סכימות כוח למשתמשים בקטגוריה השנייה

על מנת להבטיח אספקה ​​אמינה של צרכני אנרגיה מקטגוריה II, על ערכת הרשת לכלול רכיבי גיבוי המופעלים (לאחר כשל של האלמנטים העיקריים) על ידי צוות השירות. במקרה זה, תיתכן הפחתה ישירה של קווים 6-20 קילו וולט, שנאים וקווי 0.4 קילו וולט, כמו גם הפחתה הדדית של רכיבי רשת בודדים (שנאים דרך רשת 0.4 קילו וולט, עודף של קווים 6-50 קילו וולט ושנאים באמצעות א. 0.4 קילו וולט).

לפיכך, העיקרון הבסיסי של בניית רשת הפצה לאספקת מקלטי קטגוריה II מורכב משילוב של קווי לולאה 6-20 קילו וולט המספקים אספקה ​​דו כיוונית לכל תחנת משנה וקווי לולאה 0.4 קילו וולט המחוברים לתחנות שנאי אחת או שונות. תחנות כוח. מותר גם להשתמש בתכניות אוטומטיות (רב-אלומות, דו-אלומות) אם השימוש בהן מגדיל את העלויות המופחתות של רשת החשמל העירונית בשיעור של לא יותר מ-5%.

תוכניות אספקת חשמל אופייניות למפעלים תעשייתיים

המעגל המוצג באיור.1, מספקת אפשרות לאספקת חשמל דו כיוונית של תחנת המשנאים על ידי רשת במתח של 6-20 קילו וולט ותותבים של 0.4 קילו וולט, המחוברת לקווי מתאר במתח של 0.4 קילו וולט, ומיועדת להנעת מקלטים. של קטגוריות II ו-III.

איור 1. ערכת חשמל לצרכנים מקטגוריה II (ערכת רשת 6-20 קילו וולט ו-0.4 קילו וולט)

הספק של תחנות השנאים נבחר עם רזרבה במקרה של הזנת צרכנים המחוברים לקווי לולאה 0.4 קילו וולט היוצאים מתחנת משנה שנאי אחת, כלומר. הספק השנאי חייב להיות מספיק כדי להבטיח צמצום מוגבל באספקת הצרכנים.

רשת ה-0.4 קילו-וולט יכולה לפעול במצב סגור ולכן יימצאו השנאים של תחנת המשנה של השנאים פועלים במקביל על פני רשת ה-0.4 קילו-וולט. במקרה זה, אספקת החשמל של תחנת המשנה דרך קווי 6-20 קילו וולט חייבת להתבצע ממקור אחד, והתקני כוח הפוך אוטומטיים מותקנים במעגל השנאי 0.4 קילו וולט.

באיור. קווי חלוקה של לולאה 1 עם מתח של 0.4 קילו וולט מקלטי חשמל מקטגוריה II (a1, a2, b1, b2, l1, l2). מקלטי קטגוריה III (c1, d1) מוזנים מקווים רדיאליים לא יתירים או מכניסות נפרדות אליהם.

לאספקת משתמש קטגוריה II, ל-c2 יש שתי כניסות מ-TP2, ולמשתמשים a1 ו-a2 - קו ממקור אחד (TP1). ערכת אספקת חשמל כזו מותרת אם יש רזרבה מרכזית של שנאים ברשת העירונית ואפשרות להחליף שנאי פגום בתוך 24 שעות.

אספקת החשמל לצרכנים b1, b2 ו-l1, l2 מתבצעת על ידי קווי לולאה עם מתח של 0.4 קילו וולט המחברים בין TP1 ו- TP2, כמו גם TP2 ו- TP3.

קווי מתאר במתח של 0.4 קילו וולט מכילים התקן הפצה מיוחד, מה שנקרא נקודת חיבור (P1, P2), שעיצובו מספק את האפשרות להתקין נתיכים בקווים המתאימים לו.

במצב רגיל, רשת ההפצה עם מתח של 0.4 קילו וולט בנקודת החיבור פתוחה וכל תחנת משנה של שנאי מספקת אזור משלה ברשת. בתנאים אלה, נבחרים חתכים של חוטים מקווים במתח של 6 - 20 קילו וולט ו-0.4 קילו וולט והספק השנאים.

