Esquemas de alimentación para usuarios de la segunda categoría.

Para garantizar un suministro confiable de consumidores de energía de categoría II, el esquema de red debe tener elementos de respaldo que se ponen en funcionamiento (después de la falla de los elementos principales) por el personal de servicio. En este caso, puede haber reducción directa de líneas de 6-20 kV, transformadores y líneas de 0,4 kV, así como reducción mutua de elementos individuales de la red (transformadores a través de una red de 0,4 kV, exceso de líneas de 6-50 kV y transformadores a través de un 0,4 kV).

Por tanto, el principio básico de construcción de una red de distribución para el suministro de receptores de categoría II consiste en una combinación de líneas en bucle de 6-20 kV que proporcionan alimentación bidireccional a cada centro de transformación y líneas en bucle de 0,4 kV conectadas a uno o varios centros de transformación. subestaciones eléctricas. También se permite el uso de esquemas automatizados (multihaz, dos haces) si su uso aumenta los costos reducidos de la red eléctrica de la ciudad en no más del 5%.

Esquemas típicos de suministro de energía para plantas industriales.

El circuito mostrado en la fig.1, prevé la posibilidad de alimentación bidireccional de la subestación transformadora por una red con una tensión de 6-20 kV y bujes de 0,4 kV, conectada a líneas de contorno con una tensión de 0,4 kV, y está destinada a alimentar receptores de las categorías II y III.

Figura 1. Esquema de potencia para consumidores de categoría II (esquema de red 6-20 kV y 0,4 kV)

La potencia de los centros de transformación se selecciona con reserva en el caso de alimentación de consumidores conectados a líneas de bucle de 0,4 kV que salen de un centro de transformación, es decir la potencia del transformador debe ser suficiente para asegurar una reducción limitada del suministro de los consumidores.

La red de 0,4 kV puede operar en modo cerrado y por lo tanto los transformadores de la subestación transformadora se encontrarán operando en paralelo a lo largo de la red de 0,4 kV. En este caso, el suministro de energía de la subestación transformadora a través de las líneas de 6-20 kV debe realizarse desde una fuente, y se instalan dispositivos automáticos de potencia inversa en el circuito del transformador de 0,4 kV.

En la Fig. Líneas de distribución de 1 lazo con una tensión de 0,4 kV Categoría II Receptores de potencia (a1, a2, b1, b2, l1, l2). Los receptores de categoría III (c1, d1) se alimentan de líneas radiales no redundantes o entradas separadas a las mismas.

Para el suministro del usuario de categoría II, c2 tiene dos entradas de TP2, y para los usuarios a1 y a2, una línea de una fuente (TP1). Tal esquema de suministro de energía es permisible si existe una reserva centralizada de transformadores en la red de la ciudad y la posibilidad de reemplazar un transformador dañado dentro de las 24 horas.

El suministro de energía para los consumidores b1, b2 y l1, l2 se realiza mediante líneas de bucle con un voltaje de 0,4 kV que conectan TP1 y TP2, así como TP2 y TP3.

Las líneas de contorno con un voltaje de 0,4 kV contienen un dispositivo de distribución especial, el llamado punto de conexión (P1, P2), cuyo diseño brinda la posibilidad de instalar fusibles en líneas adecuadas para ello.

En modo normal, la red de distribución con una tensión de 0,4 kV en el punto de conexión está abierta y cada centro de transformación alimenta su propia zona de la red. En estas condiciones, se seleccionan las secciones transversales de los cables de las líneas con un voltaje de 6 — 20 kV y 0,4 kV y la potencia de los transformadores.

Los parámetros seleccionados se verifican más bajo las condiciones que resultan de las violaciones del modo normal. Así, la sección de líneas con tensión de 6-20 kV debe asegurar el paso de toda la potencia de los centros de transformación conectados a la línea del bucle, de igual forma se selecciona la sección de líneas de 0,4 kV, es decir. la sección transversal de los cables debe garantizar el paso de toda la potencia conectada a la línea de contorno con una tensión de 0,4 kV (en nuestro ejemplo, estas son las potencias de los consumidores a1 y a2, o l1 y l2, o b1 y b2 ). La sección transversal de las entradas al usuario c2 se toma de acuerdo a las condiciones de suministro de energía para este usuario, una entrada a la vez en caso de emergencia, la segunda se desconecta.

