Sơ đồ nguồn cho người dùng thuộc loại thứ hai

Để đảm bảo cung cấp đáng tin cậy cho người tiêu dùng năng lượng loại II, sơ đồ mạng phải có các phần tử dự phòng được nhân viên dịch vụ đưa vào vận hành (sau khi các phần tử chính bị hỏng). Trong trường hợp này, có thể giảm trực tiếp các đường dây 6-20 kV, máy biến áp và đường dây 0,4 kV, cũng như giảm lẫn nhau các phần tử mạng riêng lẻ (máy biến áp qua mạng 0,4 kV, vượt quá đường dây 6-50 kV và máy biến áp qua mạng 0,4kV).

Do đó, nguyên tắc cơ bản của việc xây dựng mạng phân phối để cung cấp cho máy thu loại II bao gồm sự kết hợp của các đường vòng 6-20 kV cung cấp nguồn hai chiều cho từng trạm biến áp và các đường vòng 0,4 kV được kết nối với một hoặc các trạm biến áp khác nhau của người tiêu dùng. các trạm biến áp. Nó cũng được phép sử dụng các sơ đồ tự động (đa chùm, hai chùm) nếu việc sử dụng chúng làm tăng chi phí giảm của mạng điện thành phố không quá 5%.

Sơ đồ cung cấp điện điển hình cho nhà máy công nghiệp

Mạch hiển thị trong hình.1, cung cấp khả năng cung cấp điện hai chiều của trạm biến áp bằng mạng có điện áp 6-20 kV và ống lót 0,4 kV, được kết nối với các đường đồng mức có điện áp 0,4 kV và được dùng để cấp nguồn cho máy thu loại II và III.

Hình 1. Sơ đồ cấp điện cho hộ tiêu thụ loại II (sơ đồ mạng 6-20 kV và 0,4 kV)

Công suất của các trạm biến áp được chọn có dự trữ trong trường hợp cấp nguồn cho người tiêu dùng được kết nối với các đường dây vòng 0,4 kV đi ra từ một trạm biến áp, tức là. công suất của máy biến áp phải đủ để đảm bảo hạn chế việc cung cấp cho các hộ tiêu thụ.

Mạng 0,4 kV có thể vận hành ở chế độ đóng và do đó các máy biến áp của trạm biến áp sẽ được vận hành song song trên toàn mạng 0,4 kV. Trong trường hợp này, việc cấp điện cho trạm biến áp qua đường dây 6-20 kV phải được thực hiện từ một nguồn và các thiết bị cấp nguồn ngược tự động được lắp đặt trong mạch máy biến áp 0,4 kV.

Trong bộ lễ phục. 1 đường dây phân phối vòng có điện áp 0,4 kV máy thu công suất loại II (a1, a2, b1, b2, l1, l2). Máy thu loại III (c1, d1) được cung cấp từ các đường xuyên tâm không dự phòng hoặc đầu vào riêng cho chúng.

Đối với việc cung cấp cho người dùng loại II, c2 có hai đầu vào từ TP2 và đối với người dùng a1 và a2 - một dòng từ một nguồn (TP1). Sơ đồ cung cấp điện như vậy được cho phép nếu có một nguồn dự trữ máy biến áp tập trung trong mạng lưới thành phố và khả năng thay thế một máy biến áp bị hỏng trong vòng 24 giờ.

Việc cung cấp điện cho người tiêu dùng b1, b2 và l1, l2 được thực hiện bằng các đường dây vòng có điện áp 0,4 kV nối TP1 và TP2, cũng như TP2 và TP3.

Các đường viền có điện áp 0,4 kV chứa một thiết bị phân phối đặc biệt, cái gọi là điểm kết nối (P1, P2), thiết kế cung cấp khả năng lắp đặt cầu chì trên các đường dây phù hợp với nó.

Ở chế độ bình thường, mạng phân phối có điện áp 0,4 kV tại điểm kết nối được mở và mỗi trạm biến áp cung cấp cho khu vực riêng của mạng. Trong các điều kiện này, các mặt cắt ngang của dây từ các đường dây có điện áp 6-20 kV và 0,4 kV và công suất của máy biến áp được chọn.

Các tham số đã chọn được kiểm tra thêm trong các điều kiện do vi phạm chế độ thông thường. Vì vậy, mặt cắt đường dây có điện áp 6-20 kV phải đảm bảo dẫn toàn bộ công suất của các trạm biến áp đấu nối vào đường dây vòng, tương tự chọn mặt cắt đường dây 0,4 kV, I E. mặt cắt ngang của dây phải đảm bảo tất cả nguồn điện được kết nối với đường đồng mức có điện áp 0,4 kV đi qua (trong ví dụ của chúng tôi, đây là nguồn điện của người tiêu dùng a1 và a2, hoặc l1 và l2, hoặc b1 và b2 ). Mặt cắt ngang của các đầu vào cho người dùng c2 được lấy theo các điều kiện cung cấp điện cho người dùng này, một đầu vào tại một thời điểm trong trường hợp khẩn cấp, đầu vào thứ hai bị ngắt kết nối.

