Цеховые трансформаторные подстанции реферат

Обновлено: 30.06.2024

В цеховых ТП применяются трехфазные силовые трансформаторы с высшим напряжением 6; 10 кВ (реже 20; 35 кВ), с естественным охлаждением, заполненные маслом, негорючей жидкостью (совтолом, что сейчас запрещено) или сухой изоляцией. Трансформаторы могут быть открытого типа (с открытыми изоляторами и расширительным баком), предназначенные для установки в специальной камере или наружной установки; а также закрытого типа для комплектных трансформаторных подстанций (КТП) (с токоведущими частями, закрытыми кожухом, без расширительного бака, с азотной подушкой под небольшим избыточным давлением в корпусе).
Цеховые трансформаторные и преобразовательные подстанции могут быть пристроенными, встроенными или отдельно стоящими. Пристроенной называется подстанция, непосредственно примыкающая к основному зданию, встроенной — вписанная в общий контур здания, внутрицеховой — расположенная внутри производственного здания (открыто или в отдельном закрытом помещении). Подстанции или их части, устанавливаемые в закрытом помещении, относятся к внутренним электроустановкам, а подстанциям, устанавливаемые на открытом воздухе — к наружным.
Для питания однофазной нагрузки применяют трехфазные трансформаторы. При этом необходимо учитывать, что ток в наиболее нагруженной фазе не должен быть более номинального, а нейтраль должна нагружаться:
не более 25 % — при схеме соединения обмоток Y/Y0—12;
не более 40% — при схеме соединения обмоток Y/Z—12;
не более 75 % — при схеме соединения обмоток JX/Y0—11.
В большинстве случаев для цеховых ТП применяют трансформаторы масляные.
Сухие трансформаторы, элегазовые и трансформаторы с негорючей жидкостью в 2 — 2,5 раза дороже масляных, поэтому их применяют только в тех местах, где нельзя установить масляные:
ниже первого этажа более чем на 1 м или выше второго этажа;
в помещениях категории В по пожароопасности (масляные разрешается устанавливать только в помещениях категорий Г и Д).
Сухие трансформаторы также не устанавливают в административных зданиях из-за чрезмерного шума.
Современные комплектные трансформаторные подстанции внутреннего (КТП) и наружного (КТПН) исполнения состоят из следующих основных узлов:
шкафов ввода высшего напряжения (внутренней установки ВВ-1, ВВ-2, ВВ-3 и наружной установки ВВН-1 и ВВН-2);
трансформаторов;
распределительного устройства низшего напряжения.
Схема включения трансформаторов с шкафами ввода высокого напряжения ВВ-1 глухим присоединением показана на рис. 1.7, а, схема включения с шкафами ВВ-2 (соответственно ВВН-1) приведена на рис. 1.7, б, а схема включения с шкафами ВВ-3 (соответственно ВВН-2) — на рис. 1.7, в.
Каждый из группы трансформаторов ЗУР предприятия (цеха), питаемых от распределительной подстанции 4УР и главной понижающей подстанции 5УР, подключается по одной из схем, показанных на рис. 1.7. Но все они вместе могут подключаться по радиальной (рис. 1.8) или магистральной (рис. 1.9) схемам питания.
При радиальной схеме распределения электроэнергии напряжением 6; 10 кВ рекомендуется глухое присоединение трансформатора (блок линия — трансформатор), за исключением следующих случаев:
питание ТП осуществляется от пункта, находящегося в ведении другой организации;
установка отключающего аппарата необходима по условиям защиты (например, газовой или от однофазных коротких замыканий).


Рис. 1.7. Схемы включения трансформаторов КТП (КТПН) в электрическую сеть:
а — с шкафами ВВ-1; б — с шкафами ВВ-2 (ВВН-1); в — с шкафами ВВ-3 (ВВН-2)


Рис. 1.8. Радиальная схема питания трансформаторов ЗУР

При магистральной схеме распределения электроэнергии напряжением 6; 10 кВ установка отключающего аппарата обязательна, за исключением следующих случаев:
магистраль представляет собой воздушную линию и обеспечена достаточная чувствительность ее защиты на головном участке к повреждениям в трансформаторе;
обеспечена необходимая степень резервирования электроприемников (применены схемы двойной магистрали и резервирования на стороне низкого напряжения ТП, т. е. если на двухтрансформаторной подстанции мощность одного трансформатора достаточна для питания электроприемников I и II категорий и установлена отключающая аппаратура со стороны низшего напряжения, а секции шин ТП оборудованы автоматом включения резерва АВР).
На стороне напряжения трансформаторов 6; 10 кВ при необходимости в качестве отключающих аппаратов, как правило, устанавливают шкафы с выключателями нагрузки и предохранителями, а для трансформаторов небольшой мощности (до 250 кВ * А) иногда устанавливают только разъединители.


