Схема электрических соединений подстанции 110kV

На ранних подстанциях 110 kV со стороны питания обычно применялась схема «внутреннего соединения шин», при которой питающая сторона в большинстве случаев использовала «внутреннюю мостовую схему» (часто встречается на конкретной подстанции 220 kV, где шины 110 kV разных трансформаторов использовались в конфигурации двустороннего питания «в одном направлении»). Это предполагало установку двух трансформаторов, причём на стороне 10 kV применялась схема одной секционированной системы шин. К преимуществам относились упрощённая схема соединений, удобство эксплуатации, простота автоматического переключения (АВР) — для питающей стороны двух трансформаторов требовалось всего три выключателя. Кроме того, шины со стороны питания не требовали отдельной защиты (они охватываются дифференциальной защитой трансформатора), а капиталовложения были меньше. Однако существовали и ограничения: к каждой системе шин мог подключаться только один трансформатор, что ограничивало развитие подключаемой нагрузки 10 kV. Более того, при работе одного трансформатора половину подстанции приходилось отключать, что создавало риск полного обесточивания подстанции при отказе оборудования в другой половине.

Для увеличения мощности подстанции и повышения надёжности электроснабжения на промежуточном этапе развития подстанций 110 kV применялась схема «расширенного внутреннего соединения шин», при которой питающая сторона в основном использовала «расширенную мостовую схему». Это предполагало установку трёх трансформаторов, причём электроснабжение подстанции осуществлялось по двум «боковым шинам» от разных шин 110 kV двустороннего питания в одном направлении от определённой подстанции 220 kV и по одной «средней шине» от одностороннего питания другого направления от другой подстанции 220 kV. На стороне 10 kV по-прежнему применялась схема одной секционированной системы шин, причём сторону 10 kV среднего трансформатора целесообразно было секционировать на секции A и B. Такой подход увеличивал количество отходящих линий для нагрузки 10 kV и позволял при отключении среднего трансформатора перераспределять его нагрузку на два других трансформатора. Однако он сопровождался сложностью эксплуатации и автоматического переключения и требовал больших капиталовложений.

По мере расширения городских территорий, нехватки земли и резкого роста потребности в электроэнергии возникла острая необходимость дальнейшего увеличения мощности подстанций и повышения надёжности электроснабжения. Современное решение для подстанций 110 kV предусматривает главным образом схему одной секционированной системы шин со стороны питания, при этом четыре трансформатора подключаются к разным шинам (два средних трансформатора перекрёстно подключаются к вышестоящему источнику питания). На стороне 10 kV применяются соединения секций A и B с восемью секционированными системами шин, образующими «кольцевую схему», питаемую от четырёх трансформаторов. Такая конструкция увеличивает количество отходящих линий для нагрузки 10 kV и повышает надёжность электроснабжения за счёт перекрёстного подключения двух средних трансформаторов на стороне 110 kV к вышестоящему источнику, что обеспечивает бесперебойное электроснабжение восьмисекционной системы шин на стороне 10 kV даже при отключении одной из шин 110 kV. Однако недостатками являются необходимость установки устройств защиты на шинах 110 kV, высокая первоначальная стоимость и сложность эксплуатации.