Công suất của các máy biến áp trong trạm biến áp được chọn có tính đến lối thoát thay thế của các máy biến áp lân cận khỏi hoạt động và lượng điện dư thừa cho người tiêu dùng chỉ được cung cấp bởi các đường dây 0,4 kV. Vì vậy, trong trường hợp hỏng máy biến áp TP2, tải tiêu dùng b2 sẽ nhận điện từ TP1 sau khi lắp cầu chì F11 và tải tiêu dùng l1 — từ TP3 sau khi lắp cầu chì F17.Trường hợp máy biến áp TP3 bị sự cố, phụ tải tiêu dùng l2 nhận điện từ TP2, đồng thời ngắt tải d1 trong thời gian sửa chữa hoặc thay thế máy biến áp TP3 bị hỏng.

Do đó, công suất của máy biến áp TP1 phải được xác định có tính đến nhu cầu cung cấp cho người tiêu dùng b2 và công suất của máy biến áp TPZ — có tính đến nhu cầu cung cấp cho người tiêu dùng l1.

Công suất của máy biến áp TP2 phải được xác định có tính đến nhu cầu cung cấp tải điện lớn nhất của người tiêu dùng b1 và l2 (xem Hình 1). Công suất dự trữ của máy biến áp được xác định bởi cấu hình của mạng điện áp 0,4 kV và về nguyên tắc có thể lắp đặt máy biến áp trong trạm biến áp với công suất như vậy, đủ để đáp ứng nhu cầu của tất cả người dùng máy biến áp bị ngắt kết nối Trạm biến áp. Tuy nhiên, trong trường hợp này, chi phí xây dựng mạng sẽ tăng mạnh.

Nếu cầu chì được lắp đặt tại điểm đấu nối P1, thì đường dây vòng 0,4 kV sẽ được đóng lại và các máy biến áp (nếu đáp ứng điều kiện vận hành song song) sẽ được đấu nối với nhau vận hành song song thông qua mạng 0,4 kV. Trong trường hợp này, mạng được gọi là nửa kín. Trong một mạng như vậy, mức độ tổn thất năng lượng là tối thiểu, chất lượng năng lượng được cung cấp cho người dùng được cải thiện và độ tin cậy của mạng tăng lên.

Như có thể thấy từ hình. 1, các máy biến áp chỉ kết nối với một đường dây có điện áp 6-20 kV được đưa vào để vận hành song song.Máy biến áp cũng có thể được kết nối để vận hành song song, nguồn điện được cung cấp bởi các đường dây phân phối 6-20 kV khác nhau chỉ xuất phát từ một nguồn, để tránh cấp điện cho điểm ngắn mạch trong mạng 6-20 kV thông qua điện áp 0,4 kV từ một Máy biến áp vận hành song song trong mạch máy biến áp 0,33 kV phải lắp đặt thiết bị tự động cấp điện ngược.

Khi mạng có điện áp 0,4 kV hoạt động ở chế độ đóng, các cầu chì có dòng định mức nhỏ hơn hai đến ba bậc so với trên các đoạn chính của đường dây 0,4 kV và trạm biến áp được lắp đặt tại các điểm đấu nối.

Nếu phần của đường dây vòng 0,4 kV bị hỏng, chẳng hạn như tại điểm K1 (xem Hình 1), cầu chì P1 và cầu chì của đầu đường dây này trong TP1 bị đứt. Đồng thời, người dùng tiếp tục nhận được nguồn điện từ TP2. Việc xác định vị trí và xác định bản chất của lỗi, cũng như chuyển mạch cần thiết trong mạng, được thực hiện bởi nhân viên bảo trì.

Cơm. 2. Mạch vòng của mạng điện áp 6 - 20 kV và 0,4 kV

Trong trường hợp không có cầu chì P1 trong mạng kín có điện áp 0,4 kV và sự cố ở điểm K1, cầu chì của các phần chính của đường vòng trong TP1 và TP2 sẽ bị đứt, do đó việc cung cấp điện cho người tiêu dùng sẽ bị đứt bị gián đoạn.

Trong sơ đồ thể hiện trong hình. 1, việc mất từng thành phần của mạng có liên quan đến việc mất điện của từng người dùng. Trong trường hợp có sự cố, chẳng hạn như ở đầu đường dây có điện áp 6-20 kV từ CPU1, đường dây này cùng với TP1 và TP2 sẽ bị ngắt bởi rơle bảo vệ ở phía CPU1.Đồng thời, cầu chì P1 bị cháy, dẫn đến việc cấp điện cho các hộ tiêu thụ do TP1 và TP2 cung cấp bị gián đoạn.

