Что такое шиносоединительный выключатель
Применение обходной системы шин
Схемы РУ с одной или двумя системами шин всех модификаций имеют общий существенный недостаток, заключающийся в том, что ремонт выключателей или разъединителей присоединений неизбежно связан с перерывом работы потребителей. При напряжениях 110 кВ и выше длительность ремонта выключателей, особенно воздушных, настолько велика, что отключение присоединений часто становится недопустимым. Исключить отмеченный недостаток позволяет применение обходной системы шин. Ниже рассмотрены примеры использования обходных шин и способы их подключения.
Схема РУ с одной рабочей и обходной системами шин. Простейший вариант такой схемы получается при добавлении обходной системы к рабочей не-секционированной системе шин (рис. 1.12). Схема включает следующие элементы: рабочую систему шин А1, обходную систему шин АО, обходной выключатель QO, выключатели присоединений Ql, Q2, разъединители QS1, QS2.
Любое присоединение, например W1, подключается к рабочей системе шин А1 через линейный разъединитель QS2, выключатель Q1, шинный разъединитель QS1, а к обходной системе шин — через обходной разъединитель QSO1. В нормальном режиме рабочая система шин находится под напряжением. Выключатели присоединений, линейные и шинные разъединители включены.
Обходной выключатель QO и обходные разъединители QSO1 отключены, обходные разъединители, обозначенные на схеме QSO, включены. Обходная система шин находится без напряжения. На время ремонта или ревизии любого линейного выключателя он может быть заменен обходным выключателем QO.
Например, при замене выключателя Q1 надо произвести следующие операции:
— включить обходной выключатель QO для проверки исправности обходной системы шин;
— отключить выключатель Q1;
— отключить разъединители QS1 и QS2.
Достоинства схемы: разъединители во всех цепях предназначены только для обеспечения безопасности выполнения ремонтных работ, что соответствует их главному назначению; возможность ревизии и опробования выключателей без перерыва работы; простота схемы определяет небольшую стоимость выполнения РУ.
Недостатки схемы: при КЗ на линии должен отключиться соответствующий выключатель, а все остальные присоединения должны остаться в работе. Однако при отказе этого выключателя отключатся выключатели источников питания.
Короткое замыкание на рабочей системе шин или на шинных разъединителях также вызывает автоматическое отключение всех источников питания. В обоих случаях прекращается электроснабжение всех потребителей на время, необходимое для устранения повреждения.
Указанные недостатки устраняются путем разделения рабочей системы шин на секции и равномерным распределением источников питания и отходящих линий между секциями. В таких схемах РУ в цепи каждой секции предусматривается отдельный обходной выключатель или в целях экономии для обеих секций используют один обходной выключатель (рис. 1.13).
Эта схема состоит из следующих элементов:
— рабочей системы шин А, секционированной секционным выключателем QB на две секции 1ВА и 2ВА;
— обходной системы шин АО;
— выключателей присоединений Q1 ,Q2;
— обходного выключателя QO;
— разъединителей QS1, QS2.
Обходной выключатель QO может быть присоединен к любой секции с помощью развилки из двух разъединителей QS3 и QS4. Например, при включенном разъединителе QS3 и при отключенном QS4 обходной выключатель будет подключен к секции 1ВА.
Режимы работы секционного выключателя QB зависят от типа электроустановки (электростанция или подстанция), для которой предназначена данная схема РУ. Здесь же следует отметить, что одновременное включение разъединителей QS3 и QS4 недопустимо, так как в противном случае секционный выключатель QB будет шунтирован.
В этой схеме обходной выключатель QO также может заменить выключатель любого присоединения, например Q1, для чего надо произвести следующие операции:
— отключить разъединитель QS4 (если он был включен);
— включить разъединитель QS3 (если он был отключен);
— кратковременно включить обходной выключатель QO для проверки исправности обходной системы шин;
— включить QSO1 и включить QO;
— отключить выключатель Q1;
— отключить разъединители QS1 и QS2.
После указанных операций линия W1 будет получать питание через обходную систему шин и выключатель QO от первой секции 1ВА (рис. 1.14).
Иногда функции обходного и секционного выключателей совмещают (рис. 1.15). Здесь обходной выключатель QO присоединяется к рабочим секциям через перемычку из двух разъединителей QS1 и QS2. В нормальном режиме эта перемычка включена, обходной выключатель присоединен к секции 2ВА и также включен.