Рис. 1.9. Магистральная схема питания трансформаторов ЗУР

К одной магистрали обычно подключают 3—4 трансформатора единичной мощностью до 1000 кВ-А, 2— 3 трансформатора единичной мощностью 1000 или 1600 кВ • А. Трансформаторы мощностью 2500 кВ * А, как правило, записывают но радиальным линиям.
Обычно на двухтрансформаторных цеховых подстанциях трансформаторы работают раздельно и применяется одиночная секционированная система шин. АВР на стороне низшего напряжения цеховых ТП, как правило, используется при наличии электроприемников I категории и значительной длине питающих линий от источника питания до ТП.
В ряде случаев трансформаторы на цеховых ТП включаются на параллельную работу для обеспечения пуска и самозапуска крупных электродвигателей, а также для снижения колебаний напряжения при питании электроприемников с резкопеременной или ударной нагрузкой, например в сварочных цехах и т. п. В настоящее время в качестве вновь сооружаемых цеховых подстанций чаще всего используются комплектные ТП с закрытыми трансформаторами (КТП). В зависимости от условий производства КТП располагаются либо в отдельном специальном помещении, либо открыто в цехе с легким ограждением (например, сетчатым), если позволяет окружающая среда.
В связи с ростом удельных нагрузок все большее применение находят КТП с трансформаторами мощностью 1600 и 2500 кВ - А вместо трансформаторов мощностью 1000 кВ-А, что сокращает число трансформаторов с системах электроснабжения, упрощает схему электроснабжения (особенно при напряжении 660 В) и дает значительный экономический эффект.
Суммарная мощность трансформаторов с масляным охлаждением, установленных на каждой цеховой подстанции, не должна превышать 6500 кВ * А (допускается установка не более трех КТП), на втором этаже — 1000 кВ * А, на наружной — 3200 кВ * А. При необходимости большей мощности на цеховых ТП устанавливают трансформаторы с охлаждением негорючей жидкостью (но не совтол!), что упрощает и удешевляет строительную часть и повышает надежность ТП при эксплуатации. На действующих пред-. приятиях имеется много цеховых подстанций старого типа с открытыми трансформаторами, которые установлены в специальных камерах или на открытом воздухе.
Внутрицеховые ТП могут сооружаться только в помещениях с производством категорий Г и Д по пожароопасности, а в помещениях с производством категории В — по специальному разрешению пожарного надзора. Нельзя устанавливать КТП под помещениями с мокрым технологическим процессом (мойками, душевыми и т.п.), без принятия специальных мер против попадания влаги на электрооборудование, например выполнения гидроизоляции потолка КТП, а также под и над помещениями ограниченных размеров (менее помещения подстанции), в которых может длительно (более 1 ч) находиться значительное число людей (более 50 чел.). В качестве цеховых подстанций, как правило, используют КТП, обеспечивающие возможность производства индустриального монтажа независимо от готовности строительно-монтажных работ в целом по цеху. В последнее время стали выпускать объемные КТП.


Рис. 1.10. Компоновка КТП:
однотрансформаторной встроенного типа; б — двухтрансформаторной пристроенного типа; в — двухтрансформаторной, отдельно стоящей


Рис. 1.11. Встроенная ТП с двухтрансформаторной КТП:
ВУСП — выпрямительное устройство сети постоянного тока; КРУ — комплектное распределительное устройство; ЭПП — электропомещение подстанции; ККУ — коммутационное контрольное устройство

Если основную нагрузку (80. 85%) составляют электроприемники I и II категорий, на ТП должно быть не менее двух трансформаторов. На ТП устанавливается также не менее двух трансформаторов для приемников любой категории надежности, при следующих условиях:
суточный или годовой график нагрузок очень неравномерный, а работа цеха, предприятия односменная или сезонная, т. е. когда выгодно в ненагруженные часы (сезон) отключать один трансформатор;
лимитированы габаритные размеры ТП и оборудования;
возможен дальнейший рост нагрузок, а установка более мощного трансформатора в будущем невыгодна или невозможна.
Цеховые ТП могут иметь три и более трансформаторов в виде исключения в следующих случаях:
при наличии мощных электроприемников, сосредоточенных в одном месте (прокатные станы, компрессорные и т.п.), для обеспечения питания которых недостаточно мощности двух трансформаторов;
если невозможно рассредоточить ТП по условиям окружающей среды или размещения технологического оборудования (некоторые цеха нефтехимических производств, текстильные фабрики);
при раздельном питании силовой и осветительной нагрузок, если их центры близки;
если электроприемники резко различаются по характеру и режиму работы и не могут быть запитаны от общих трансформаторов (например, когда наряду с общей силовой и осветительной нагрузками имеются электросварочные установки значительной мощности).
Мощность трансформатора необходимо выбирать с таким расчетом, чтобы его загрузка соответствовала наиболее экономичному режиму, который в значительной степени зависит от стоимости потерь электроэнергии. Рекомендуются следующие степени загрузки трансформаторов цеховых ТП:
0,65. 0,75 в случае преобладания электроприемников I и II категорий и наличии двух и более трансформаторов;
ОД. 1,0 в случае преобладания электроприемников II и III категорий и наличии одного трансформатора;
0,9. 0,95 в случае преобладания II и III категорий и наличии двух трансформаторов.
При напряжении 380 В и плотности нагрузки до 0,3 кВА/м2 целесообразно применять трансформаторы мощностью до 1000 кВ • А, а при плотности нагрузки 0,3. 0,5 кВА/м2 — трансформаторы мощностью 1000 или 1600 кВ-А. При плотности нагрузки более 0,5 кВА/м2 технико-экономически определяют, какой мощности целесообразно применять трансформатор: 1600 или 2500 кВ * А.
Мощность трансформаторов цеховых ТП выбирается по значениям максимальных нагрузок суточного графика с учетом компенсации их реактивной мощности, резервирования в послеаварийном режиме потребителей I и II категорий по шинам на 0,4; 0,66 кВ ТП или перемычки на 0,4; 0,66 кВ между соседними подстанциями с пропускной способностью 15. 20% от Sp,а также с учетом перегрузочной способности трансформаторов в послеаварийном режиме.
Трансформаторы цеховых ТП с ударной резкопеременной нагрузкой выбираются по максимальной расчетной нагрузке на основании специальных расчетов.
Порядок выбора цеховых трансформаторов следующий:
определяется Sp или Рр любым способом, изложенным ранее, с учетом компенсации реактивной мощности на стороне низкого напряжения;
намечаются стандартные мощности трансформаторов для данной ТП (в основном в диапазоне 400. 1600 кВ - А) и их число в зависимости от общей мощности нагрузки, категории электроприемников и удельной плотности нагрузки;
для двухтрансформаторных и резервированных однотрансформаторных подстанций проверяется коэффициент загрузки трансформаторов и ЛЭП в нормальном и послеаварийном режимах.
В послеаварийном режиме для трансформаторов допускаются перегрузки в зависимости от охлаждения и эквивалентной температуры окружающего воздуха, а также от продолжительности работы с перегрузкой в течение суток. Эти перегрузки определяются по паспорту, а более точно — по суточным графикам нагрузки за характерные сутки (зимние и летние). При проверке загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме следует иметь в виду, что на период ликвидации аварии разрешается отключать часть потребителей III категории.
Число трансформаторов Nrpсвязано с расчетной нагрузкой Sp и их номинальной мощностью следующим образом:
где кзлр— коэффициент загрузки трансформатора; ЭЦ — экономически целесообразная номинальная мощность трансформатора.
Реактивная мощность QTp,протекающая через один трансформатор, определяется по условию минимума потерь активной мощности без участия активных сопротивлений кабельных линий с напряжением сети 10 кВ для группы из н трансформаторов (например, одного цеха) с одинаковой номинальной мощностью.

