощностью до 4000 кВ-А и сравнительно небольшой мощности КЗ при напряжении 35 кВ и реже 110 кВ находят применение схемы с выхлопными предохранителями типа ПВТ.
Однолинейная схема комплектной однотрансформаторной подстанции с первичным напряжением 110 кВ представлена на рис. 4, а ее конструктивное выполнение -— на рис. 27. От линии электропередачи по вводу Wх электроэнергия напряжением 110 (35) кВ поступает на трансформатор Г, типа ТМН-2500/110, который защищается от токов КЗ предохранителем F £/, типа ПВТ-110 и разрядником F Vx типа РВС-110 от перенапряжений. Разъединитель QS типа РНДЗ-1-110/630 служит для отключения трансформатора Тх на холостом ходу при отключенном выключателе ввода РУ-10 кВ Qx и создания видимого разрыва цепи при ремонте и замене предохранителя FUr На одной фазе ввода W х установлена аппаратура высокочастотной связи, состоящая из заградительного реактора L R, не пропускающего высокочастотные токи связи за пределы линии, и конденсатора С, через который токи связи попадают на приемо-передающую аппаратуру.

Рис. 4. Схема комплектной однотрансформаторной подстанции с первичным напряжением 110 кВ
Нейтраль первичной обмотки трансформатора обычно заземляется разъединителем QS2 типа РНД-35 или заземлитель нейтрали ЗОН-110, при работе системы напряжением 110 кВ с изолированной нейтралью заземление осуществляется через разрядник F V2, состоящий из последовательно соединенных разрядников типа РВС-35 и РВС-15.
РУ-10 кВ имеет одинарную несекционированную систему сборных шин, от которой потребители получают электроэнергию по четырем линиям W2, Wy WA и Ws, на которых установлены выключатели, Qv Q4 и Qs типа ВМП-10 или ВКЭ-10. Для подключения релейных защит, счетчиков электрической энергии и других измерительных приборов на каждой линии и на вводе установлены трансформаторы тока TA1 - ТА3. Питание обмоток напряжения измерительных приборов и реле осуществляется от трансформатора напряжения Т V, подключаемого к сборным шинам через высоковольтный контакт пальцевого типа. Разрядник F V3, защищающий изоляцию оборудования РУ-10 кВ от перенапряжений располагается на одной с трансформатором напряжения TV выкатной тележке. Шины заземляются в процессе ремонтных работ на них стационарным заземляющим ножом QSG, расположенном в высоковольтном шкафу трансформатора напряжения.
Такие подстанции используются для питания потребителей второй и третьей категории. Питание потребителей первой категории может осуществляться от данной подстанции при наличии резервного питания от другого источника. При необходимости питания потребителей первой категории от одной подстанции, на ней необходимо устанавливать не менее двух трансформаторов, подключаемых к питающим линиям напряжением 35-220 кВ с помощью отделителей и короткозамыкателей. В районах с интенсивным гололедообразованием, где работа отделителей и короткозамыкателей недостаточно надежна, они заменяются выключателем.
Однолинейная схема РУ-110 (220) кВ концевой и ответвительной подстанций представлена на рис. 5. Питание на трансформаторы Г, и Т2 поступает от линии электропередачи по вводам Ж, и Wг, на которых установлены разъединители QS1 и QS2 типа РНДЗ-2-110 с дистанционными приводами типа ПДН-1. Между вводами выполняется перемычка с двумя разъединителями QS3 и QS4> QS3 имеет привод ПДН-1, QS4 с ручным приводом ПР-90. На первичной стороне трансформаторов Г, и Т2 установлены разъединители QS5 и QS6 такие же как на вводах, быстродействующие отделители QR\ и QR2, дополненные короткозамыкателями QNS и QNr. Встроенные трансформаторы тока ТА< и ТАг необходимы для подключения амперметра и релейных защит. Наличие перемычки с разъединителем, имеющим дистанционное управление, позволяет обеспечить питание любого трансформатора по любому вводу или двух трансформаторов по одному вводу. Второй разъединитель перемычки QS4 с ручным приводом используется при ремонте QS3 для создания видимого разрыва цепи, Трансформатор Т2 остается в работе, получая электроэнергию по вводу W2. Разрядники FV1 и FF2 THna РВС-110 защищают изоляцию РУ-110 кВ от перенапряжений. Рис. 5. Схема РУ-110 кВ концевой и ответвительной подстанций
Однолинейная схема РУ-110 (220) кВ проходной подстанции, включаемой в рассечку линии 110 (220) кВ, показана на рис. 6. РУ-110 кВ имеет ремонтную и рабочую перемычки между вводами. Рабочая перемычка с выключателем Q типа МКП-1 10М со встроенными трансформаторами тока Т А2 типа ТВ-110 и разъединителями QSs и QS6 типа РНДЗ-1-110, необходимыми для ремонта выключателя перемычки, используется для транзита электроэнергии энергосистемы. Разъединители QSi и QS2 ремонтной перемычки нормально отключены, включаются для обеспечения транзита электроэнергии при ремонте рабочей перемычки. К трансформаторам тока Т АХ типа ТФЗМ-110 (220) подключаются приборы и реле, нормально получающие питание от ТА2, при переводе транзита энергии через ремонтную перемычку. Трансформаторы напряжения ТУ, и TV2типа НКФ-110 (220) используются для питания обмоток напряжения измерительных приборов и реле. Схема РУ между рабочей перемычкой и трансформаторами такая же как у рассмотренной выше ответвительной или концевой подстанции.