Таким образом, секции 1ВА и 2ВА соединены между собой через QS4, QO, QSO, QS2, QS1, и обходной выключатель выполняет функции секционного выключателя. При замене любого линейного выключателя обходным необходимо отключить QO, отключить разъединитель перемычки QS2, а затем использовать QO по его назначению. При этом на все время ремонта линейного выключателя параллельная работа секций нарушается.
Рис. 1.14 Рис. 1.15
Достоинства схемы: при КЗ на сборных шинах или при отказе линейных выключателей при КЗ на линии теряется только 50 % всех присоединений; возможность ревизий и опробование выключателей без перерыва работы; относительная простота схемы и низкая стоимость РУ.
Недостаток схемы заключается в том, что при ремонте рабочей системы шин необходимо отключить все источники питания и отходящие линии.
Схема (рис. 1.15) может использоваться для подстанций (110 кВ) при числе присоединений до шести включительно, когда нарушение параллельной работы линии допустимо и отсутствует перспектива дальнейшего развития.
При большем числе присоединений (более 7) рекомендуется схема с отдельным обходным и секционным выключателями. Это позволяет сохранить параллельную работу линий при ремонтах выключателей.
Рассмотренные схемы можно применять при парных линиях или линиях, резервируемых от других подстанций, а также радиальных, но не более одной на секцию.
На электростанциях возможно применение схемы с одной секционированной системой шин, но с отдельными обходными выключателями на каждую секцию.
Как уже отмечалось, в схемах с одной рабочей и обходной системами шин при необходимости ремонта рабочей системы шин требуется отключение всех присоединений на время ремонта, из-за чего нарушается электроснабжение потребителей. Применение схемы с двумя рабочими и обходной системами шин устраняет этот недостаток.
Схема РУ с двумя рабочими и обходной системами шин (рис.1.16) включает рабочие системы шин А1 и А2, обходную систему шин АО, выключатели присоединений Ql, Q2,, обходной выключатель QO, шиносоединительный выключатель QA, разъединители QS1, QS2, Каждое присоединение, например W1, подключается к рабочим системам шин через развилку из двух шинных разъединителей QS1 и QS2, что позволяет осуществлять работу как на одной, так и на другой системе шин.
Как правило, обе системы шин находятся в работе при соответствующем фиксированном (равномерном) распределении всех присоединений, например присоединения с нечетными номерами подключены к первой рабочей системе шин А1, присоединения с четными номерами подключены ко второй рабочей системе шин А2. В нормальном режиме шиносоединительный выключатель QA включен, обходной выключатель QO отключен и обходная система шин находится без напряжения.
Обходные разъединители QSO отключены; разъединитель обходного выключателя QO включен. Такое распределение присоединений увеличивает надежность системы, так как при КЗ на шинах отключается шиносоединительный выключатель QA и только половина присоединений теряет питание. Если повреждение на шинах устойчивое, то отключившиеся присоединения переводят на исправную систему шин.
Достоинства схемы с двумя рабочими и обходной системами шин:
— имеются условия для ревизий и опробований выключателей без перерыва работы;
— существует возможность перегруппировки присоединений между системами шин, что бывает необходимо при изменении схемы сети, режима работы системы и др.;
— возможность проведения ремонта любой системы шин, сохраняя в работе все присоединения.
Недостатки этой схемы:
— отказ одного выключателя при аварии приводит к отключению всех источников питания и линий, присоединенных к данной системе шин, а если в работе находится одна система шин, отключаются все присоединения;
— повреждение шиносоединительного выключателя равноценно КЗ на обеих системах шин, то есть приводит к отключению всех присоединений;
— большое количество операций разъединителями при выводе в ревизию и ремонт выключателей усложняет эксплуатацию РУ.
Некоторого увеличения гибкости и надежности схемы можно достичь секционированием одной или обеих систем шин (рис. 1.17). Обе рабочие системы шин находятся в работе при фиксированном распределении присоединений между секциями. Шиносоединительные выключатели QA1 и QA2 включены. Обходные выключатели QO1 и QO2 отключены. Обходная система шин находится без напряжения. Состояние секционных выключателей QB1 и QB2 определяется типом электроустановки, в которой применяется данная схема РУ.