В практике проектирования и эксплуатации выбор трансформаторов ЗУР чаще производится под естественный коэффициент мощности. Это объясняется меньшей надежностью компенсирующих устройств по сравнению с трансформаторами, а также требованиями по отключению компенсирующих устройств по режимным условиям энергосистемы.

Предлагаемое учебное пособие является второй частью пособия по курсовому проектированию [6].

В первой главе рассмотрено конструктивное исполнение цеховых подстанций, а также выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности.

Вторая глава посвящена выбору напряжения и схемы распределительной сети предприятия.

Третья глава посвящена расчету токов короткого замыкания.

В четвертой главе изложены вопросы выбора электрических аппаратов и токоведущих частей.

В пятой главе описано конструктивное исполнение цеховых сетей, а также рассмотрен выбор цехового электрооборудования на напряжение до 1000 В.

Шестая глава посвящена вопросам компенсации реактивной мощности в сетях общего назначения до 1000 В и выше 1000 В.

Пособие содержит некоторые справочные данные, необходимые для расчетов, а также примеры расчета.

Правила оформления пояснительной записки и чертежей, а также график выполнения курсового проекта изложены в [14, 15].

ЦЕХОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ

Цеховые трансформаторные подстанции (ЦТП) предназначены для приема электрической энергии на напряжении 6−35 кВ, понижения напряжения до 0,4 кВ и распределения электроэнергии между потребителями энергии (ПЭ) и электроприемниками (ЭП).

Все ЦТП в зависимости от конструкции и степени защиты от окружающей среды делят на стационарные, монтируемые на месте строительства, и комплектные, которые полностью изготавливаются на заводах и крупными блоками монтируются на промышленных предприятиях.

Комплектные трансформаторные подстанции выполняют для внутренней (КТП) и наружной установки (КТПН). При проектировании следует отдавать предпочтение комплектным трансформаторным подстанциям, обеспечивающим большую надежность и сокращение сроков строительства. КТП комплектуют автоматическими воздушными выключателями, установленными на выкатных тележках (рис. 1.1, 1.2) [1].

Рис. 1.1. Принципиальная однолинейная схема к КТП
а
б
в
Рис. 1.2. Варианты возможной компоновки КТП: а − с одним трансформатором и линейным размещением шкафов; б − с двумя трансформаторами и линейным размещением шкафов; в − с двумя трансформаторами и П-образным размещением шкафов; 1 − шкаф ввода высокого напряжения; 2 − шкаф ввода в РУ-0,4 кВ; 3 − шкаф с секционным выключателем; 4 − шкаф (стойка) с отходящими линиями; Т, Т1, 2 − силовые трансформаторы

В КТП используют силовые трансформаторы типа ТМЗ, ТМФ (табл. 1.1, 1.2) [2].

Шкаф ввода высокого напряжения может содержать или не содержать коммутационно-защитные аппараты в зависимости от схемы подключения КТП к межцеховой сети.

При радиальных схемах питания трансформатора применяют глухое присоединение питающего кабеля к трансформатору. При магистральной схеме питания трансформатора применяют присоединение через разъединитель (рис. 1.3) [3].

Конструктивно ЦТП подразделяют на внутрицеховые, которые размещают в многопролетных цехах; встроенные в контур цеха, но имеющие выкатку наружу; пристроенные к зданию; отдельно расположенные на территории предприятий (применяют при невозможности размещения внутрицеховых, встроенных или пристроенных подстанций по условиям производства).

