1.4 Выбор схемы электроснабжения

При проектировании схемы электроснабжения предприятия наряду с надежностью и экономичностью необходимо учитывать такие требования, как характер размещения нагрузок на территории предприятия, потребляемую мощность, наличие собственного источника питания.

Двухтрансформаторные подстанции применяются при значительном числе потребителей I и II категории, а также если имеются потребители особой группы. Кроме того, двухтрансформаторные подстанции целесообразны при неравномерном суточном и годовом графиках нагрузки предприятия, при сезонном режиме работы одно- и двухсменных предприятий со значительной разницей загрузки смен. В этих случаях в режимах минимальных нагрузок целесообразно отключать один из двух трансформаторов подстанции, что определяется условиями оплаты за электроэнергию по двухставочному тарифу.

Однотрансформаторные подстанции рекомендуются при полном резервировании потребителей I и II категории по сетям низкого напряжения и для питания потребителей III категории.

В зависимости от установленной мощности приемников электроэнергии шахта «Магнетитовая» относится к объектам средней мощности. Как для предприятия средней мощности, применяем схему электроснабжения с одним приемным пунктом электроэнергии – ГПП. Т. к. имеются потребители I категории (83 %), то предусматриваем секционирование шин на ГПП и питание секций по двум отдельным линиям.

Применяем схему глубокого ввода. Такая схема характеризуется максимально возможным приближением высшего напряжения к электроустановкам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов.

Подвод питания электроэнергией осуществляем от сети районной энергосистемы по двум воздушным линиям 110 кВ Тагил – Магнетитовая и Тагил – Районная 2.

В данной схеме электроснабжения в электрическую сеть после ЛЭП включены разъединители типа РНД(З)–110(Б)/1000У1, которые служат для создания видимого разрыва цепи и обеспечивают безопасность работы обслуживающего персонала. В нормальном режиме работы находятся в замкнутом состоянии, а разъединители с заземляющими ножами – отключены в номинальном режиме работы, их включают при производстве ремонтных работ вместо переносных закороток.

В схеме используются несколько видов выключателей, а именно: выключатели со стороны высокого напряжения – воздушные стационарные типа ВВБМ-110Б-31,5/2000У1, расположены на фундаменте и находятся на открытой части подстанции; выключатели со стороны низкого напряжения – вакуумные выкатные типа ВВПЭ-10, которые монтируются на тележках, расположенных в ячейках КРУ, предназначенные для коммутации схемы в любых режимах работы, даже в режиме короткого замыкания. Для отключения цепи сначала отключают выключатели, потом разъединители, включение схемы производится в обратном порядке.

Измерительные трансформаторы тока ТФНД-110М, работающие в режиме близком к КЗ, используются для питания оперативных цепей, цепей измерения, защиты, автоматики, управления и сигнализации, посредством подключения к ним блоков питания тока.

В качестве защиты схемы от атмосферных и коммутационных перенапряжений используются ограничители перенапряжений ОПН-У У1.

Силовые трансформаторы с расщепленной обмоткой низкого напряжения ТРДН – 25000/110, обе обмотки низкого напряжения рассчитаны на 50 % номинальной мощности трансформатора и имеют напряжения 6 кВ. Данные трансформаторы применяются для уменьшения токов КЗ. Они работают в неявном резерве, т. е. оба трансформатора включены в работу и каждый из них загружен на 60 – 80%, чтобы при возможном аварийном или ремонтном режиме один из трансформаторов смог покрыть работу обоих, для обеспечения бесперебойного питания потребителей I категории. Оставшийся в работе трансформатор может быть загружен на 140% не более чем на 5 суток и по 6 часов в сутки.

С низкой стороны силовых трансформаторов в цепь включены измерительные трансформаторы напряжения НКФ-110-58У1, работающие в режиме близком к режиму холостого хода, служащие для питания цепей релейной защиты и цепей измерения, посредством подключения к ним блоков питания напряжения.

Перемычка или мостик обеспечивает гибкость и надежность схемы электроснабжения. В номинальном режиме работы перемычки разомкнуты, то есть линии, трансформаторы, секции шин работают раздельно, что является одним из способов ограничения токов короткого замыкания. Количество перемычек зависит от количества потребителей I категории, в данной используется одна перемычка. Количество потребителей I категории составляет 83%.

Шины являются основной токоведущей частью подстанции. По возможности следует выбирать однополюсные шины. В схеме четыре секции однополюсных шин АТ–80х10, они обеспечивают надёжность и гибкость схемы электроснабжения.

К шинам подключаются ячейки КРУ серии К-98, в которые встроены вакуумные выключатели выкатного типа, разъединители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, предохранители, средства защиты и автоматики. Благодаря преимуществам КРУ они получили широкое распространение на электрических станциях и подстанциях. Преимущества КРУ следующие: большая надежность в работе, безопасность в эксплуатации и обслуживании, взаимозаменяемость отдельных узлов, компактность, экономичность, а также простота монтажных работ. Принципиальная схема подстанции представлена на листе ВКР.140613.451К.21.01.09.Э3.