Рис. 1.17. Схема с двумя секционированными рабочими и обходной системами шин
В этой схеме РУ при повреждении на шинах или при КЗ в линии и отказе линейного выключателя теряется только 25 % присоединений (на время переключений), при повреждении в шиносоединительном выключателе теряется 50 % присоединений. Если сборные шины секционированы, то для уменьшения капитальных затрат возможно применение схемы, где совмещены шиносоединительный и обходной выключатели.
В нормальном режиме разъединитель QS2 отключен, разъединители QS1, QSO, QS3 включены, обходной выключатель выполняет роль шиносоединительного. При необходимости ремонта выключателя любого присоединения, например W1, отключают выключатель QOA1 и разъединитель QS3 и используют выключатель по его прямому назначению. В схемах с большим числом линий количество таких переключений значительно, что приводит к усложнению эксплуатации, поэтому имеется тенденция к отказу от совмещения шиносоединительного и обходного выключателей.
РУ, выполненные по схеме с двумя рабочими и обходной системами шин, применяются на электростанциях и подстанциях при напряжении 110-220 кВ. На станциях при числе присоединений 12-14 секционируется одна система шин, при большем числе присоединений — обе системы шин. На подстанциях секционируется одна система шин при напряжении 220 кВ и числе присоединений 12-15 или при установке трансформаторов мощностью 125 МВА и более; при напряжениях 110-220 кВ обе системы секционируются при числе присоединений более 15.
При напряжениях 330 кВ и выше применение схем с двумя рабочими и обходной системами шин нецелесообразно, так как разъединители в таких схемах используются в качестве оперативных аппаратов. Большое количество операций разъединителями и сложная блокировка между выключателями и разъединителями приводят к возможности ошибочного отключения тока нагрузки разъединителями. Кроме этого, необходимость установки шиносоединительного, обходного выключателей и большого количества разъединителей увеличивает затраты на сооружение РУ.
Распределительные устройства с двумя системами сборных шин
В РУ с двумя системами сборных шин (рис. 8.2, а) каждое присоединение содержит выключатель и два шинных разъединителя. Последние служат для изоляции выключателей от сборных шин при их ремонте, а также для переключения цепей с одной системы шин на другую без перерыва в их работе. Линейные разъединители предусмотрены в присоединениях, где это необходимо для безопасного ремонта выключателей. Предусмотрен шиносоединительный выключатель, функции которого пояснены ниже.
![]() |
![]() |
Рис. 8.2. Принципиальная схема РУ с двумя системами сборных шин.
а — шины не секционированы; б — секционированные шины и обходное устройство.
Вторую систему сборных шин в прежнее время использовали только эпизодически в качестве резервной системы при ремонте рабочей. В настоящее время в РУ 110-220 кВ, где рассматриваемая схема получила наибольшее применение, вторую систему сборных шин используют постоянно в качестве рабочей системы в целях повышения надежности электроустановки. При этом присоединения с источниками энергии и нагрузками распределяют между обеими системами. Шиносоединительный выключатель нормально замкнут. Исключения из этого правила могут быть сделаны только в целях ограничения тока к.з. Для защиты сборных шин применяют дифференциальную токовую защиту, обеспечивающую селективное отключение Поврежденной системы. При этом вторая система шин с соответствующими источниками энергии и нагрузкой остается в работе. Работа на одной системе сборных Шин допускается только временно при ремонте другой системы. В это относительно короткое время надежность РУ снижается.
Порядок операций при переключении присоединений с одной системы шин на другую. Переключение присоединений без перерыва в их работе производят с помощью шинных разъединителей. Операции с разъединителями (включение, отключение) допустимы, если электрическая цепь предварительно отключена выключателем или разъединитель шунтирован параллельной ветвью с малым сопротивлением. Как видно из схемы, при включенном шиносоединительном выключателе все разомкнутые шинные разъединители первой и второй системы, шунтированы через сборные шины и шиносоединительный выключатель. В этих условиях можно включить в любом присоединении разъединитель одной системы и отключить разъединитель другой системы, не опасаясь образования дуги на контактах. В процессе переключения ток присоединения смещается из одного разъединителя в другой. При разомкнутом шиносоединительном выключателе такие операций недопустимы. Во избежание случайного автоматического отключения шиносоединительного выключателя в процессе переключения Правила технической эксплуатации (ПТЭ) электрических станций и сетей предписывают предварительно разомкнуть цепь отключающего электромагнита шиносоединительного выключателя и вновь замкнуть ее после окончания операций с шинными разъединителями.