Комплектные трансформаторные подстанции внутренней установки 6−10 кВ

Тип Мощность, кВА Состав комплектующего оборудования
Тип
трансформатора шкафа ВН шкафа НН
КТП250-6 и 10/0,4 ТМФ-250/10(6) ШВВ-2 или ВВ-1 ШНВ-2;ШНЛ-7
2КТП250-6 и 10/0,4 2×250 ШНВ-2;ШНЛ-7; ШНС-2
КТП400-6 и 10/0,4 ТМФ-400/10(6) ШНВ-2;ШНЛ-7
2КТП400-6 и 10/0,4 2×400 ШНВ-2;ШНЛ-7; ШНС-2
КТП630-6 и 10/0,4 ТМФ-630/10(6) ШНВ-2;ШНЛ-9
КТП630-6 и 10/0,4 2×630 ШНВ-2;ШНЛ-9; ШНС-1
КТПМ630-6 и 10/0,4 ШНВ-2;ШНЛ-9
2КТПМ630-6 и 10/0,4 2×630 ШНВ-2;ШНЛ-9; ШНС-1
КТП1000 ТМФ-1000/10(6) ШНВ-3; ШНЛ-7; ШНС-3
2КТП1000 2×1000 ШНВ-(1,…5); ШНЛ-(1,…5)
КТП1600 ТМФ(З)-1600/10(6) ШНС-5
2КТП1600 2×1600 ШНВ-(1,…5), ШНЛ-(1,…9)
КТП2500 ТМФ-2500/10(6) ШНВ-(1,…5); ШНЛ-(1,…5)
2КТП2500 2×2500 ШНС-1

Технические данные трансформаторов цеховых подстанций

Тип Sном, кВА Напряжение обмотки Потери, кВт Uк.з, % Iхх, %
ВН НН Рхх Рк.з
Трансформаторы масляные без регулирования напряжения под нагрузкой
ТМ-25/6-10 6; 10 0,4 0,17 0,6 4,5 3,2
ТМ-40/6-10 6; 10 0,4 0,24 0,88 4,5 3,0
ТМ-63/6-10 6; 10 0,4 0,36 1,28 4,5 2,8
ТМ-100/6-10 6; 10 0,4 0,49 1,97 4,5 2,6
ТМ-160/6-10 6; 10 0,4; 0,69 0,73 2,65 4,5 2,4
ТМ-250/6-10 6; 10 0,4; 0,69 0,945 3,7 4,5 2,3
ТМ-400/6-10 6; 10 0,4; 0,69 1,2 5,5 5,5 2,1
ТМ-630/6-10 6; 10 0,4; 0,69 1,56 8,5 5,5 2,0
Трансформаторы для комплектных подстанций
ТМ-1000/6-10 6; 10 0,4 2,45 12,2 5,5 1,4
ТМ-1600/6-10 6; 10 0,4; 0,69 3,3 5,5 1,3
ТМ-2500/6-10 6; 10 0,4; 0,69 4,6 5,5 1,0
ТСЗ-160/6-10 6; 10 0,23; 0,4; 0,69 0,7 2,7 5,5 4,0
ТСЗ-250/6-10 6; 10 0,23; 0,4; 0,69 1,0 3,8 5,5 3,5
ТСЗ-630/6-10 6; 10 0,4; 0,69 2,0 7,3 5,5 1,5

Окончание табл. 1.2

ТСЗ-1000/6-10 6; 10 0,4; 0,69 3,0 11,2 5,5 1,5
ТСЗ-1600/6-10 6; 10 0,4; 0,69 4,2 5,5 1,5
ТМЗ-630/6-10 6; 10 0,4 2,3 8,5 5,5 3,2
ТМЗ-1000/6-10 6; 10 0,4 2,45 12,2 5,5 1,4
ТМЗ-1600/6-10 6; 10 0,4 3,3 5,5 1,3
ТМФ-160/6-10 6; 10 0,4; 0,69 0,51 3,1 4,5 2,4
ТМФ-250/6-10 6; 10 0,4; 0,69 0,74 4,2 4,5 2,3
ТМФ-400/6-10 6; 10 0,4; 0,69 0,95 5,9 4,5 2,1
ТМФ-630/6-10 6; 10 0,4; 0,69 1,31 8,5 5,5
а б в г
Рис. 1.3. Основные схемы подключения цеховых ТП: а − глухое присоединение; б, в, г − присоединение ТП через коммутационные аппараты (ВН − выключатель нагрузки, Р − разъединитель, ВНП − выключатель нагрузки с предохранителем)

Размещают ЦТП на первых этажах. Размещение на других этажах должно подтверждаться технико-экономическим расчетом. В многопролетных цехах большой ширины ЦТП располагают у колонн или возле вспомогательных цеховых помещений так, чтобы не занимать площадей, обслуживаемых кранами. При шаге колонн, недостаточном для размещения между ними подстанций, допускается нахождение одной из колонн в пределах помещения подстанции. При равномерном распределении ЭП с большими нагрузками и насыщенности цеха технологическим оборудованием целесообразно выделять специальный пролет для размещения ЦТП. Их размещают с наибольшим приближением к центру питаемой нагрузки со смещением в сторону источника питания.

Трансформаторы для ЦТП рекомендуется применять с масляным заполнением. При наличии ограничений, регламентируемых Правила устройства электроустановок (ПУЭ) [11], принимают трансформаторы: сухие – для установки на испытательных станциях, в лабораториях, электромашинных помещениях, производственных помещениях с пожароопасными зонами, при установке ниже уровня первого и выше второго этажа, а также в тех случаях, когда недопустима установка масляных трансформаторов по пожарной безопасности; с негорючим жидким диэлектриком – при недопустимости открытого установки масляных трансформаторов по пожарной безопасности и не могут быть установлены сухие трансформаторы, а мест для сооружения помещений подстанций нет.

