Сторінка 17 з 47
Надійність обладнання.
Засоби поліпшення якості обслуговування (в сенсі постачання електроенергії) можна згрупувати, враховуючи їх призначення:
зробити аварії більш рідкісними; при цьому мова йде, з одного боку, про поліпшення конструкції обладнання і його профілактичному ремонті, з іншого боку, про оберігання обладнання від наслідків аварій;
обмежити в часі і в просторі перерви в електропостачанні (мінімізувати загальну вартість відключених кіловат-годин).
Щоб число аварій було менше, обладнання повинно «нескінченно» витримувати (т. Е. Без попереднього старіння) нормальні умови роботи і витримувати відхилення від нормальних умов, наприклад при:
коротких перенапруженнях, що викликаються ударами блискавки або перемиканнями, здійснюваними вимикачами (звідки випливає необхідність проведення діелектричних випробувань і випробувань під «імпульсною напругою»);
надструми, що викликаються аварійними струмами (звідси випливає важливість дослідів короткого замикання для трансформаторів і випробування на надструми різних електротехнічних апаратів).
Але необхідно також систематичне технічне обслуговування обладнання. Для елементів системи, які знаходяться під напругою, роботи по обслуговуванню здійснюються тільки:
або при відключенні елемента від мережі, що викликає в радіальних мережах перерви в електропостачанні;
або спеціальними методами, що забезпечують проведення робіт під напругою.
Щоб уберегти обладнання, яке не порушене аварією, необхідно ізолювати від решти мережі пошкоджений апарат, ділянка лінії або кабелю, відключивши вимикач. Необхідно розділити мережу на секції не дуже маленькі (щоб обмежити витрати), але і не дуже великі (щоб забезпечити достатню селективність). Це завдання найбільш важко вирішується для радіальних мереж, де відключення вимикача викликає перерву харчування у деяких споживачів. Звідси випливає висновок про необхідність встановлення не тільки вимикачів на лініях, що відходять від підстанцій і живлять мережу СН, але і роз'єднувачів (вимикачів) в мережі, наприклад на початку лінії, що перетинає важку зону (ліс, зону, піддану гроз, і т. Д. ), таким чином, щоб у разі необхідності локалізувати цю зону.
Вимикачі необхідно відключати якомога швидше, щоб обмежити нагрівання апаратів, по яких протікає струм к.з. Тому вже давно відключення проводиться автоматично, причому швидкодія безперервно збільшується.
Швидкодія, однак, може бути і незручністю. Наприклад, аварію можна відключити так швидко, що неможливо буде виявити її сліди. Зокрема, в кабельних мережах для «звільнення» від аварій та локалізації їх іноді доводиться проводити повторні включення на коротке замикання.
У розподільних мережах використовується велика гамма запобіжників для локалізації ураженої ділянки мережі. Деякі країни, наприклад США і Великобританія, продовжують використовувати ланцюги зі значним числом послідовно включених запобіжників, що створює труднощі в їх координації. У Франції існує тенденція до відмови від запобіжників, оскільки їх важко регулювати, а заміна вимагає багато часу. У мережах СН запобіжники залишають тільки для того, щоб забезпечити відключення трансформаторів СН / НН великої потужності, якщо виникне аварія всередині них. У мережах НН, де запобіжники дешевше, вони продовжують використовуватися на лініях, що відходять від підстанцій, розташованих в сільських зонах.
Обмеження протяжності перерв харчування.
Будь-яке відключення вимикача призводить радіальні мережі до втрати деякого числа споживачів, а замкнуті мережі - до їх ослаблення і великий уразливості при повторній аварії.
Аварії стають найбільш серйозними при пошкодженнях:
обладнання на підстанції (трансформатора, збірних шин, вимикача), оскільки при цьому відключається джерело живлення;
на установках в мережі (їх повторне включення вимагає перед подачею напруги, яке було знято, тривалої перевірки).
Цим обмежується протяжність відключається мережі.
Вибирати структуру мережі слід так, щоб можна було легко відновити живлення від іншого джерела (кільцеві мережі з щільною навантаженням типу міських мереж СН і НН).
Вибір схем підстанцій передавальних і розподільних мереж і типів використовуваних систем збірних шин обумовлений вимогами забезпечення накидів споживчої навантаження. При цьому застосовуються такі системи збірних шин (рис. 5.6):
складна система збірних шин (потрійні) передбачає, що кожна з ліній приєднується до підстанції за допомогою вимикача, за яким слідують три паралельно з'єднаних секційних роз'єднувача (так званих «розділових роз'єднувачів»), що дозволяють підключати лінію на одну з систем збірних шин.