La potencia de los transformadores en la subestación transformadora se selecciona teniendo en cuenta la salida alternativa de operación de los transformadores vecinos y el excedente de potencia a los consumidores alimentados únicamente por líneas de 0,4 kV. Entonces, en caso de falla del transformador TP2, la carga del consumidor b2 debe recibir energía de TP1 después de la instalación del fusible F11, y la carga del consumidor l1, de TP3 después de la instalación del fusible F17.En caso de falla del transformador TP3, la carga del consumidor l2 recibe energía de TP2 y la carga d1 se desconecta durante el período de reparación o reemplazo del transformador dañado TP3.

Por lo tanto, la potencia del transformador TP1 debe determinarse teniendo en cuenta la necesidad de alimentar al consumidor b2, y la potencia del transformador TPZ, teniendo en cuenta la necesidad de alimentar al consumidor l1.

La potencia del transformador TP2 debe determinarse teniendo en cuenta la necesidad de alimentar la mayor de las cargas de potencia de los consumidores b1 y l2 (ver Fig. 1). La potencia de reserva del transformador está determinada por la configuración de la red de tensión de 0,4 kV, y en principio es posible instalar transformadores en el centro de transformación con dicha potencia, que sería suficiente para satisfacer las necesidades de todos los usuarios del transformador desconectado. subestaciones En este caso, sin embargo, el costo de construir la red aumentará considerablemente.

Si se instala un fusible en el punto de conexión P1, la línea de bucle de 0,4 kV se cerrará y los transformadores del transformador (si cumplen la condición de funcionamiento en paralelo) se conectarán entre sí mediante funcionamiento en paralelo a través de una red de 0,4 kV. En este caso, la red se denomina semicerrada. En tal red, el nivel de pérdidas de energía es mínimo, la calidad de la energía entregada al usuario mejora y la confiabilidad de la red aumenta.

Como puede verse en la fig. 1, se incluyen transformadores conectados a una sola línea con un voltaje de 6-20 kV para operación en paralelo.También se pueden conectar transformadores para operación en paralelo, cuya potencia es proporcionada por diferentes líneas de distribución de 6-20 kV que parten de una sola fuente, para evitar alimentar un punto de cortocircuito en una red de 6-20 kV a través de una tensión de 0,4 kV de un transformador de funcionamiento en paralelo en los circuitos de transformadores de 0,33 kV, se deben instalar dispositivos automáticos de potencia inversa.

Cuando una red con una tensión de 0,4 kV opera en modo cerrado, se instalan fusibles con una corriente nominal de dos a tres pasos menos que en las secciones principales de una línea de 0,4 kV y una subestación transformadora en los puntos de conexión.

Si se daña el tramo de la línea de bucle de 0,4 kV, por ejemplo en el punto K1 (ver Fig. 1), se queman el fusible P1 y el fusible de la cabeza de esta línea en TP1. Al mismo tiempo, el usuario continúa recibiendo energía de TP2. La localización y determinación de la naturaleza de la falla, así como la conmutación necesaria en la red, la lleva a cabo el personal de servicio.

Arroz. 2. Circuito de bucle de una red con un voltaje de 6 — 20 kV y 0,4 kV

En ausencia del fusible P1 en una red cerrada con un voltaje de 0,4 kV y una falla en el punto K1, los fusibles de las secciones principales de la línea de bucle en TP1 y TP2 deberían fundirse, por lo que el suministro de electricidad a los consumidores se interrumpe

En el diagrama que se muestra en la fig. 1, la pérdida de cada elemento de la red está asociada con un corte de energía de los usuarios individuales. En caso de falla, por ejemplo, en la cabecera de una línea con un voltaje de 6-20 kV desde la CPU1, esta línea, junto con TP1 y TP2, se desconecta por protección de relé en el lado de la CPU1.Al mismo tiempo, el fusible P1 se quema, como resultado, se interrumpe el suministro de energía a los consumidores alimentados por TP1 y TP2.