Шкаф ВН представляет собой блок высоковольтного ввода трех типов: ВВ1 — с глухим присоединением кабеля; ВВ2 — с присоединением кабеля через разъединитель; ВВ3 — с присоединением кабеля через разъединитель и предохранитель. В шкафу находится коммутационно-защитный аппарат КТП, тип которого зависит от мощности трансформатора. Выбор в качестве коммутационного аппарата выключателя нагрузки или… Читать ещё >

Устройство цеховой трансформаторной подстанции ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Содержание

  • Введение
  • 1. Основные схемы электрических соединений цеховых подстанций
  • 2. Определение числа, типа и мощности трансформаторов цеховых ТП
  • 3. Размещение и компоновка цеховых подстанций
  • 4. Коммутационные аппараты цеховых трансформаторных подстанций
  • Заключение
  • Список литературы

Обычно это применяют в случаях частых переключений и коммутаций в цепях трансформатора и при использовании сложной защиты со стороны высоко напряжения трансформатора. При использовании магистральных схем распределения электроэнергии на уровне напряжения 6— 10 кВ устанавливать отключающий аппарат не обязательно в случаях:

если магистральная сеть выполнена ВЛ и обеспечиваетсянеобходимая чувствительность защиты на главном участке к повреждениям в трансформаторе;

— если обеспечена достаточныйуровень резервирования потребителей (электроприемников) (применение схемы двойной магистрали и резервирования на стороне низкого напряжения ТП;

— если на двухтрансформаторных подстанциях мощность одного трансформатора достаточна для электроснабжения потребителей I и II категорий и установлена определенное отключающее оборудование со стороны низшего напряжения трансформатора, секции шин ТП оборудованы устройствами АВР. Широко применяемые КТП не имеют сборных шин первичного напряжения и отличаются только конструкцией (в зависимости от заводаизготовителя). Они комплектуются из следующих основных элементов:

устройство высокого напряжения — шкаф ВН (рис. 4.4)Рис. 4.4 Устройство ВН — шкаф ВНтрансформатор (рис. 4.5)Рис. 4.5Цеховой трансформатор КТПраспределительное устройство низкого напряжения — шкаф НН с вводным автоматическим выключателем (рис. 4.6);Рис. 4.6шкаф НН с вводным автоматическим выключателем

Шкаф ВН представляет собой блок высоковольтного ввода трех типов: ВВ1 — с глухим присоединением кабеля; ВВ2 — с присоединением кабеля через разъединитель; ВВ3 — с присоединением кабеля через разъединитель и предохранитель. В шкафу находится коммутационно-защитный аппарат КТП, тип которого зависит от мощности трансформатора. Выбор в качестве коммутационного аппарата выключателя нагрузки или разъединителя определяется необходимостью отключения холостого хода трансформатора. Комплектные ТП 6—10 кВ общего назначения для внутренней установки выпускаются одно и двухтрансформаторными с трансформаторами ТМФ, ТМЗ, ТСЗ, НТЗ. Шкала трансформаторов стандартная: 250, 400, 630, 1000, 1600, 2 500 кВ • А.

Все КТП выпускаются с вторичным напряжением 0,4 кВ; модифицированные 2КТПМ10 006 и 2КТПМ250 010 выпускаются на 0,69 кВ. Шкафы низкого напряжения КТП комплектуются шкафами типа КРП, КН, ШНВ, ШНЛ, ШНС, ШН и др. Подстанции с трансформаторами 630 и 1000 кВ • А комплектуются шкафами типа КН, КРН, ШРН с универсальными выкатными (рис. 4.7) выключателями с моторным приводом или без него со следующими схемами заполнения: шкафы ввода — с выводами шин вверх на магистраль и двумя отходящими линиями; шкафы ввода и секционный — с двумя выключателями на отходящих линиях; шкаф отходящих линий — с тремя выключателями [6]. Рис. 4.7 Выкатной выключатель Подстанции с трансформаторами 1 600 и 2 500 кВ • А комплектуются выключателями на вводе, которые отключают соответствующие номинальные токи и токи КЗ.

На отходящих линиях могут устанавливаться выключатели, как и для 1000 кВА.

Заключение

В настоящее время для электроснабжения цехов предприятий трансформаторный подстанции являются важнейшим сегментом в системе электроснабжения как цехов, так и предприятия в целом. В данном реферате был рассмотрен комплекс основных теоретических вопросов о цеховых трансформаторных подстанциях, о способе их подключения к распределительной сети, о том, как необходимо руководствоваться знаниями о конструкции и номинальных паспортных данных трансформатора, чтобы спроектировать систему электроснабжения с оптимальным параметрами. Сегодня на рынке электрооборудования представлено множество вариантов компоновки цеховых трансформаторных подстанций, что в свою очередь оказывает положительный эффект на процесс проектирования трансформаторных подстанций и системы электроснабжения предприятий. В реферате изложены сведения об основных конструктивных элементах современных трансформаторных подстанций, которые необходимо знать для начала изучения, проектирования и работы в сфере энергетики.

Список литературы

М.: Энергоатомиздат, 1985. 220 с.

7.Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. Под ред. А .А. Федорова. — М.: Энергоатомиздат, 1986.

8. Электротехнический справочник: Т. 2, 3/ Под ред. Профессоров МЭИ. 7-е изд.-М.: Энергоатомиздат, 1986, 1989.

Пример готового реферата по предмету: Электротехника

Введение 2

1. Основные схемы электрических соединений цеховых подстанций 3

2. Определение числа, типа и мощности трансформаторов цеховых ТП 10

3.Размещение и компоновка цеховых подстанций 13

4. Коммутационные аппараты цеховых трансформаторных подстанций 18

Список литературы 27

Выдержка из текста

Актуальность темы реферата заключается в том, что трансформаторные подстанции используют для обеспечения электрической энергией районы, которые удалены от основных сетей, создания комфортные условия для жителей сел и городов, работы различного рода техники и оборудования.