Sau khi xác định và định vị khu vực bị lỗi, bộ ngắt P1 bật và đường vòng lặp nhận nguồn từ CPU2, do đó khôi phục nguồn cho TP1 và TP2.

Nếu máy biến áp bị hỏng ở bất kỳ trạm biến áp nào, cầu chì ở phía 6-20 kV và cầu chì của các điểm kết nối sẽ bị đứt. Hệ quả là nguồn điện cung cấp cho các hộ tiêu thụ do TP cung cấp bị gián đoạn.

Lưu ý rằng vị trí mở bình thường của đường vòng 6-20 kV (bộ ngắt kết nối P1) được tiết lộ do kết quả tính toán dựa trên tổn thất năng lượng hoặc công suất tối thiểu trong mạch mạng. Chúng ta hãy lưu ý các tính năng của việc xây dựng các mạng khép kín có điện áp 0,4 kV, được sử dụng rộng rãi ở nước ngoài. Sự hiện diện của một mạng kín với điện áp 0,4 kV đảm bảo hoạt động song song của tất cả các máy biến áp trong mạng.

Lưới phân phối 6-20 kV nên thực hiện với các đường dây hướng tâm được cấp điện một chiều. Việc dự phòng các phần tử mạng riêng lẻ trong trường hợp hỏng hóc của chúng được thực hiện tự động thông qua mạng kín 0,4 kV, đồng thời cung cấp điện liên tục cho người tiêu dùng trong trường hợp hỏng hóc đường dây và máy biến áp 6-20 kV, cũng như đường dây 0,4 kV, tùy thuộc vào phương pháp được áp dụng để bảo vệ chúng (Hình 3).

Cơm. 3. Lưới kín cấp điện áp 0,4 kV không sử dụng bảo vệ

Khi bảo vệ các đường dây kín 0,4 kV bằng cầu chì, người tiêu dùng bị ngắt kết nối trong trường hợp đường dây bị hư hỏng.Nếu việc bảo vệ mạng dựa trên nguyên tắc tự hủy tại điểm hỏng do cáp bị cháy và lớp cách điện của nó bị cháy ở cả hai bên, giống như trong các mạng đóng kín đầu tiên của Hoa Kỳ, thì tính liên tục của việc cung cấp điện cho người tiêu dùng sẽ chỉ bị xáo trộn trong trường hợp có sự cố: ở đầu vào 0,4 kV cho họ.

Nguyên tắc bảo vệ được chỉ định đã được chứng minh là có thể chấp nhận được nhất đối với các mạng có cáp một lõi với lớp cách điện nhân tạo được đặt trong các khối. Trong các mạng có cáp bốn lõi với lớp cách điện bằng giấy dầu được sử dụng ở nước ta, việc áp dụng nguyên tắc này gặp nhiều khó khăn.

Tự hủy tại điểm sự cố là do hồ quang xảy ra tại điểm ngắn mạch bị dập tắt sau một vài khoảng thời gian do sự hình thành của một lượng lớn khí không ion hóa được giải phóng trong quá trình đốt cháy lớp cách điện của cáp và điện áp thấp của mạng, không thể duy trì cầu vồng.

Việc dập tắt hồ quang đáng tin cậy xảy ra ở điện áp 0,4 kV và dòng điện qua hồ quang 2,5-18 A. Tại nơi hư hỏng, cáp bị cháy, các đầu của nó được mã hóa bằng một khối cách điện cáp thiêu kết. Tuy nhiên, khi công suất ngắn mạch tăng lên và tình trạng đứt cáp trở nên tồi tệ hơn trong các mạng của Mỹ, các thiết bị chống sét (cầu chì thô) bắt đầu được sử dụng, định vị phần bị hư hỏng trong quá trình dập tắt hồ quang kéo dài tại vị trí đứt cáp .

Không giống như mạch vòng, việc lựa chọn các tham số của các phần tử mạng riêng lẻ được thực hiện theo trạng thái cung cấp điện của tất cả người dùng ở chế độ bình thường và sau chế độ khẩn cấp, xảy ra trong mạng khi các phần tử của nó bị hỏng.

Mặt cắt ngang của đường dây có điện áp 0,4 kV và công suất của máy biến áp phải được xác định có tính đến phân phối dòng trong mạng kín và được kiểm tra trong các điều kiện của chế độ khẩn cấp khi đường dây phân phối là một và 6-20 kV đầu ra từ làm việc cùng với máy biến áp. Đồng thời, công suất truyền tải của đường dây và công suất của máy biến áp còn lại trong dịch vụ phải đủ để đảm bảo hoạt động của tất cả người dùng mạng mà không bị hạn chế nguồn điện trong chế độ khẩn cấp. Mặt cắt ngang của các đường dây có điện áp 6-20 kV cũng phải được xác định, có tính đến việc ngừng hoạt động của các đường dây 6-20 kV khác.