הפרמטרים שנבחרו נבדקים עוד יותר בתנאים הנובעים מהפרות מצב רגיל. אז, חתך קווים עם מתח של 6-20 קילו וולט חייב להבטיח את מעבר כל הכוח של תחנות המשנאים המחוברות לקו הלולאה. באופן דומה, החתך של קווי 0.4 קילו וולט נבחר, כְּלוֹמַר חתך החוטים חייב להבטיח את מעבר כל הכוח המחובר לקו המתאר במתח של 0.4 קילו וולט (בדוגמה שלנו, אלו ההספקים של הצרכנים a1 ו-a2, או l1 ו-l2, או b1 ו-b2 ). החתך של הכניסות למשתמש c2 נלקח בהתאם לתנאי אספקת החשמל של משתמש זה, קלט אחד בכל פעם במקרה חירום, השני מנותק.

הספק השנאים בתחנת המשנאים נבחר תוך התחשבות ביציאה החלופית של שנאים שכנים מהפעלה ועודפי הספק לצרכנים המסופקים רק בקווי 0.4 קילו וולט. אז, במקרה של כשל בשנאי TP2, עומס הצרכן b2 צריך לקבל מתח מ-TP1 לאחר התקנת הנתיך F11, ועומס הצרכן l1 - מ-TP3 לאחר התקנת הנתיך F17.במקרה של כשל בשנאי TP3, עומס הצרכן l2 מקבל מתח מ-TP2, ועומס d1 מנותק לתקופת התיקון או ההחלפה של שנאי TP3 פגום.

לפיכך, יש לקבוע את הספק השנאי TP1 תוך התחשבות בצורך לספק לצרכן b2, ואת הספק השנאי TPZ - תוך התחשבות בצורך באספקת הצרכן l1.

יש לקבוע את הספק השנאי TP2 תוך התחשבות בצורך לספק את העומסים הגדולים ביותר של הצרכנים b1 ו-l2 (ראה איור 1). כוח המילואים של השנאי נקבע על פי תצורת רשת המתח של 0.4 קילו וולט, ובאופן עקרוני ניתן להתקין שנאים בתחנת משנה השנאי בהספק כזה, שיספיק לענות על הצרכים של כל המשתמשים בשנאי המנותק תחנות משנה. אולם במקרה זה, עלות בניית הרשת תעלה בחדות.

אם מותקן נתיך בנקודת החיבור P1, אז קו הלולאה של 0.4 קילו וולט ייסגר ושנאי השנאים (אם הם עומדים בתנאי לפעולה מקבילה) יחוברו זה לזה בפעולה מקבילה דרך רשת 0.4 קילו וולט. במקרה זה, הרשת נקראת חצי סגורה. ברשת כזו רמת הפסדי האנרגיה מזערית, איכות האנרגיה המועברת למשתמש משתפרת ואמינות הרשת עולה.

כפי שניתן לראות מאיור. 1, שנאים המחוברים לקו אחד בלבד עם מתח של 6-20 קילו וולט כלולים לפעולה מקבילה.ניתן לחבר את השנאים גם לפעולה מקבילה, שהכוח שלה מסופק על ידי קווי הפצה שונים של 6-20 קילו וולט שמקורם במקור אחד בלבד, כדי למנוע הזנת נקודת קצר ברשת 6-20 קילו וולט דרך מתח 0.4 קילו וולט מ- שנאי הפעלה מקבילי במעגלים של שנאים 0.33 קילו וולט, יש להתקין התקני כוח הפוך אוטומטי.

כאשר רשת במתח של 0.4 קילו וולט פועלת במצב סגור, מותקנים בנקודות החיבור נתיכים עם זרם נקוב של שניים עד שלושה שלבים פחות מאשר בחלקים הראשיים של קו 0.4 קילו וולט ותחנת משנה שנאי.

אם הקטע של קו הלולאה של 0.4 קילוואט פגום, למשל בנקודה K1 (ראה איור 1), נתיך P1 והפתיל של ראש קו זה ב-TP1 נפלו. במקביל, המשתמש ממשיך לקבל כוח מ-TP2. איתור וקביעת אופי התקלה, כמו גם המיתוג הדרוש ברשת, מתבצע על ידי אנשי שירות.

אורז. 2. מעגל לולאה של רשת עם מתח של 6 - 20 קילו וולט ו-0.4 קילו וולט

בהיעדר נתיך P1 ברשת סגורה עם מתח של 0.4 קילו וולט וכשל בנקודה K1, הנתיכים של הקטעים הראשיים של קו הלולאה ב-TP1 ו-TP2 צריכים לנתק, וכתוצאה מכך אספקת החשמל לצרכנים מופרע.

בתרשים המוצג באיור. 1, אובדן כל רכיב ברשת קשור להפסקת חשמל של משתמשים בודדים. במקרה של תקלה, למשל, בראש קו עם מתח של 6-20 קילו וולט מ-CPU1, קו זה, יחד עם TP1 ו-TP2, מנותק על ידי הגנת ממסר בצד של CPU1.במקביל נשרף הפתיל P1. כתוצאה מכך, אספקת החשמל לצרכנים המסופקים ע"י TP1 ו- TP2 מופרעת.