В указанном порядке могут быть переключены с одной системы шин на другую часть присоединений, если это необходимо при изменении режима станции и системы, или все присоединения — при подготовке к ремонту системы шин. В последнем случае необходимо после окончания операций с шинными разъединителями отключить шиносоединительный выключатель с соответствующими разъединителями.Во избежание неправильных операций с разъединителями предусматривают блокирующие устройства. В устройствах с двумя системами сборных шин шинные разъединители каждого присоединения блокируют с шиносоединительным выключателем. Кроме того, предусматривают блокировку между выключателем и разъединителями в пределах каждого присоединения. Механическая блокировка в этих случаях непригодна. Приходится прибегать к замкам у приводов — механическим или электромагнитным.
Достоинства рассматриваемой схемы с двумя системами сборных шин заключаются в следующем: возможность поочередного ремонта сборных шин без перерыва в работе присоединений; возможность деления системы на две части в целях повышения надежности электроснабжения или ограничения тока к.з.; возможность переключений отдельных присоединений в соответствий с режимом установки с одной системы сборных шин на другую.
Недостатки схемы следующие: при ремонте одной из систем шин нормальная работа установки на двух системах нарушается, следовательно, на это время надежность ее снижается; при замыкании в шиносоединительном выключателе отключаются обе системы шин; в случае внешнего замыкания и отказа выключателя соответствующего присоединения отключается система шин; ремонт выключателей и линейных разъединителей связан с отключением на время ремонта соответствующих присоединений; сложность РУ; частые переключения с помощью разъединителей увеличивают вероятность повреждений в зоне сборных шин по сравнению с устройствами с одной системой при том же числе присоединений.
Перечисленные недостатки схемы могут быть частично устранены описанными ниже способами, связанными с дополнительными затратами. При большом числе присоединений прибегают к секционированию сборных шин. В РУ 110 — 220 кВ станций секционируют обе системы шин с помощью нормально замкнутых выключателей и предусматривают два шиносоединительных выключателя. Таким образом, РУ делится на четыре части, связанные между собой через шиносоединительные и секционные выключатели, В РУ 6—10 кВ станций с секционными реакторами ограничиваются секционированием одной системы; вторая система используется в качестве резервной и вспомогательной.
Чтобы обеспечить возможность поочередного ремонта выключателей без перерыва в работе соответствующих присоединений, предусматривают обходную систему шин и обходные выключатели. В устройствах с двумя системами сборных шин функции обходного и шиносоединительного выключателей могут быть объединены в одном выключателе, что позволяет уменьшить общее число выключателей; При двух секциях (рис.8.2,6) необходимы два таких выключателя с совмещенными функциями. При нормальной работе разъединители 2, 3, 4 замкнуты и выключатели выполняют функции шиносоединительных выключателей. При peмонтe выключателей присоединений разъединитель 4 должен быть отключен. Из двух шинных разъединителей 1 и 2 должен быть включен разъединитель зом, РУ делятся на четыре, части, ремонтируемое присоединение, а также разъединитель 3. Схема РУ с двумя секционированными системами шин получается сложной.
В отечественных энергосистемах приблизительно до 1950—1960 гг. РУ с двумя системами сборных, шин (с обходной системой и без нее) принято было считать универсальными. Они получили почти исключительное применение на станциях и подстанциях при всех напряжениях, начиная от 6 до 220 кВ включительно. Распределительные устройства 500 кВ мощных тепловых электростанций приблизительно до 1960 г. принято было также выполнять по этой схеме.
