Тяговые ПС по надежности электроснабжения приравниваются к потребителям первой категории и должны обеспечиваться двусторонним питанием. При выборе схемы должен решаться вопрос о комплексном электроснабжении электрифицируемых железных дорог и всех других потребителей в прилегающем районе.
Питание тяговых ПС осуществляется от одноцепных или двухцепных линий электропередачи 110 кВ (при электрификации на переменном токе — также и 220 кВ), сооружаемых для этой цели, как правило, вдоль железной дороги. Присоединение этих так называемых тяговых линий электропередачи в свою очередь осуществляется к расположенным вблизи железных дорог или вновь сооружаемым ПС 500–220 кВ.
Выбор схемы электроснабжения должен производиться на основании технико-экономического сравнения возможных вариантов в зависимости от следующих факторов:
расстояния между источниками питания;
нагрузки тяговых и районных потребителей и динамики их развития;
количества тяговых и районных ПС;
конкретных условий в энергосистеме (наличия тех или иных напряжений питающей сети, необходимости использования тяговых линий электропередачи в качестве сетевых связей и т. п.).
При наличии развитой распределительной сети 110–220 кВ в районе железной дороги, что имеет место на большей части обжитой территории страны, отдельные тяговые ПС могут получать питание непосредственно от районных ПС энергосистемы или присоединяться к существующей сети.
Требования к схемам присоединения к сети тяговых ПС сводятся к следующему:
по двухцепной тупиковой ВЛ рекомендуется питание одной тяговой ПС; присоединение к этой ВЛ других ПС, не питающих тягу, не допускается;
при питании двух тупиковых параллельных одноцепных ВЛ от разных секций системы сборных шин допускается присоединение к этим ВЛ в рассечку двух тяговых ПС;
при присоединении ПС к одноцепной ВЛ с двусторонним питанием (рис. 4.17, б) между двумя узловыми ПС допускается включение не более пяти промежуточных ПС для ВЛ 220 кВ при электрификации дороги на переменном и постоянном токе и ВЛ 110 кВ при электрификации на постоянном токе и не более трех ПС для ВЛ 110 кВ при электрификации дороги на переменном токе;
к двухцепной ВЛ с двусторонним питанием допускается присоединение одной тяговой ПС на ответвлениях к обеим цепям;
от двух одноцепных ВЛ с двусторонним питанием (рис. 4.17, в) между двумя узловыми ПС включается такое же количество промежуточных ПС, как и от двухцепных ВЛ;
для тяговых ПС, присоединяемых на ответвлениях или питаемых по двухцепным тупиковым ВЛ, принимается типовая схема электрических соединений 4Н (рис. 4.8, табл. 4.4), а для промежуточных ПС, включаемых в рассечку одноцепных и двухцепных ВЛ — типовые схемы 5Н и 5АН.
При прохождении в особо гололедных районах тяговые ВЛ и ответвления от них выполняются на одноцепных опорах независимо от схем питания тяговых ПС; на тяговых ВЛ, проходящих в районе с гололедными условиями и наблюдавшейся пляской проводов, должны предусматриваться мероприятия по плавке гололеда.
На слабозагруженных участках железных дорог (до 24 пар поездов в сутки) допускается обеспечение надежности питания тяговых ПС как потребителей II категории: одностороннее питание тяговых ПС, питание тяговых ПС от одной секционированной ВЛ при условии подключения смежных ПС к разным секциям ВЛ, подключение ПС к питающей ВЛ отпайкой с помощью одного ввода с выключателем.
Схема электроснабжения электрифицируемой железной дороги должна быть тесно увязана со схемой электроснабжения районных потребителей. От тяговых ПС осуществляется также электроснабжение районных потребителей в пределах экономически целесообразного радиуса действия сетей 35–10 кВ.
Возможные варианты электроснабжения районных потребителей от тяговых ПС приведены на рис. 4.18. На тяговых ПС постоянного тока обычно устанавливаются трансформаторы напряжением 110/10 кВ. Тяговые трансформаторы в блоке с выпрямительными агрегатами подключаются к шинам 10 кВ. Питание районных потребителей может осуществляться от общих двух- или трехобмоточных трансформаторов.
Питание района от тяговых ПС переменного тока с высшим напряжением 110 кВ может осуществляться от трехобмоточных тяговых трансформаторов или от отдельных трансформаторов.