Después de identificar y ubicar el área con falla, el interruptor P1 se enciende y la línea del bucle recibe energía de la CPU2, restaurando así la energía a TP1 y TP2.

Si en alguna de las subestaciones transformadoras se daña el transformador, se funden los fusibles del lado 6-20 kV y los fusibles de los puntos de conexión. Como resultado, se interrumpe el suministro de energía a los consumidores suministrados por TP.

Tenga en cuenta que la ubicación de la apertura normal de la línea de bucle de 6-20 kV (seccionador P1) se revela como resultado del cálculo basado en las pérdidas mínimas de potencia o energía en el circuito de red. Observemos las características de la construcción de redes cerradas con un voltaje de 0,4 kV, que se utilizan ampliamente en el extranjero. La presencia de una red cerrada con una tensión de 0,4 kV garantiza el funcionamiento en paralelo de todos los transformadores de la red.

La red de distribución de 6-20 kV deberá realizarse con líneas radiales con alimentación unidireccional. La redundancia de elementos de red individuales en caso de falla se lleva a cabo automáticamente a través de una red cerrada de 0.4 kV. Al mismo tiempo, se proporciona suministro de energía ininterrumpido a los consumidores en caso de falla de líneas y transformadores de 6-20 kV, así como Líneas de 0,4 kV, según el método adoptado para su protección (Fig. 3).

Arroz. 3. Red cerrada con tensión de 0,4 kV sin utilizar protección

Al proteger líneas cerradas de 0,4 kV con fusibles, los consumidores se desconectan en caso de daños en las propias líneas.Si la protección de la red se basaba en el principio de autodestrucción en el punto de fallo por quemado del cable y quemado de su aislamiento por ambos lados, como sucedía en las primeras redes ciegamente cerradas de EE.UU., entonces la la continuidad del suministro de energía a los consumidores se vería perturbada solo en caso de avería: a las entradas de 0,4 kV para ellos.

El principio de protección indicado demostró ser más aceptable para redes con cables de un solo núcleo con aislamiento artificial colocado en bloques. En redes con cables de cuatro hilos con aislamiento de papel-aceite utilizados en nuestro país, la aplicación de este principio crea dificultades.

La autodestrucción en el punto de falla se debe al hecho de que el arco que se produce en el punto de cortocircuito se extingue después de varios períodos debido a la formación de una gran cantidad de gases no ionizados liberados durante la combustión del aislamiento del cable y el bajo voltaje de la red, que no es capaz de mantener el arcoíris.

La extinción confiable del arco ocurre con un voltaje de 0,4 kV y una corriente a través del arco de 2,5-18 A. En el lugar del daño, el cable se quema, sus extremos se codifican con una masa sinterizada del aislamiento del cable. Sin embargo, a medida que aumentaba la potencia de cortocircuito y empeoraban las condiciones de quemado de los cables en las redes americanas, se empezaron a utilizar pararrayos (fusibles gruesos), localizando la sección dañada durante un proceso prolongado de extinción del arco en el lugar de la falla del cable.

A diferencia del circuito de bucle, la selección de los parámetros de los elementos individuales de la red se realiza de acuerdo con el estado de suministro de energía de todos sus usuarios en los modos normal y posterior a la emergencia, que ocurren en la red cuando sus elementos están dañados.

La sección transversal de las líneas con una tensión de 0,4 kV y la potencia de los transformadores debe determinarse teniendo en cuenta la distribución del flujo en una red cerrada y verificarse en las condiciones del modo de emergencia cuando las líneas de distribución son una y 6-20 kV Salida de trabajo junto con transformadores. Al mismo tiempo, la capacidad de transporte de las líneas y la potencia de los transformadores que permanezcan en servicio deberán ser suficientes para asegurar el funcionamiento de todos los usuarios de la red sin limitar su potencia durante el modo de emergencia. También se debe determinar la sección de las líneas con una tensión de 6-20 kV, teniendo en cuenta el desmantelamiento de otras líneas de 6-20 kV.