В настоящее время созданы методы расчёта и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжений, сечений проводов и жил кабелей.

Обеспечение электроснабжения новых потребителей на этих территориях требует сооружения распределительных сетей среднего и низкого напряжений, связующими элементами которых служат понижающие трансформаторные подстанции (6– 10)/0,4 кВ. Во многих случаях с целью обеспечения требуемой степени надежности электроснабжения такие подстанции выполняются двухтрансформаторными.Целью дипломного проекта является проектирование встроенной трансформаторной подстанции комплекса административных зданий расположенных в Петроградском районе г.

Известно, что недопустимое для данного элемента электрической уста-новки увеличение нагрузки может привести к выходу его из строя. С другой стороны, увеличение номинальной мощности любого элемента и, следователь-но, допустимой для него нагрузки связано с увеличением затрат. Поэтому необходимо уметь выбирать параметры всех устройств системы электроснаб-жения так, чтобы они бесперебойно работали в течение времени, определяемо-го их нормальным сроком службы, при минимальных затратах.

При проведении анализа определен комплекс противоречий, которые определяют необходимость совершенствования системы пожарной безопасности объектов промышленности в современных условиях. Основными являются противоречия между:

Подстанции бывают двух видов: трансформаторные и тяговые подстанции постоянного тока. Целью данного реферата является рассмотрение трансформаторных подстанций, которые необходимо для осуществления преобразования одного уровня напряжения в другой.– рассмотреть общие сведения о трансформаторных подстанциях;

Так как трансформаторы и другое оборудование выбирается по средней нагрузке в наиболее загруженную смену, то для начала построим график нагрузки данной отрасли в графической (рис. 1.1.) и табличной формах (табл. 1.1).

Надежность электроснабжения достигается благодаря бесперебойной работе всех элементов энергосистемы и применению ряда технических устройств, как в системе, так и у потребителей: устройств релейной защиты и автоматики, автоматического ввода резерва (АВР) и повторного включения (АПВ), контроля и сигнализации.

Классифицировать системы контроля трансформаторных подстанций.

Низкое качество электроэнергии приводит помимо прочих не-желательных явлений к увеличению потерь электроэнергии как в электроприемниках, так и в сети. Для обеспечения этого энергетиками создана надежная и экономичная система распределения электроэнергии на всех ступенях применяемого напряжения с максимальным приближением высокого напряжения к потребителям. Применение современного оборудования позволяет значительно снизить затраты на эксплуатацию и одновременно повысить надежность и качество снабжения электроэнергией.

Электрическая тяга является основным потребителем электроэнергии на железнодорожном транспорте. Кроме того, электроэнергия на железных дорогах расходуется на различные технические нужды: освещение вокзалов и станций, выполнение работ по ремонту подвижного состава, пути, изготовление запасных частей и т.д. Удовлетворение потребности железнодорожного транспорта в электроэнергии осуществляется в основном путём присоединения железнодорожных электроустановок к районным сетям энергосистемы.

ВВЕДЕНИЕЭлектрификация, то есть производство, — распределение и применение электроэнергии во всех отраслях народного хозяйства и быта населения – одно из важнейших факторов технического прогресса.И т.д.

Список источников информации

1. Двоскин Л.И. Схемы и конструкции распределительных устройств.- М.: Энергоатомиздат, 1985. 220 с.

3.Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1995.

7.Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. Под ред. А .А. Федорова . — М . : Энергоатомиздат, 1986.

В цеховых ТП применяются трехфазные силовые трансформаторы с высшим напряжением 6; 10 кВ (реже 20; 35 кВ), с естественным охлаждением, заполненные маслом, негорючей жидкостью (совтолом, что сейчас запрещено) или сухой изоляцией. Трансформаторы могут быть открытого типа (с открытыми изоляторами и расширительным баком), предназначенные для установки в специальной камере или наружной установки; а также закрытого типа для комплектных трансформаторных подстанций (КТП) (с токоведущими частями, закрытыми кожухом, без расширительного бака, с азотной подушкой под небольшим избыточным давлением в корпусе).
Цеховые трансформаторные и преобразовательные подстанции могут быть пристроенными, встроенными или отдельно стоящими. Пристроенной называется подстанция, непосредственно примыкающая к основному зданию, встроенной — вписанная в общий контур здания, внутрицеховой — расположенная внутри производственного здания (открыто или в отдельном закрытом помещении). Подстанции или их части, устанавливаемые в закрытом помещении, относятся к внутренним электроустановкам, а подстанциям, устанавливаемые на открытом воздухе — к наружным.
Для питания однофазной нагрузки применяют трехфазные трансформаторы. При этом необходимо учитывать, что ток в наиболее нагруженной фазе не должен быть более номинального, а нейтраль должна нагружаться:
не более 25 % — при схеме соединения обмоток Y/Y0—12;
не более 40% — при схеме соединения обмоток Y/Z—12;
не более 75 % — при схеме соединения обмоток JX/Y0—11.
В большинстве случаев для цеховых ТП применяют трансформаторы масляные.
Сухие трансформаторы, элегазовые и трансформаторы с негорючей жидкостью в 2 — 2,5 раза дороже масляных, поэтому их применяют только в тех местах, где нельзя установить масляные:
ниже первого этажа более чем на 1 м или выше второго этажа;
в помещениях категории В по пожароопасности (масляные разрешается устанавливать только в помещениях категорий Г и Д).
Сухие трансформаторы также не устанавливают в административных зданиях из-за чрезмерного шума.
Современные комплектные трансформаторные подстанции внутреннего (КТП) и наружного (КТПН) исполнения состоят из следующих основных узлов:
шкафов ввода высшего напряжения (внутренней установки ВВ-1, ВВ-2, ВВ-3 и наружной установки ВВН-1 и ВВН-2);
трансформаторов;
распределительного устройства низшего напряжения.
Схема включения трансформаторов с шкафами ввода высокого напряжения ВВ-1 глухим присоединением показана на рис. 1.7, а, схема включения с шкафами ВВ-2 (соответственно ВВН-1) приведена на рис. 1.7, б, а схема включения с шкафами ВВ-3 (соответственно ВВН-2) — на рис. 1.7, в.
Каждый из группы трансформаторов ЗУР предприятия (цеха), питаемых от распределительной подстанции 4УР и главной понижающей подстанции 5УР, подключается по одной из схем, показанных на рис. 1.7. Но все они вместе могут подключаться по радиальной (рис. 1.8) или магистральной (рис. 1.9) схемам питания.
При радиальной схеме распределения электроэнергии напряжением 6; 10 кВ рекомендуется глухое присоединение трансформатора (блок линия — трансформатор), за исключением следующих случаев:
питание ТП осуществляется от пункта, находящегося в ведении другой организации;
установка отключающего аппарата необходима по условиям защиты (например, газовой или от однофазных коротких замыканий).