B настоящее время область применения РУ с двумя системами сборных шин резко уменьшилась. Их применяют в основном на станциях и подстанциях при напряжениях 110—220 кВ и большом числе присоединений. Как правило, применяют обходную систему с обходными выключателями. Применение РУ с двумя системами сборных шин в качестве главных устройств 330— 500 кВ мощных станций и подстанций признается в настоящее время нецелесообразным вследствие сложности переключений разъединителями и тяжёлых последствий отключения системы шин с мощными агрегатами и линиями при внешних замыканиях и отказах линейных выключателей, а также при замыканиях в шиносоединительных и секционных выключателях. Целесообразность применения РУ с двумя системами сборных шин в качестве главных устройств 6—10 кВ станций типа ТЭЦ также подвергнута сомнению. Эти устройства предпочитают выполнять с одной секционированной системой сборных шин.
Обслуживание РЗиА и вторичных цепей — Релейная защита шиносоединительных и обходных выключателей
Содержание материала
- Обслуживание РЗиА и вторичных цепей
- Обязанности оперативного персонала при обслуживании устройств РЗиА
- Трансформаторы тока и вторичные токовые цепи
- Трансформаторы напряжения и вторичные цепи напряжения
- Источники и цепи постоянного оперативного тока
- Способы питания оперативных цепей переменным током
- Неисправности в цепях оперативного тока
- Сигнальная аппаратура
- Цепи сигнализации
- Сигнализация замыкания на землю в сетях 3—35 кВ
- Обслуживание цепей и устройств сигнализации
- Газовая защита трансформаторов и автотрансформаторов
- Обслуживание газовой защиты
- Дифференциальная защита шин
- Релейная защита шиносоединительных и обходных выключателей
- АПВ
- АВР
- Операции с релейной защитой и АПВ при производстве переключений
- Фиксирующие приборы и автоматические осциллографы
- Графические условные обозначения в схемах
Устройства релейной защиты на шиносоединительных выключателях (ШСВ) могут использоваться: для разделения систем шин объекта при к. з. на прилегающих присоединениях в целях сохранения в работе одной из систем шин, когда отказывает в действии релейная защита поврежденного присоединения или выключатель этого присоединения (при отсутствии УРОВ);
для разделения систем шин при к. з. на одной из них в условиях, когда отсутствует или отключена дифференциальная защита шин;
для защиты от к. з. опробуемой напряжением системы шин или другого оборудования при подаче напряжения на эту систему шин (оборудование) через ШСВ
для защиты от к. з. присоединения, выключатель которого выведен в ремонт и заменен шиносоединительным, когда все другие присоединения включены на одну систему шин (при отсутствии обходной системы шин и обходного выключателя).
Учитывая, что использование устройств РЗА ШСВ зависит от режима его работы, оперативный персонал всех смен должен тщательно проверить соответствие отключающих устройств и настройки защитных устройств (по записям в журнале) режиму работы ШСВ после его изменения.
Для каждого из перечисленных выше режимов устройства релейной защиты ШСВ должны быть соответственно отрегулированы службой РЗАИ. Для третьего режима (опробование напряжением системы шин) на ШСВ должны быть введены защиты, действующие без выдержки времени при к. з. на опробуемом оборудовании.
Следует заметить, что в последнем, четвертом, режиме на ШСВ используют сложные устройства (дистанционная защита от междуфазных к. з. в сочетании с многоступенчатыми направленными максимальными токовыми защитами от к. з. на землю) в отличие от одно- двухступенчатых, как правило, ненаправленных максимальных токовых защит, которыми оснащается ШСВ при использовании их в первых трех режимах.
На некоторых объектах ШСВ в нормальном режиме находятся в резерве (при раздельной работе систем шин или при работе всех присоединений через одну рабочую систему шин, когда вторая система шин является резервной). При этом устройства релейной защиты на ШСВ должны быть включены и отрегулированы так, чтобы ток срабатывания устройств был больше максимального тока нагрузки, который может проходить через ШСВ при возможных режимах его включения, а выдержка времени устройств была бы равна нулю.
Устройства релейной защиты на обходных выключателях (ОВ) используются, как правило, для защиты от к. з. присоединения, включенного через ОВ и обходную систему шин (либо для ремонта выключателя этого присоединения, либо для проверки устройств его релейной защиты), а также для защиты от к. з. опробуемой напряжением через ОВ обходной системы шин. Устройства релейной защиты на ОВ столь же сложны, как и резервные защиты линий на данном объекте.
Вопросы для самопроверки
Принципы действия газовой защиты трансформатора.
Для чего применяют схему самоудерживаиия выходного промежуточного реле газовой защиты и как эти схемы выполняются?