La red con una tensión de 0,4 kV se cierra sin utilizar protección. La red de 6-20 kV consta de líneas de distribución separadas L1 y L2. En el lado de 0,4 kV de los transformadores, se instalan dispositivos de inversión automática de energía, que se apagan en caso de falla en la red de 6-20 kV (líneas o transformadores) y alimentar el lugar de la falla desde la línea L2 no dañada a través de un transformador y una red cerrada con una tensión de 0,4 kV. La máquina se apaga solo cuando se invierte la dirección del flujo de energía.

En caso de falla de la línea de distribución con un voltaje de 6-20 kV en el punto K1, la línea L1 se desconecta del lado del procesador. Los transformadores conectados a esta línea se desconectan de la red de 0,4 kV mediante dispositivos automáticos de inversión de potencia instalados en el centro de transformación a una tensión de 0,4 kV. De esta forma se localiza la ubicación de la falta y se realiza la alimentación de los consumidores de 0,4 kV por L2 y TP3.

En caso de falla en el punto K2 de la red con una tensión de 0,4 kV, el lugar de la falla debe autodestruirse debido a la quema del cable, y la fuente de alimentación puede interrumpirse solo en caso de falla en las entradas a la consumidor.

Dado que el uso del fenómeno de combustión espontánea de un cable de cuatro núcleos con aislamiento de impregnación viscosa encontró importantes dificultades, los dispositivos automáticos de inversión de energía con fusibles selectivos, que están instalados en todas las líneas de 0,4 kV, comenzaron a usarse para proteger la red.

Si se daña la línea de 0,4 kV, los fusibles instalados en sus extremos se funden y se interrumpe el suministro de energía a los consumidores conectados a esta línea. Dado que el volumen de desconexiones de los consumidores es pequeño, la combinación de dispositivos automáticos de potencia inversa con fusibles en presencia de una red cerrada con un voltaje de 0,4 kV es más común en las ciudades europeas.

Las redes cerradas con un voltaje de 0,4 kV se utilizan en nuestro país y en el extranjero con energía de una sola fuente. Esto permite el uso del dispositivo más simple de un dispositivo automático con potencia inversa. Cuando una red cerrada es alimentada por diferentes fuentes y una disminución a corto plazo en el voltaje en los buses de uno de los procesadores, la dirección del flujo de energía a través de las máquinas de potencia inversa cambia. Estos últimos están apagados, por lo que todos los TP asociados a esta fuente están apagados.

En este caso, los interruptores automáticos de alimentación inversa deben estar equipados con dispositivos de recierre automático que operen dependiendo del nivel de tensión en el lado secundario de los transformadores.Cuando se restablece el voltaje, los dispositivos de potencia inversa automática apagados se encienden automáticamente y se restablece el circuito cerrado de la red. Un reconectador automático complica enormemente los interruptores automáticos de potencia traseros porque se requiere un actuador de cierre de aire automático y un relé de voltaje dedicado. Por lo tanto, los circuitos de red cerrada alimentados por diferentes fuentes no han ganado preponderancia.

La red cerrada con un voltaje de 0,4 kV brinda un suministro de energía más confiable a los consumidores, reduce las pérdidas de electricidad en la red y mejora la calidad del voltaje para los consumidores. Dado que dicha red se alimenta de una sola fuente, solo se puede utilizar para abastecer a los consumidores de categoría II.

Sobre la base de un circuito cerrado de una red con un voltaje de 0,4 kV, se desarrolló su modificación, previendo la instalación adicional de interruptores de transferencia automática (ATS) en una red con un voltaje de 6-20 kV, el elemento inicial de que es dispositivos automáticos de copia de seguridad. En este caso, la red de 0,4 kV está protegida por fusibles.