Рис. 1.7. Схемы включения трансформаторов КТП (КТПН) в электрическую сеть:
а — с шкафами ВВ-1; б — с шкафами ВВ-2 (ВВН-1); в — с шкафами ВВ-3 (ВВН-2)


Рис. 1.8. Радиальная схема питания трансформаторов ЗУР

При магистральной схеме распределения электроэнергии напряжением 6; 10 кВ установка отключающего аппарата обязательна, за исключением следующих случаев:
магистраль представляет собой воздушную линию и обеспечена достаточная чувствительность ее защиты на головном участке к повреждениям в трансформаторе;
обеспечена необходимая степень резервирования электроприемников (применены схемы двойной магистрали и резервирования на стороне низкого напряжения ТП, т. е. если на двухтрансформаторной подстанции мощность одного трансформатора достаточна для питания электроприемников I и II категорий и установлена отключающая аппаратура со стороны низшего напряжения, а секции шин ТП оборудованы автоматом включения резерва АВР).
На стороне напряжения трансформаторов 6; 10 кВ при необходимости в качестве отключающих аппаратов, как правило, устанавливают шкафы с выключателями нагрузки и предохранителями, а для трансформаторов небольшой мощности (до 250 кВ * А) иногда устанавливают только разъединители.


Рис. 1.9. Магистральная схема питания трансформаторов ЗУР

К одной магистрали обычно подключают 3—4 трансформатора единичной мощностью до 1000 кВ-А, 2— 3 трансформатора единичной мощностью 1000 или 1600 кВ • А. Трансформаторы мощностью 2500 кВ * А, как правило, записывают но радиальным линиям.
Обычно на двухтрансформаторных цеховых подстанциях трансформаторы работают раздельно и применяется одиночная секционированная система шин. АВР на стороне низшего напряжения цеховых ТП, как правило, используется при наличии электроприемников I категории и значительной длине питающих линий от источника питания до ТП.
В ряде случаев трансформаторы на цеховых ТП включаются на параллельную работу для обеспечения пуска и самозапуска крупных электродвигателей, а также для снижения колебаний напряжения при питании электроприемников с резкопеременной или ударной нагрузкой, например в сварочных цехах и т. п. В настоящее время в качестве вновь сооружаемых цеховых подстанций чаще всего используются комплектные ТП с закрытыми трансформаторами (КТП). В зависимости от условий производства КТП располагаются либо в отдельном специальном помещении, либо открыто в цехе с легким ограждением (например, сетчатым), если позволяет окружающая среда.
В связи с ростом удельных нагрузок все большее применение находят КТП с трансформаторами мощностью 1600 и 2500 кВ - А вместо трансформаторов мощностью 1000 кВ-А, что сокращает число трансформаторов с системах электроснабжения, упрощает схему электроснабжения (особенно при напряжении 660 В) и дает значительный экономический эффект.
Суммарная мощность трансформаторов с масляным охлаждением, установленных на каждой цеховой подстанции, не должна превышать 6500 кВ * А (допускается установка не более трех КТП), на втором этаже — 1000 кВ * А, на наружной — 3200 кВ * А. При необходимости большей мощности на цеховых ТП устанавливают трансформаторы с охлаждением негорючей жидкостью (но не совтол!), что упрощает и удешевляет строительную часть и повышает надежность ТП при эксплуатации. На действующих пред-. приятиях имеется много цеховых подстанций старого типа с открытыми трансформаторами, которые установлены в специальных камерах или на открытом воздухе.
Внутрицеховые ТП могут сооружаться только в помещениях с производством категорий Г и Д по пожароопасности, а в помещениях с производством категории В — по специальному разрешению пожарного надзора. Нельзя устанавливать КТП под помещениями с мокрым технологическим процессом (мойками, душевыми и т.п.), без принятия специальных мер против попадания влаги на электрооборудование, например выполнения гидроизоляции потолка КТП, а также под и над помещениями ограниченных размеров (менее помещения подстанции), в которых может длительно (более 1 ч) находиться значительное число людей (более 50 чел.). В качестве цеховых подстанций, как правило, используют КТП, обеспечивающие возможность производства индустриального монтажа независимо от готовности строительно-монтажных работ в целом по цеху. В последнее время стали выпускать объемные КТП.


