Электрические сети представляют собой сложный технологический комплекс, обеспечивающий надежное энергоснабжение потребителей. Эффективность функционирования энергосистемы в значительной степени определяется рациональностью построения схем распределительных устройств подстанций, которые должны обеспечивать бесперебойность электроснабжения и удобство эксплуатации.

К первичным схемам подстанций предъявляются основные требования:

— соответствие эксплуатационным режимам объекта электроэнергетики;

— обеспечение ремонтопригодности всех компонентов системы;

— возможность автономного технического обслуживания элементов;

— читаемость однолинейных схем для анализа переключений;

— обеспечение независимости действий персонала;

— гарантированная надежность выполнения функциональных назначений всеми элементами сети.

В современной российской энергосистеме преобладает применение схемы, характеризующейся подключением каждого присоединения через индивидуальный выключатель к одиночной секции шин. Данная схема получила широкое распространение благодаря своей технологической простоте и относительно низким капитальным затратам на реализацию. Однако, несмотря на очевидные преимущества в части простоты эксплуатации, данная схема демонстрирует существенные ограничения в гибкости управления распределением, а также имеет определенные недостатки в части обеспечения ремонтопригодности оборудования.

Структурная схема системы с одиночными шинами представлена на рисунке 1. Анализ эксплуатационных характеристик данной схемы показывает, что ее применение может быть ограничено в условиях необходимости к повышенной ремонтопригодности оборудования.

Рис. 1. Структурная схема одиночной системы шин

Проведенный анализ схемы с одиночной системой шин позволяет выделить ряд эксплуатационных преимуществ [1]:

— экономическая эффективность. Реализация данного решения требует меньших капиталовложений и сокращает сроки проектирования и строительства распределительных устройств;

— оперативная простота. Минимизирован риск ошибочных действий персонала при эксплуатации и выполнении переключений;

— визуальная наглядность. Схема обеспечивает простоту восприятия и снижает вероятность оперативных ошибок, способных привести к технологическим нарушениям.

К существенным эксплуатационным ограничениям рассматриваемой схемы следует отнести:

— низкая надежность электроснабжения. Отключение вводного питания приводит к полному обесточиванию всех присоединений;

— ограниченная гибкость управления. Наличие единственного пути протекания тока затрудняет перераспределение энергетических потоков;

— — уязвимость при авариях. Возникновение короткого замыкания на секции шин вызывает отключение всех потребителей.

Экономически и технически оправданным решением части указанных проблем является применение секционного выключателя, позволяющего разделить нагрузки [2]. Данное усовершенствование обеспечивает:

— снижение нагрузочной способности токопроводов шин за счет разделения секций распределительного устройства;

— локализацию отключений при повреждениях на шинах, сокращая количество одновременно отключаемых линий электропередачи.

Следует отметить, что ключевая проблема ограниченной маневренности при управлении перетоками электроэнергии не находит решения в рамках данной модификации схемы. Визуализация рассмотренной схемы с секционированием представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Схема с секционированием шин

Применение двух систем шин обеспечивает возможность ремонтных работ на любой из них без прекращения электроснабжения потребителей. Время перерыва ограничивается продолжительностью переключений.

Шинные соединительные выключатели позволяют осуществлять все необходимые коммутации между системами шин. Важной особенностью является возможность использования шинного выключателя для замены выключателя присоединения [1], что повышает гибкость эксплуатации.

Комплексный подход к проектированию, включающий выбор схемы РУ, способ включения подстанции и оптимальное размещение оборудования, позволяет повысить эффективность эксплуатации и технического обслуживания высоковольтных сетей.

Литература:

1. Александров, Г. Н. Электрические аппараты высокого напряжения / Г. Н. Александров, А. И. Афансаьев. — 2-е изд., перераб. — СПб.: СПбГТУ, 2000. — 503 с. — Текст: непосредственный;
2. Демидов, А. М. Техническое обслуживание и ремонт электроустановок: справочник / А. М. Демидов, М. В. Петров. — М.: Энергоатомиздат, 2012. — 213 с. — Текст: непосредственный.