Mạng có điện áp 0,4 kV được đóng mà không sử dụng bảo vệ. Mạng 6-20 kV bao gồm các đường dây phân phối riêng biệt L1 và L2. Ở phía 0,4 kV của máy biến áp, các thiết bị cấp nguồn ngược tự động được lắp đặt, các thiết bị này sẽ tắt trong trường hợp có sự cố trong mạng 6-20 kV (đường dây hoặc máy biến áp) và cấp điện cho vị trí sự cố từ đường dây L2 không bị hư hỏng thông qua máy biến áp và mạng kín có điện áp 0,4 kV. Máy chỉ được tắt khi hướng của dòng năng lượng bị đảo ngược.

Trong trường hợp sự cố của đường dây phân phối có điện áp 6-20 kV tại điểm K1, đường dây L1 bị ngắt khỏi phía bộ xử lý. Các máy biến áp kết nối với đường dây này được ngắt kết nối khỏi mạng 0,4 kV bằng các thiết bị cấp nguồn ngược tự động được lắp đặt trong trạm biến áp ở điện áp 0,4 kV. Theo cách này, vị trí của sự cố được khoanh vùng và việc cung cấp cho người tiêu dùng 0,4 kV được thực hiện bởi L2 và TP3.

Trong trường hợp có sự cố tại điểm K2 của mạng có điện áp 0,4 kV, vị trí sự cố phải tự hủy do cháy cáp và việc cung cấp điện chỉ có thể bị gián đoạn trong trường hợp có sự cố ở đầu vào của thiết bị. người tiêu dùng.

Do việc sử dụng hiện tượng đốt cháy tự phát của cáp bốn lõi có lớp cách điện tẩm nhớt gặp phải những khó khăn đáng kể, nên các thiết bị cấp nguồn ngược tự động với cầu chì chọn lọc, được lắp đặt trên tất cả các đường dây 0,4 kV, bắt đầu được sử dụng để bảo vệ mạng.

Nếu đường dây 0,4 kV bị hỏng, cầu chì lắp ở hai đầu của đường dây này sẽ nổ và việc cung cấp điện cho người tiêu dùng kết nối với đường dây này bị gián đoạn. Do khối lượng ngắt kết nối của người tiêu dùng nhỏ, nên việc kết hợp các thiết bị cấp nguồn ngược tự động với cầu chì khi có mạng kín với điện áp 0,4 kV là phổ biến nhất ở các thành phố châu Âu.

Mạng kín có điện áp 0,4 kV được sử dụng ở nước ta và nước ngoài với nguồn điện từ một nguồn duy nhất. Điều này cho phép sử dụng thiết bị đơn giản nhất của thiết bị tự động có công suất ngược. Khi một mạng kín được cung cấp bởi các nguồn khác nhau và điện áp trên các bus của một trong các bộ xử lý giảm trong thời gian ngắn, hướng của dòng điện qua các máy điện ngược sẽ thay đổi. Cái sau bị tắt, do đó tất cả các TP được liên kết với nguồn này đều bị tắt.

Trong trường hợp này, các bộ ngắt mạch cung cấp ngược phải được trang bị các thiết bị đóng lại tự động hoạt động tùy thuộc vào mức điện áp ở phía thứ cấp của máy biến áp.Khi điện áp được khôi phục, các thiết bị cấp nguồn ngược tự động tắt sẽ tự động được bật và mạch kín của mạng được khôi phục. Một recloser tự động làm phức tạp thêm các cầu dao điện phía sau vì cần có một bộ truyền động ngắt không khí tự động và một rơle điện áp chuyên dụng. Do đó, các mạch lưới kín được cung cấp bởi các nguồn khác nhau đã không phổ biến.

Mạng khép kín với điện áp 0,4 kV cung cấp nguồn điện đáng tin cậy hơn cho người tiêu dùng, giảm tổn thất điện năng trong mạng và chất lượng điện áp tốt hơn cho người tiêu dùng. Do mạng như vậy được cung cấp từ một nguồn duy nhất nên nó chỉ có thể được sử dụng để cung cấp cho người tiêu dùng loại II.

Trên cơ sở mạch kín của mạng có điện áp 0,4 kV, bản sửa đổi của nó đã được phát triển, cung cấp khả năng lắp đặt bổ sung các công tắc chuyển tự động (ATS) trong mạng có điện áp 6-20 kV, thành phần ban đầu của đó là các thiết bị sao lưu tự động. Trong trường hợp này, mạng 0,4 kV được bảo vệ bằng cầu chì.