Кожна система шин харчується від свого трансформатора. Розподіл навантажень між трансформаторами як в нормальному, так і в аварійному режимах виявляється вельми гнучким в цій системі, але вона коштує дорого;
Мал. 5.6. Різні типові схеми живильних підстанцій мереж:
а - ділянка потрійної системи шин: 1 - трансформатори; 2 - масляні вимикачі ;. 3 - отделители; 4 - відходять лінії; 6 - система замкнутих збірних шин (мережа 60 кВ м Чикаго); в - проста система шин з викатними вимикачами
кільцева система збірних шин: в ній вимикачі розміщені послідовно в замкнутому кільці мережі, кожна з ліній якої приєднується до певного її ділянці за допомогою роз'єднувача.
При аварії на лінії два вимикача, розташованих по обидва боки відповідної ділянки системи збірних шин, відключаються; при цьому інші лінії забезпечують харчування споживача. Часто на таких збірних шинах міняють місцями ділянки, приєднані до лінії, і ділянки, з'єднані з трансформатором;
секціоніруемая проста система шин харчується від двох трансформаторів, кожен з яких працює на свою половину системи збірних шин.
У разі аварії на одному з них все навантаження бере на себе інший після замикання шинного роз'єднувача. Ця система - найбільш проста. Її вважають за краще головним чином на підстанціях ВН / СН Е де Ф, обладнаних викотними осередками, які створюють надійність і простоту перемикань, необхідних для компенсації надзвичайної простоти прийнятої схеми.
Підстанції дозволяють здійснювати схеми мереж, що забезпечують кращу надійність. Відповідальність за забезпечення цієї надійності несе диспетчерський пункт, який повинен:
стежити за тим, щоб в будь-який момент часу був можливий переклад навантаження з будь-якої лінії на сусідні з нею лінії, оскільки це здійснюється автоматично при появі аварії;
передбачати, якщо це стане необхідним, які з навантажень повинні бути відключені і яким чином мережа повинна бути розділена на кілька частин так, щоб кожна з них залишалася стабільною; це поділ на частини може здійснюватися вручну або автоматично;
дати команду персоналу про переходах в разі аварії, які повинен здійснити персонал підстанцій з метою обмеження наслідків аварії і відновлення паралельної роботи при розпаді системи.
Зменшення тривалості відключень.
Для керування включенням і відключенням вимикачів використовуються автоматичні захисні пристрої, які називаються реле захисту або, коротше, захистом. Реле захисту складається з кількох органів:
вимірювального органу, що вимірює характеристическую величину і порівнює її з величиною деякого порога; характеристичної величиною часто є струм або комбінація величин активної потужності, реактивної потужності, фази струму або напруги, що здається повного опору (індуктивності або активного опору);
органу витримки часу, що дозволяє або досягти самоусунення аварії, або координувати роботу багатьох захисних пристроїв, які повинні спрацьовувати послідовно одне за іншим;
керуючого органу, який здійснює автоматичне управління вимикачами.
У всіх мережах набуло поширення автоматичне повторне включення (АПВ), так як воно дозволяє відновлювати постачання електроенергією кожен раз, коли коротке замикання самоліквідується (т. Е. Близько 8 разів з 10). АПВ може бути:
однофазним, що проходить непоміченим для більшості споживачів;
трифазним, при цьому система автоматики простіша, оскільки не треба автоматично виявляти аварійну фазу;
миттєвим (тривалість менше 0,3 с), що забезпечує можливо швидке відновлення нормальної роботи;
повільним (від 2 до 20 с), що дає можливість закінчитися аварій, самоліквідація яких вимагає проміжку часу в кілька секунд.
При побудові автоматичних пристроїв істотне значення мають зв'язки між нульовим проводом мережі та землею (як кажуть, положення нейтрали по відношенню до землі):
заземлення нейтрали безпосередньо або через активний опір полегшує селективність і чутливість при виявленні пошкодження, але при цьому струм однофазного короткого замикання, який часто важко виявити, збільшується;
ізоляція нейтрали від землі або заземлення її через дугогасні котушку зводить практично ток аварії до нуля, якщо струм є однофазним (дугогасним котушка розраховується так, щоб точно компенсувати реактивну складову струму, споживаного мережею; вона утримує нейтраль в центрі трикутника напруг).
У мережах надвисокої напруги нейтраль заземлена, але необхідно обмежувати число заземлень (з тим щоб обмежити струми в лініях міністерства зв'язку).
Автоматичні пристрої, що використовуються для забезпечення захисту мереж, отримали свій розвиток з давніх часів. Вони продовжують постійно оновлюватися, а число їх в мережах продовжує збільшуватися.