Если для электроснабжения района требуется одно питающее напряжение, наиболее целесообразна схема питания от третьей обмотки тяговых трансформаторов. При наличии существующей районной нагрузки на двух напряжениях может оказаться более экономичным вариант питания тяговых и районных потребителей от отдельных трансформаторов. Эффективность схемы раздельного питания возрастает в случаях, когда для питания тяги можно ограничиться установкой одного трансформатора, а также когда тяговая ПС сооружается вблизи действующей районной ПС. Для тяговых ПС переменного тока с высшим напряжением 220 кВ целесообразно питание районной и тяговой нагрузок от общих трехобмоточных трансформаторов или АТ 220/110/25 кВ (при наличии нагрузки на напряжении 110 кВ).
Электрификация на переменном однофазном токе обуславливает появление несимметричного напряжения в сети общего пользования, присоединенной к тяговой ПС. При превышении допустимых значений несимметрии на тяговых ПС должны устанавливаться фильтрующие устройства.
4.7. Схемы внешнего электроснабжения магистральных нефтепроводов и газопроводов
Магистральные нефтепроводы и газопроводы как потребители электроэнергии имеют те же особенности, что и электрифицированные железные дороги: протяженный характер с близкими значениями нагрузок нефтеперекачивающих станций (НПС) нефтепроводов и КС газопроводов, расположенных примерно на равных расстояниях одна от другой, а также высокие требования к надежности электроснабжения.
Подстанции, питающие НПС магистральных нефтепроводов, располагаются, как правило, на расстоянии 40–50 км одна от другой, а КС магистральных газопроводов — на расстоянии 80–90 км.
На насосных установках НПС используется электрический привод, на газоперекачивающих агрегатах КС — электрический или газотурбинный привод. При газотурбинном приводе электрические нагрузки КС незначительны, электроснабжение осуществляется от ближайших ПС сети на напряжении 10—110 кВ или от электростанции малой мощности, установленной на КС. На электроприводных КС электрические нагрузки достаточно велики; для электроснабжения КС требуется сооружение сетей напряжением 110–330 кВ.
Выбор типа привода на КС выполняется на основе совместного рассмотрения технологической части и схемы внешнего электроснабжения. Поэтому разработку этой схемы обычно выполняют для двух вариантов привода.
Категорийность отдельных электроприемников НПС и КС и категорийность указанных объектов в целом в отношении обеспечения надежности электроснабжения принимаются в соответствии с табл. 4.6.
Таблица 4.6
Окончание табл. 4.6
Подстанции при НПС и КС должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников. Головные НПС и электроприводные КС должны питаться не менее чем по двум одноцепным ВЛ независимо от их протяженности; газотурбинные КС допускается питать по двухцепным ВЛ, за исключением головных КС, а также КС, расположенных в особо гололедных, заболоченных и труднодоступных районах.
Требования к схемам присоединения ПС для электроснабжения НПС и КС к разным конфигурациям сети состоят в следующем:
к двум одноцепным тупиковым ВЛ, питающим ПС при НПС и КС, относящихся к 1-й категории по требованиям надежности, допускается присоединение трех, а относящихся ко 2-й категории, — четырех ПС, включая ПС прочих потребителей;
к двухцепной тупиковой ВЛ допускается присоединение двух ПС, в том числе не более одной, питающей НПС или КС; ответвление от ВЛ выполняется на двухцепных опорах;
при присоединении к одноцепной ВЛ с двусторонним питанием число промежуточных ПС между узловыми не должно превышать трех, включая ПС, питающие прочих потребителей (рис. 4.17, а), при этом ПС при НПС и КС должны присоединяться одноцепными, а прочие могут присоединяться двухцепными заходами ВЛ;
к двухцепной ВЛ с двусторонним питанием на участке между двумя соседними узловыми ПС допускается присоединение до пяти ПС с учетом последовательности чередования их присоединения (рис. 4.17, б); при этом ПС при НПС и КС должны подключаться одноцепными заходами ВЛ.
Для ПС при НПС и КС, присоединяемых на ответвлениях или питаемых по двухцепным тупиковым ВЛ, должна применяться типовая схема электрических соединений 4Н (рис. 4.8), а для промежуточных ПС, включаемых в рассечку одноцепных и двухцепных ВЛ, — схемы 5Н, 5АН.