Рис. 1.10. Компоновка КТП:
однотрансформаторной встроенного типа; б — двухтрансформаторной пристроенного типа; в — двухтрансформаторной, отдельно стоящей


Рис. 1.11. Встроенная ТП с двухтрансформаторной КТП:
ВУСП — выпрямительное устройство сети постоянного тока; КРУ — комплектное распределительное устройство; ЭПП — электропомещение подстанции; ККУ — коммутационное контрольное устройство

Если основную нагрузку (80. 85%) составляют электроприемники I и II категорий, на ТП должно быть не менее двух трансформаторов. На ТП устанавливается также не менее двух трансформаторов для приемников любой категории надежности, при следующих условиях:
суточный или годовой график нагрузок очень неравномерный, а работа цеха, предприятия односменная или сезонная, т. е. когда выгодно в ненагруженные часы (сезон) отключать один трансформатор;
лимитированы габаритные размеры ТП и оборудования;
возможен дальнейший рост нагрузок, а установка более мощного трансформатора в будущем невыгодна или невозможна.
Цеховые ТП могут иметь три и более трансформаторов в виде исключения в следующих случаях:
при наличии мощных электроприемников, сосредоточенных в одном месте (прокатные станы, компрессорные и т.п.), для обеспечения питания которых недостаточно мощности двух трансформаторов;
если невозможно рассредоточить ТП по условиям окружающей среды или размещения технологического оборудования (некоторые цеха нефтехимических производств, текстильные фабрики);
при раздельном питании силовой и осветительной нагрузок, если их центры близки;
если электроприемники резко различаются по характеру и режиму работы и не могут быть запитаны от общих трансформаторов (например, когда наряду с общей силовой и осветительной нагрузками имеются электросварочные установки значительной мощности).
Мощность трансформатора необходимо выбирать с таким расчетом, чтобы его загрузка соответствовала наиболее экономичному режиму, который в значительной степени зависит от стоимости потерь электроэнергии. Рекомендуются следующие степени загрузки трансформаторов цеховых ТП:
0,65. 0,75 в случае преобладания электроприемников I и II категорий и наличии двух и более трансформаторов;
ОД. 1,0 в случае преобладания электроприемников II и III категорий и наличии одного трансформатора;
0,9. 0,95 в случае преобладания II и III категорий и наличии двух трансформаторов.
При напряжении 380 В и плотности нагрузки до 0,3 кВА/м2 целесообразно применять трансформаторы мощностью до 1000 кВ • А, а при плотности нагрузки 0,3. 0,5 кВА/м2 — трансформаторы мощностью 1000 или 1600 кВ-А. При плотности нагрузки более 0,5 кВА/м2 технико-экономически определяют, какой мощности целесообразно применять трансформатор: 1600 или 2500 кВ * А.
Мощность трансформаторов цеховых ТП выбирается по значениям максимальных нагрузок суточного графика с учетом компенсации их реактивной мощности, резервирования в послеаварийном режиме потребителей I и II категорий по шинам на 0,4; 0,66 кВ ТП или перемычки на 0,4; 0,66 кВ между соседними подстанциями с пропускной способностью 15. 20% от Sp,а также с учетом перегрузочной способности трансформаторов в послеаварийном режиме.
Трансформаторы цеховых ТП с ударной резкопеременной нагрузкой выбираются по максимальной расчетной нагрузке на основании специальных расчетов.
Порядок выбора цеховых трансформаторов следующий:
определяется Sp или Рр любым способом, изложенным ранее, с учетом компенсации реактивной мощности на стороне низкого напряжения;
намечаются стандартные мощности трансформаторов для данной ТП (в основном в диапазоне 400. 1600 кВ - А) и их число в зависимости от общей мощности нагрузки, категории электроприемников и удельной плотности нагрузки;
для двухтрансформаторных и резервированных однотрансформаторных подстанций проверяется коэффициент загрузки трансформаторов и ЛЭП в нормальном и послеаварийном режимах.
В послеаварийном режиме для трансформаторов допускаются перегрузки в зависимости от охлаждения и эквивалентной температуры окружающего воздуха, а также от продолжительности работы с перегрузкой в течение суток. Эти перегрузки определяются по паспорту, а более точно — по суточным графикам нагрузки за характерные сутки (зимние и летние). При проверке загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме следует иметь в виду, что на период ликвидации аварии разрешается отключать часть потребителей III категории.
Число трансформаторов Nrpсвязано с расчетной нагрузкой Sp и их номинальной мощностью следующим образом:
где кзлр— коэффициент загрузки трансформатора; ЭЦ — экономически целесообразная номинальная мощность трансформатора.
Реактивная мощность QTp,протекающая через один трансформатор, определяется по условию минимума потерь активной мощности без участия активных сопротивлений кабельных линий с напряжением сети 10 кВ для группы из н трансформаторов (например, одного цеха) с одинаковой номинальной мощностью.

В практике проектирования и эксплуатации выбор трансформаторов ЗУР чаще производится под естественный коэффициент мощности. Это объясняется меньшей надежностью компенсирующих устройств по сравнению с трансформаторами, а также требованиями по отключению компенсирующих устройств по режимным условиям энергосистемы.

Читайте также: