Vorteile und Nachteile der Doppel-Schienensysteme in Umspannwerken

Vorteile und Nachteile der Doppelbusbar-Konfiguration in Umspannwerken

Ein Umspannwerk mit Doppelbusbar-Konfiguration verwendet zwei Sätze von Busbars. Jede Stromquelle und jede Ausgangsleitung ist über einen Schaltkreis und zwei Abschalter an beide Busbars angeschlossen, sodass entweder Busbar als Arbeits- oder Ersatzbusbar dienen kann. Die beiden Busbars sind über einen Buskoppel-Schaltkreis (bezeichnet als Buskupplung, QFL) verbunden, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

I. Vorteile der Doppelbusbar-Verbindung

• Flexible Betriebsarten. Es kann sowohl mit beiden Busbars gleichzeitig betrieben werden, indem die Stromquellen und Ausgangsleitungen gleichmäßig zwischen den beiden Busbars verteilt und der Buskoppel-Schaltkreis geschlossen wird; alternativ kann es auch als einzelne Busbar mit Teilung betrieben werden, indem der Buskoppel-Schaltkreis geöffnet wird.

• Während der Wartung einer Busbar können die Stromquellen und Ausgangsleitungen weiterhin ohne Unterbrechung des Stromversorgens für die Kunden betrieben werden. Zum Beispiel, wenn Bus I gewartet werden muss, können alle Leitungen auf Bus II übertragen werden – dies wird allgemein als „Busübertragung“ bezeichnet. Die spezifischen Schritte lauten wie folgt:

• Zuerst prüfen, ob Bus II in gutem Zustand ist. Dazu schließen Sie die Abschalter auf beiden Seiten des Buskoppel-Schaltkreises QFL, dann schließen Sie QFL, um Bus II zu laden. Wenn Bus II intakt ist, fahren Sie mit den nächsten Schritten fort.

• Übertragen Sie alle Leitungen auf Bus II. Zuerst entfernen Sie den DC-Steuersicherungsschutz von QFL, dann schließen Sie nacheinander die Bus-II-Seiten-Busabschalter aller Leitungen und öffnen die Bus-I-Seiten-Abschalter.

• Installieren Sie den DC-Steuersicherungsschutz von QFL erneut, dann öffnen Sie QFL und seine Abschalter auf beiden Seiten. Bus I kann nun außer Betrieb genommen werden, um gewartet zu werden.

• Bei der Wartung des Busabschalters einer beliebigen Leitung muss nur diese Leitung deenergisiert werden. Zum Beispiel, um den Busabschalter QS1 zu warten, öffnen Sie zunächst den Schaltkreis QF1 der Ausgangsleitung WL1 und seine Abschalter auf beiden Seiten, dann übertragen Sie die Stromquelle und alle anderen Ausgangsleitungen auf Bus I. QS1 ist dann vollständig von der Stromquelle isoliert und kann sicher gewartet werden.

• Im Falle eines Fehlers an Bus I können alle Leitungen schnell wiederhergestellt werden. Wenn ein Kurzschlussfehler an Bus I auftritt, treten automatisch die Schaltkreise aller Stromquelle-Leitungen aus. In diesem Fall öffnen Sie die Schaltkreise aller Ausgangsleitungen und ihre Bus-I-Seiten-Abschalter, schließen die Bus-II-Seiten-Busabschalter aller Leitungen und schließen dann die Schaltkreise aller Stromquellen und Ausgangsleitungen – so können alle Leitungen auf Bus II schnell wiederhergestellt werden.

• Bei der Wartung eines beliebigen Leitungsschaltkreises kann der Buskoppel-Schaltkreis vorübergehend für ihn eingesetzt werden. Nehmen wir zum Beispiel die Wartung von QF1, die Ablaufschritte sind: Übertragen Sie zunächst alle anderen Leitungen auf die andere Busbar, sodass QFL und QF1 über die Busbar in Reihe verbunden sind. Dann öffnen Sie QF1 und seine Abschalter auf beiden Seiten, trennen die Verkabelung an beiden Enden von QF1 und brücken die Lücke mit einem temporären stromführenden „Jumper“. Nächster Schritt: Schließen Sie die Abschalter auf beiden Seiten des Jumpers und den Buskoppel-Schaltkreis QFL. So wird die Ausgangsleitung WL1 nun durch QFL gesteuert. Während dieses Prozesses erlebt WL1 nur eine kurze Stromunterbrechung. Ähnlich, wenn bei einem im Betrieb befindlichen Leitungsschaltkreis eine Abnormität (z.B. Fehler, Fehlfunktion oder verbotene Operation) festgestellt wird, können alle anderen Leitungen auf die andere Busbar übertragen werden, um eine Reihenstromversorgungskette mit QFL und dem defekten Schaltkreis über die Busbar zu bilden. Dann wird QFL geöffnet, gefolgt vom Öffnen der Abschalter auf beiden Seiten des defekten Schaltkreises, um diesen außer Betrieb zu nehmen.

• Einfache Erweiterung. Die Doppelbusbar-Konfiguration ermöglicht eine Erweiterung auf jeder Seite, ohne die Verteilung der Stromquelle und der Last auf den Busbars zu beeinträchtigen. Erweiterungsarbeiten verursachen keine Ausfälle in bestehenden Leitungen.

II. Nachteile der Doppelbusbar-Verbindung

• Während der Busübertragungsoperation müssen alle Laststromleitungen mit Abschaltern umgeschaltet werden, was das Verfahren komplex und anfällig für Bedienungsfehler macht.

• Ein Fehler an Bus I führt zu einer kurzen Totalausfallzeit aller Eingangs- und Ausgangsleitungen (während der Busübertragungsphase).

• Wenn ein beliebiger Leitungsschaltkreis gewartet wird, erfordert diese Leitung entweder eine vollständige Stromunterbrechung oder eine kurze Unterbrechung (vor der Ersatzfunktion des Buskoppel-Schaltkreises).

• Eine große Anzahl von Busabschaltern ist erforderlich, und die erhöhte Busbar-Länge macht die Schaltanordnung komplexer, was zu höheren Investitionskosten und einem größeren Raumbedarf führt.

Anwendungsbereich:

• Für 6 kV-Schaltanlagen, wenn der Kurzschlussstrom hoch ist und Reaktoren an den Ausgangsleitungen erforderlich sind;

• Für 35 kV-Schaltanlagen mit mehr als 8 Ausgangsleitungen;

• Für 110 kV bis 220 kV-Schaltanlagen mit mehr als 5 Ausgangsleitungen.