Рис. 6. Схема РУ-110 кВ проходной подстанции

*****

Главные схемы электрических соединений электростанций

Главная схема электростанции любого типа – это совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями. Главная схема изображается графически с помощью условных графических и буквенно-цифровых обозначений согласно единой системе конструкторской документации (ЕСКД). Помимо главных схем в данном курсе будут рассмотрены схемы собственных нужд.

Главная схема и схема собственных нужд отображаются в данном учебном пособии в виде принципиальных схем. Принципиальная электрическая схема – графическое изображение элементов электрического устройства и связей между ними. Принципиальная схема не показывает взаимного (физического) расположения элементов, а лишь указывает на то, какие элементы с какими соединяются в принципе.

Также применяются оперативные, монтажные схемы электрических соединений и схемы вторичных соединений. Оперативные схемы служат для отображения истинного состояния элементов схемы на текущий момент времени и используются оперативным персоналом в повседневной работе. Монтажные схемы содержат информацию о физическом расположении элементов схемы и применяются при монтаже и наладке электрооборудования. К схемам вторичных соединений относятся электрические схемы цепей управления, релейной защиты и автоматики, контроля состояния оборудования, автоматизированной системы управления и т. п.

Вернёмся к главным схемам электростанций. Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части электростанции, так как он определяет полный состав элементов и связей между ними. Выбранная главная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических соединений, схем собственных нужд, схем вторичных соединений, монтажных схем и т. д.

На чертеже главные схемы изображаются в однолинейном исполнении (то есть показана лишь одна фаза из трёх реально существующих) при отключенном положении всех элементов установки. В некоторых случаях допускается изображать отдельные элементы схемы в рабочем положении, а также в трёхфазном исполнении.

При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи мощности, на которой показываются основные функциональные части электроустановки (распределительные устройства, трансформаторы, генераторы) и связи между ними. Структурные схемы служат для дальнейшей разработки более подробных и полных принципиальных схем, а также для общего ознакомления с работой электроустановки.

На чертежах этих схем функциональные части изображаются в виде прямоугольников или условных графических изображений. Никакой аппаратуры (выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и т. д.) на этой схеме не показывают.

Структурные схемы электростанций могут быть блочными, с генераторным распределительным устройством (ГРУ) и комбинированными.

Вариант блочной схемы показан на рис. 9.1. На данном рисунке каждый из шести блоков состоит из одного генератора и одного блочного повышающего трансформатора. Электроэнергия на повышенном напряжении поступает на распределительные устройства высшего (РУ-ВН) и среднего (РУ-СН) напряжений и далее – по линиям электропередачи в энергосистему. Как правило, на электростанции имеются два РУ повышенного напряжения, которые для надежности связываются автотрансформаторами связи (АТ) – одним или двумя.

Выключатели повышенного напряжения показаны условно. В действительности они находятся в составе соответствующего РУ, а их количество на одно присоединение не обязательно равно одному. Возможные схемы РУ подробно рассмотрены в главе 8.

На рис. 9.1 не показаны рабочие и резервные трансформаторы собственных нужд, секции собственных нужд одного из блоков, магистраль резервного питания – более подробно соответствующие схемы приведены в главе 11.