Каковы обязанности оперативного персонала по обслуживанию газовой защиты в нормальном режиме?
Каковы действия оперативного персонала при срабатывании сигнального элемента газовой защиты?
Каковы действия оперативного персонала при срабатывании газовой защиты на отключение трансформатора?
В каких случаях переводят действие газовой защиты с «Отключения» трансформатора «На сигнал»?
Каково назначение дифференциальной защиты шин?
Как осуществляется избирательность действия дифференциальной защиты шин с фиксированным распределением присоединений при к. з. на одной из систем шин (использовать схему рис. 18)?
Каковы действия оперативного персонала при увеличенном токе небаланса в нулевом проводе токовых цепей защиты шин?
10. Каковы действия оперативного персонала при появлении сигнала «Неисправность дифференциальной защиты шин»?
11. Что необходимо проверить перед опробованием системы шин напряжением через шиносоединительный (секционный) выключатель?
Какие изменения в схеме дифференциальной защиты шин надлежит выполнить персоналу службы РЗАИ при опробовании системы шин включением присоединения объекта?
Каково назначение релейных защит ШСВ и обходного выключателя и какая выдержка времени защиты ШСВ должна быть обеспечена для третьего режима?
Сириус-3-СВ микропроцессорное устройство защиты и автоматики секционного (шиносоединительного) выключателя 110 — 220 кВ
Обратите внимание!
- Работаем только с юридическими лицами и ИП
- Оплата по безналичному расчету
- Гарантия на приборы: от 12 месяцев
- Приборы с поверкой в наличии
- Доставка в Самару и в другие города России
Прибор изготавливается в нескольких вариантах исполнения. Цена на сайте указана на один из вариантов исполнения. Цены на необходимые Вам варианты исполнения уточняйте у менеджеров.
Устройство «Сириус-3-СВ» доступно для заказа в нескольких исполнениях. Конкретное исполнение устройства указывается в его обозначении, состоящем из следующих элементов: Устройство «Сириус-3-СВ-nn-ss», где «Сириус-3-СВ» — фирменное название устройства;nn – исполнение устройства по напряжению оперативного тока:110В – для напряжения питания 110 В постоянного тока;220В – для напряжения питания 220 В постоянного или переменного тока;ss – тип интерфейса связи с АСУ:И1 – два интерфейса RS485;И3 – один интерфейс RS485, один интерфейс Ethernet по «витой паре» (100BASE-TX) и протокол обмена Modbus TCP;И4-FX — один интерфейс RS485, два оптических интерфейса Ethernet (100BASE-FX) и протокол обмена МЭК 61850 (редакция 2);И4-TX — один интерфейс RS485, два интерфейса Ethernet по «витой паре » (100BASE-TX) и протокол обмена МЭК 61850 (редакция 2). Пример записи обозначения устройства «Сириус-3-СВ» с напряжением оперативного питания 220 В и дополнительным интерфейсом RS485 при заказе: «Устройство Сириус-3-СВ-220В-И1».
Описание микропроцессорного устройства защиты и автоматики секционного (шиносоединительного) выключателя 110 — 220 кВ Сириус-3-СВ:
Устройство микропроцессорной защиты Сириус-3-СВ предназначено для защиты, автоматики и управления секционным (шиносоединительным) выключателем 110-220 кВ в сетях эффективнозаземленной нейтралью. Содержит ступенчатые токовые защиты и функции автоматики – АВР, АПВ, УРОВ и др. Устройство предназначено для использования на секционных (СВ) и шиносоединительных (ШСВ) выключателях различных схем распределительных устройств подстанций и станций 110-220 кВ, за исключением выключателей, которые могут выполнять функции обходного. Функции автоматики, предусмотренные в данном устройстве, позволяют использовать его на подстанциях, расположенных на ответвлениях от линий, и транзитных подстанциях распределительных сетей 110 кВ с организацией АПВ, АВР и делительной автоматики минимального напряжения. Также устройство может использоваться на линейном выключателе. В этом случае контроль напряжения на линии производится с помощью шкафа отбора напряжения (ШОН). Устройство имеет специальное исполнение «И4», обеспечивающее наиболее полный функционал при построении «цифровых подстанций» и развертывании «Smart Grid».