לאחר זיהוי ואיתור האזור הפגום, מפסק P1 נדלק וקו הלולאה מקבל מתח מ-CPU2, ובכך מחזיר את החשמל ל-TP1 ו-TP2.

במידה והשנאי ניזוק בכל אחת מתחנות השנאים, הנתיכים בצד 6-20 קילו וולט והנתיכים של נקודות החיבור נופלים. כתוצאה מכך, אספקת החשמל לצרכנים המסופקת על ידי TP מופרעת.

שימו לב שמיקום הפתיחה הרגילה של קו הלולאה 6-20 קילו וולט (מנתק P1) מתגלה כתוצאה מהחישוב המבוסס על הפסדי הספק או האנרגיה המינימליים במעגל הרשת. הבה נציין את התכונות של בניית רשתות סגורות במתח של 0.4 קילו וולט, הנמצאות בשימוש נרחב בחו"ל. הנוכחות של רשת סגורה עם מתח של 0.4 קילו וולט מבטיחה את הפעולה המקבילה של כל השנאים ברשת.

רשת ההפצה של 6-20 קילו וולט צריכה להתבצע עם קווים רדיאליים עם אספקת חשמל חד כיוונית. יתירות של רכיבי רשת בודדים במקרה של כשל שלהם מתבצעת באופן אוטומטי דרך רשת סגורה של 0.4 קילו וולט. במקביל, אספקת חשמל רציפה לצרכנים מסופקת במקרה של כשל בקווים ושנאים 6-20 קילו וולט, כמו גם קווי 0.4 קילו וולט, בהתאם לשיטה שננקטה להגנתם (איור 3).

אורז. 3. רשת סגורה במתח של 0.4 קילו וולט ללא שימוש בהגנה

בעת הגנה על קווים סגורים של 0.4 קילו וולט באמצעות נתיכים, הצרכנים מנותקים במקרה של נזק לקווים עצמם.אם ההגנה על הרשת התבססה על עקרון ההרס העצמי בנקודת הכשל עקב שריפת הכבל ושריפת הבידוד שלו משני הצדדים, כפי שהיה ברשתות הסגורות הראשונות של ארה"ב, אזי המשכיות אספקת החשמל לצרכנים תופרע רק במקרה של תקלה: בכניסות 0.4 קילו וולט אליהם.

עקרון ההגנה המצוין הוכח כמקובל ביותר עבור רשתות עם כבלים חד-ליביים עם בידוד מלאכותי המונחים בבלוקים. ברשתות עם כבלים ארבע ליבות עם בידוד נייר-שמן המשמשות בארצנו, יישום עיקרון זה יוצר קשיים.

הרס עצמי בנקודת הכשל נובע מכך שהקשת המתרחשת בנקודת הקצר נכבית לאחר מספר תקופות עקב היווצרות כמות גדולה של גזים לא מיוננים המשתחררים במהלך שריפת בידוד הכבל ו. המתח הנמוך של הרשת, שאינה מסוגלת לשמור על הקשת.

כיבוי אמין של הקשת מתרחש במתח של 0.4 קילו וולט וזרם דרך הקשת של 2.5-18 A. במקום הנזק, הכבל נשרף, קצותיו מקודדים במסה סינטרת של בידוד הכבל. עם זאת, ככל שהספק הקצר גדל ותנאי שריפת הכבלים החמירו ברשתות אמריקאיות, החלו להשתמש במעצרים (נתיכים גסים), המאתרים את הקטע הפגוע במהלך תהליך ממושך של כיבוי הקשת במקום תקלת הכבל.

שלא כמו מעגל הלולאה, בחירת הפרמטרים של רכיבי רשת בודדים מתבצעת על פי מצב אספקת החשמל של כל המשתמשים בו במצבי חירום רגילים ואחרי, המתרחשים ברשת כאשר האלמנטים שלה ניזוקים.

יש לקבוע את חתך הקווים במתח של 0.4 קילו וולט ואת הספק השנאים תוך התחשבות בחלוקת הזרימה ברשת סגורה ולבדוק בתנאי מצב חירום כאשר קווי החלוקה הם אחד ו-6-20 קילו וולט. תפוקה מעבודה משותפת עם שנאים. יחד עם זאת, כושר השידור של הקווים והספק השנאים שנותרו בשירות חייב להיות מספיק כדי להבטיח את פעולתם של כל משתמשי הרשת מבלי להגביל את כוחם במצב חירום. כמו כן, יש לקבוע את החתך של קווים במתח של 6-20 קילו וולט, תוך התחשבות בפירוקם של קווים אחרים של 6-20 קילו וולט.

הרשת עם מתח של 0.4 קילו וולט נעשית סגורה ללא שימוש בהגנה. רשת 6-20 קילו וולט מורכבת מקווי חלוקה נפרדים L1 ו-L2. בצד ה-0.4 קילו וולט של השנאים מותקנים התקני כוח הפוך אוטומטיים, אשר מנותקים במקרה של תקלה ברשת 6-20 קילו וולט (קווים או שנאים) ולהזין את מיקום התקלה מהקו הלא פגום L2 דרך שנאי ורשת סגורה במתח של 0.4 קילו וולט. המכונה כבויה רק ​​כאשר כיוון זרימת האנרגיה הפוך.

במקרה של כשל בקו החלוקה במתח של 6-20 קילו וולט בנקודה K1, קו L1 מנותק מצד המעבד. השנאים המחוברים לקו זה מנותקים מרשת ה-0.4 קילו-וולט על-ידי התקני הספק הפוך אוטומטיים המותקנים בתחנת המשנה של השנאים במתח של 0.4 קילו-וולט. באופן זה, מיקום התקלה הוא מקומי ואספקת צרכני 0.4 קילו וולט מתבצעת על ידי L2 ו-TP3.

במקרה של תקלה בנקודה K2 של הרשת במתח של 0.4 קילו וולט, מיקום התקלה חייב להרוס את עצמו עקב שריפת כבל, וניתן להפסיק את אספקת החשמל רק במקרה של תקלה בכניסות ל- צרכן.

מכיוון שהשימוש בתופעת הבעירה הספונטנית של כבל ארבע ליבות עם בידוד הספגה צמיג נתקל בקשיים משמעותיים, החלו להשתמש במכשירי הספק הפוך אוטומטיים עם נתיכים סלקטיביים, המותקנים בכל קווי ה-0.4 קילוואט, להגנה על הרשת.

אם קו ה-0.4 קילו וולט ניזוק, הנתיכים המותקנים בקצותיו נופלים ואספקת החשמל לצרכנים המחוברים לקו זה נקטעת. מכיוון שנפח ניתוקי הצרכן קטן, השילוב של התקני כוח הפוך אוטומטיים עם נתיכים בנוכחות רשת סגורה עם מתח של 0.4 קילו וולט נפוץ ביותר בערים אירופיות.

רשתות סגורות במתח של 0.4 קילו וולט משמשות בארצנו ומחוצה לה עם חשמל ממקור יחיד. זה מאפשר שימוש במכשיר הפשוט ביותר של מכשיר אוטומטי עם כוח הפוך. כאשר רשת סגורה מופעלת על ידי מקורות שונים וירידה קצרת טווח במתח באוטובוסים של אחד המעבדים, כיוון זרימת הכוח דרך מכונות הכוח ההפוך משתנה. האחרונים כבויים, ולכן כל ה-TPs המשויכים למקור זה כבויים.

במקרה זה, מפסקי האספקה ​​ההפוכה חייבים להיות מצוידים בהתקני סגירה אוטומטית הפועלים בהתאם לרמת המתח בצד המשני של השנאים.כאשר המתח משוחזר, מכשירי ההספק האוטומטיים האוטומטיים הכבויים מופעלים אוטומטית והמעגל הסגור של הרשת משוחזר. סגירה אוטומטית מסבכת מאוד את מפסקי החשמל האחוריים מכיוון שנדרשים מפעיל כיבוי אוויר אוטומטי וממסר מתח ייעודי. לכן, מעגלים עם רשת סגורה המופעלים על ידי מקורות שונים לא זכו בשכיחות.

הרשת הסגורה במתח של 0.4 קילו וולט מספקת אספקת חשמל אמינה יותר לצרכנים, הפסדי חשמל מופחתים ברשת ואיכות מתח טובה יותר לצרכנים. מכיוון שרשת כזו מסופקת ממקור יחיד, ניתן להשתמש בה רק כדי לספק לצרכנים מקטגוריה II.

על בסיס מעגל סגור של רשת עם מתח של 0.4 קילו וולט, השינוי שלה פותח, תוך מתן התקנה נוספת של מתגי העברה אוטומטיים (ATS) ברשת עם מתח של 6-20 קילו וולט, האלמנט הראשוני של שהוא מכשירי גיבוי אוטומטיים. במקרה זה, רשת 0.4 קילו וולט מוגנת על ידי נתיכים.