Схема электрических соединений

Рис. 9.1. Главная схема блочной электростанции

В зависимости от количества генераторов и трансформаторов в блоке и от способа их соединения различают следующие виды блоков, перечисленные в порядке убывания надежности и стоимости капитальных затрат:

моноблок, когда для одного генератора используется один трансформатор – рис. 9.2а ;

объединенный блок, когда два моноблока объединяются между собой на стороне высшего напряжения повышающих трансформаторов и имеют один общий выключатель высокого напряжения – рис. 9.2б ;

укрупненный блок, когда два генератора подключены к одному общему повышающему трансформатору с расщепленной обмоткой низшего напряжения – рис. 9.2в ;

сдвоенный блок, когда два генератора подключены к общей шине, а затем – к повышающему трансформатору с нерасщепленной обмоткой низшего напряжения – рис. 9.2г .

Схема электрических соединений

Рис. 9.2. Разновидности блоков генератор-трансформатор

Моноблок – наиболее надёжный блок, т. к. при выходе из строя любого элемента одного из моноблока соседний моноблок остаётся в работе.

Объединённый блок дешевле двух моноблоков, т. к. происходит экономия на одном выключателе высокого напряжения. С другой стороны надёжность объединённого блока ниже, т. к. при аварийном или плановом ремонте единственного выключателя высшего напряжения приходится останавливать оба генератора.

Укрупнённый блок ещё дешевле, т. к. происходит экономия на повышающем трансформаторе. Но при выходе из строя единственного трансформатора произойдёт потеря обоих генераторов, тогда как в объединённом блоке на время ремонта трансформатора отключится лишь один генератор. Второй генератор отключится кратковременно – на время отключения выводимого в ремонт трансформатора разъединителями.

Сдвоенный блок дешевле укрупнённого, т. к. нерасщеплённый трансформатор при прочих равных дешевле расщеплённого. Однако надёжность такой схемы ниже. Действительно, оба генератора имеют общую электрическую точку – генераторную шину. Данная шина является дополнительным элементом, в результате чего вероятность коротких замыканий увеличивается по отношению к другим видам блоков. С другой стороны, как и в случае укрупнённого блока, КЗ могут происходить и на самих генераторах. Здесь также есть принципиальное отличие по отношению к укрупнённому блоку. В сдвоенном блоке при коротком замыкании на одном из генераторов, на другом генераторе произойдёт значительное снижение напряжения, т. к. между генераторами практически отсутствует сопротивление. В схеме укрупнённого блока уменьшение напряжения также произойдёт, но в меньшей степени – из-за большого сопротивления расщеплённой обмотки низшего напряжения. По этой же причине в схеме укрупнённого блока будут ниже токи КЗ.

Для единичной мощности генератора 1000 МВт используется блок особого типа – с 6-фазной обмоткой генератора и с расщеплённой обмоткой повышающего трансформатора – см. рис. 9.3.

Схема электрических соединений

Рис. 9.3. Блок с 6-фазной обмоткой генератора и с расщеплённой обмоткой повышающего трансформатора

Блочные схемы характерны для крупных электростанций, электроэнергия которых передаётся на большие расстояния – АЭС, КЭС, мощные ТЭЦ и ГЭС. Действительно, передача электроэнергии на большие расстояния наиболее экономична при повышенных напряжениях.

От блочных схем перейдём к схемам с ГРУ. Схемы с ГРУ характерны для ТЭЦ, которые производят не только электроэнергию, но и тепловую энергию и поэтому находятся рядом с потребителем, на расстоянии до 10 км (электрическую нагрузку такого потребителя будем называть местной). Следовательно, для передачи электроэнергии на малые расстояния можно использовать сравнительно невысокое напряжение, то есть генераторное напряжение 6,3 кВ или 10,5 кВ. С другой стороны, ТЭЦ должна быть связана с единой энергосистемой, куда выдаются избытки мощности, а эту связь дешевле выполнить на повышенном напряжении 110 кВ или 220 кВ. Поэтому помимо ГРУ схема ТЭЦ имеет также РУ-ВН для передачи электроэнергии на большие расстояния. Если вблизи ТЭЦ имеется энергоёмкое производство, то его питание осуществляется на напряжении 35 кВ или 110 кВ, в этом случае предусматривается ещё одно распределительное устройство – РУ-СН. На рис. 9.4 изображен один из вариантов схемы электростанции с использованием ГРУ.

Схема электрических соединений

Схема электрических соединений

*****

Схемы электрические соединений

6.6.1 Схема соединений (монтажная, код Э4) – схема, показывающая все устройства и элементы, входящие в состав изделия, их входные и выходные элементы (соединители, платы, зажимы и т.п.), а также соединение между этими устройствами и элементами.

6.6.2 Устройства и элементы на схеме изображают:
- устройства – в виде прямоугольников или упрощённых внешних очертаний;
- элементы – в виде УГО, прямоугольников или упрощённых внешних очертаний.

При изображении элементов в виде прямоугольников или упрощённых внешних очертаний допускается внутри их помещать УГО элементов. Входные и выходные элементы изображают в виде УГО.

Допускается входные и выходные элементы изображать по правилам, установленным в 6.5.30, 6.5.31 и 6.5.33 данного пособия.

6.6.3 Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии.

Расположение изображений входных и выходных элементов или выводов внутри графических обозначений и устройств или элементов должно примерно соответствовать их действительному размещению в устройстве или элементе.

Если схему выполняют на нескольких листах или размещение устройств и элементов на месте эксплуатации неизвестно, то допускается расположение устройств и элементов в изделии на схеме не отражать

6.6.4 Элементы, используемые в изделии частично, допускается изображать на схеме неполностью, ограничиваясь изображением только используемых частей.

6.6.5 На схеме около графических обозначений устройств и элементов необходимо указывать позиционные обозначения, присвоенные им на принципиальной схеме.

Около или внутри графического обозначения устройства допускается указывать его наименование и тип и (или) обозначение документа, на основании которого устройство применено.

6.6.6 На схеме необходимо указывать обозначения выводов (контактов) элементов (устройств), нанесенные на изделие или указанные в их документации.

Если в конструкции устройства или элемента и в его документации обозначения входных и выходных элементов (выводов) не указаны, то допускается условно присваивать им обозначения на схеме, повторяя их в дальнейшем в соответствующих конструкторских документах.

При условном присвоении обозначений входным и выходным элементам (выводам) на поле схемы помещают соответствующее пояснение.

При изображении на схеме нескольких одинаковых устройств обозначения выводов допускается указывать на одном из них (например, нумерацию контактов микросхем).

6.6.7 Устройства и элементы с одинаковыми внешними подключениями допускается изображать на схеме с указанием подключения только для одного устройства или элемента.

6.6.8 Устройства, имеющие самостоятельные схемы подключения, допускается показывать на изделия без показа присоединения проводов жил кабелей к входным и выходным элементам.

6.6.9 При изображении на схеме соединителей допускается применять УГО, не показывающие отдельные контакты (ГОСТ 2.775).

В данном случае около УГО соединителя, на поле схемы или на последующих листах схемы помещают таблицы с указанием подключения контактов в соответствии с рисунком 6.33.

При размещении таблиц на поле схемы или на последующих листах им присваивают позиционные обозначения соединителей, в дополнение к которым они составлены. В таблицы допускается вводить дополнительные графы (например, данные провода).

Если жгут соединяет одноименные контакты соединителей, то допускается таблицу помещать около одного конца изображения жгута.

Если информация о подключении контактов приведена в таблице соединений, то таблицы с указанием подключения контактов на схеме допускается не приводить.

Схема электрических соединений Рисунок 6.33 – Таблица подключения контактов

6.6.10 На схеме изделия внутри прямоугольников или упрощённых внешних очертаний, изображающих устройства, допускается изображать их структурные, функциональные или принципиальные схемы.

6.6.11 При отсутствии принципиальной схемы изделия на схеме соединений устройствам и элементам, не вошедшим в принципиальные схемы составных частей изделия, необходимо присваивать позиционные обозначения и записывать в перечень элементов, при этом позиционные обозначения присваивают по правила, приведенным в 6.5.12 – 6.5.14 данного пособия.

6.6.12 На схеме соединений изделия допускается показывать внешние подключения изделия по правилам, приведенным в 6.7 данного пособия.

6.6.13 На схеме соединений провода, группы проводов, жгуты и кабели должны быть показаны отдельными линиями толщиной от 0,4 до 1мм.

Допускается для упрощения сливать отдельные провода или кабели, идущие на схеме в одном направлении, в общую линию, но при подходе к контактам каждый провод и жилу необходимо показывать отдельной линией.

Допускается линии, изображающие провода, группы проводов, жгуты и кабели, не проводить или обрывать их около мест присоединения, если их изображение затрудняет чтение схемы.

В этих случаях на схеме около мест присоединения, в соответствии с рисунком 6.34, или в таблице на свободном поле схемы, в соответствии с рисунком 6.35 и 6.36, приводят сведения в объёме, достаточном для обеспечения однозначного соединения.

подключения контактов на схеме допускается не приводить.

Схема электрических соединений Рисунок 6.34 – Пример обрыва линий, показывающих провода, группы проводов, жгуты и кабели Схема электрических соединений Рисунок 6.35 – Пример таблицы расположенной на свободном поле схемы

6.6.14 На схеме изделия, в состав которого входят многоконтактные элементы, линии, изображающие жгуты, кабели, группы проводов допускается доводить только до контура графического обозначения элемента, не показывая присоединения к контактам.

Указания о присоединении проводов или жил кабеля к контактам приводят в этом случае одним из следующих способов:
- у контактов показывают концы линий, изображающих провода или жилы кабеля, и указывают их обозначения. Концы линий направляют в сторону соответствующего жгута, кабеля, группы проводов в соответствии с рисунком 6.37;
- у изображения многоконтактного элемента помещают таблицу с указанием подключения контактов. Таблицу соединяют линией-выноской с соответствующим жгутом, кабелем, группой проводов в соответствии с рисунком 6.38.

Схема электрических соединений Рисунок 6.36 – Пример таблицы расположенной около мест присоединения Схема электрических соединений Рисунок 6.37 – Соединения с многоконтактным соединителем

6.6.15 Вводные элементы, через которые проходят провода (группы проводов, жгуты, кабели), изображают в виде УГО согласно ЕСКД.

Проходные изоляторы, гермовводы, сальники изображают в виде УГО в соответствии с рисунком 6.39.

6.6.16 На схеме следует указывать обозначения вводных элементов, нанесённые на изделие.

Если обозначения вводных элементов в конструкции изделия отсутствуют, то допускается условно присваивать им обозначения на схеме соединений, повторяя их в соответствующей конструкторской документации, В этом случае на поле схемы должны быть помещены необходимые пояснения.

Схема электрических соединений Рисунок 6.38 – Соединения с многоконтактным соединителем Схема электрических соединений изолятор проходной гермоввод сальник Рисунок 6.39 – Изображения вводных элементов

6.6.16 Одножильные провода, жгуты, кабели должны быть обозначены порядковыми номерами в пределах изделия, при этом нумерация проводов, жгутов, кабелей должна быть отдельной.

Провода, входящие в жгут, нумеруют в пределах жгута, а жилы кабеля – в пределах кабеля.

В технически обоснованных случаях, если это не затрудняет чтение схемы, допускается:
- сквозная нумерация всех проводов и жил кабелей в пределах изделия;
- сквозная нумерация отдельных проводов, жгутов и кабелей в пределах изделия, но при этом провода, входящие в жгут нумеруют в пределах жгута, а жилы кабеля – в пределах кабеля;
- не обозначать жгуты, кабели и отдельные провода, если изделие, на которое составляют схему войдет в комплекс и обозначения жгутам, кабелям и проводам будут присвоены в пределах всего комплекса;
- присваивать обозначения группам проводов.

6.6.17 Если на принципиальной схеме электрическим цепям присвоены обозначения в соответствии с ГОСТ 2.709, то всем одножильным проводам, жилам кабелей и проводам жгутов присваиваются те же обозначения.

6.6.18 Функциональную принадлежность провода на схеме определяют при помощи буквенного (буквенно-цифрового) обозначения, которое проставляют перед обозначением каждого провода, жгута или кабеля, отделяя его знаком дефиса.

6.6.19 Буквенные обозначения на схеме не проставляют, если провода, жгуты и кабели принадлежат к одному комплексу, помещению или функциональной цепи, при этом на поле схемы помещают соответствующее пояснение.

6.6.20 Номера проводов и жил кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров) на схеме проставляют, как правило, около обоих концов изображений.

Номера кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров) проставляют в окружностях, помещенных в разрывах изображений кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров) вблизи от мест разветвления жил.

Номера жгутов проставляют на полках линий-выносок около мест разветвления проводов.

Номера групп проводов проставляют около линий-выносок.

6.6.21 На схеме должны быть указаны:
- для одножильных проводов – марка, сечение и, при необходимости, расцветка;
- для кабелей, записываемых в спецификацию как материал – марка, количество жил и сечение жил.
Количество занятых жил указывают в прямоугольниках справа от обозначения данных кабеля;
- для жгутов, кабелей и проводов, изготовляемых по чертежам, - обозначение основного конструкторского документа.

6.6.22 Данные о проводах и кабелях (марку, сечение и др.) указывают около линий, которые изображают провода и кабели, в этом случае допускается не присваивать обозначения проводам и кабелям, а при изображении их в виде условных обозначений, дают расшифровку на поле схемы.

6.6.23 Если на схеме не указаны места присоединений (например, не показаны отдельные контакты в изображении соединителей) или затруднено отыскание мест присоединения проводов и жил кабеля (многожильного провода, электрического шнура), то данные о проводах, жгутах и кабелях (многожильных проводов, электрических шнуров) и адреса их соединений сводят в таблицу, именуемую «Таблицей соединений».

Таблицу соединений следует помещать на первом листе схемы или выполнять в виде самостоятельного документа.

Таблицу соединений, помещаемую на первом листе схемы, располагают, как правило, над основной надписью. Расстояние между таблицей и основной надписью должно быть не менее 12 мм.

Продолжение таблицы соединений помещают слева от основной надписи, повторяя головку таблицы.

Таблицу соединений в виде самостоятельного документа выполняют на формате А4. Основную надпись и дополнительные графы к ней выполняют по ГОСТ 2.104-2006 (форма 2,2а).

6.6.24 Форму таблицы соединений, в соответствии с рисунком 6.40, выбирает разработчик в зависимости от сведений, которые необходимо поместить на схеме.

В графах таблиц указывают следующие данные:
- в графе «Обозначение провода» – обозначение одножильного провода, жилы кабеля (многожильного провода, электрического шнура) или провода жгута;
- в графах «Откуда идет», «Куда поступает» – условные буквенно-цифровые обозначения соединяемых элементов или устройств;
- в графе «Соединения» – условные буквенно-цифровые обозначения соединяемых элементов или устройств, разделяя их запятой;
- в графе «Данные провода»:
1) для одножильного провода – марку, сечение и, при необходимости, расцветку в соответствии с документом, на основании которого его применяют;
2) для кабеля (многожильного провода, электрического шнура), записываемого в спецификацию как материал, – марку, сечение и количество жил в соответствии с документом, на основании которого применяют кабель (многожильный провод, электрический шнур);
- в графе «Примечание» –дополнительные уточняющие данные. Размеры граф таблицы соединений являются рекомендуемыми. Допускается при необходимости делить графы на подграфы.

Схема электрических соединенийСхема электрических соединений Рисунок 6.40 – Формы таблицы соединений

6.6.25 При заполнении таблицы соединений необходимо выполнять следующие правила:
- при выполнении соединений отдельными проводами в таблицу записывают провода в порядке возрастания номеров, присвоенных им на схеме;
- при выполнении соединений проводами жгутов или жилами кабелей перед записью проводов каждого жгута или жил каждого кабеля помещают заголовок, например:

Жгут 1 или Жгут АБВГ.ХХХХХХ.004Кабель 3 или Кабель АБВГ.ХХХХХХ.004Провод 6

Провода жгута или жилы кабеля записывают в порядке возрастания номеров, присвоенных проводам или жилам;
- при выполнении соединений отдельными проводами, жгутами проводов и кабелями в таблицу соединений вначале вносят отдельные провода (без заголовка), а затем (с соответствующими заголовками) жгуты проводов и кабели;
- если на отдельные провода должны быть надеты изоляционные трубки, экранирующие оплетки и т.п. то в графе «Примечание» таблицы или на поле схемы необходимо привести соответствующие указания.

6.6.26 На поле схемы около обоих концов линий, изображающих отдельные провода, провода жгутов и жилы кабелей допускается указывать адрес соединений, при этом таблицу соединений не составляют. Обозначения проводам допускается не присваивать, при условии однозначного понимания схемы.

6.6.27 Над основной надписью на поле схем, допускается помещать необходимые технические указания, например:
- требования о недопустимости совместной прокладки отдельных проводов, жгутов и кабелей из-за взаимного влияния друг на друга;
- величины минимально допустимых расстояний между проводами, жгутами и кабелями;
- данные о специфичности прокладки и защиты проводов, жгутов и кабе-лей.

6.6.28 Пример выполнения схемы электрической соединений приведен в приложении М.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *