Реферат на тему подстанция

Обновлено: 04.07.2024

Электрические станции и подстанции

Другие рефераты по предмету

Министерство науки и образования Республики Казахстан

Костанайский Государственный Университет

им. А. Байтурсынова

Инженерно- физический институт

К курсовому проекту по дисциплине:

Выполнил: студент 351 группы

Мухамеджанов Р. Е.

Проверил: ст. преподаватель

Костанай 2005 г.

2)Расчет графиков активной нагрузки 6

3)Выбор и обоснование главной схемы 9

3.1 .Описание основной схемы 9

3.2. Секции шин 35кВ. 9

3.3 Секции шин 10 кВ. 9

4)Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей 10

4.1.Силовые трансформаторы 10
4.2.Измерительные трансформаторы напряжения 10

4.3.Масленые выключатели 10

4.4. Разъединители 11

5)Расчет аварийных режимов. 11

7) Расчет заземления. 15

8) Расчет грозозащиты. 15

9)Измерительные трансформаторы тока 15

10) Собственные нужды 16

11) Список использованных источников 20

В осуществлении современного технического прогресса важное место принадлежит электрификации. Применение электрической энергии в любой отрасли промышленности позволяет увеличить производительность труда, добиться высокого уровня механизации и автоматизации. Мощное развитие электроэнергетической базы служит надежной предпосылкой дальнейшего развития отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта. Но все это невозможно без качественного и бесперебойного снабжения электрической энергией потребителя, будь то промышленное предприятие, сельское хозяйство или население. Особенно сейчас в нашем трудном экономическом положении необходимо не потерять и даже попытаться приподнять тот уровень, на котором у нас находится электроснабжение. А это невозможно сделать, не имея грамотных, хорошо подготовленных специалистов.

Современные ПС 500 кВ имеют до 1520 присоединений к линиям электропередачи (ВЛ) различного напряжения, трансформаторам и других, что значительно усложняет главную электрическую схему ПС, которая на крупных ПС,

как правило, представляет собой систему шин, секционированного по условиям надежности работы энергосистемы, а также уменьшения токов к. з.

Рациональное проектирование сетевых ПС всех типов и категорий и, в частности, рациональное и экономичное построение главных электрических схем, выбор параметров оборудования и аппаратуры, а также оптимальная их расстановка представляют сложную и ответственную задачу.

Основным узловым вопросом, оптимальное решение которого определяет все свойства, особенности и техническую характеристику ПС, является главная электрическая схема. При этом под главной электрической схемой не следует понимать просто начертание электрических связей, присоединений и цепей. Необходимо определить тип, число и параметры оборудования и аппаратуры и, в первую очередь, главных трансформаторов, выключателей и другой

Коммутационной аппаратуры, рациональную их расстановку, а также решить ряд вопросов управления, эксплуатационного обслуживания и т. п. Главная схема задает основные размеры и конструктивную часть ПС, определяет основные объемы работ по ее сооружению и тем самым всю экономику строительства ПС в целом. Безусловно, что на стоимость сооружения влияет и способ обслуживания, "необходимость сооружения жилья и других вспомогательных сооружений, выбранное местоположение и рельеф площадки, отдаленность от существующих подъездных путей и т. п. проектирование ПС можно условно разделить на следующие основные этапы:

2) определение необходимого количества подходящих и отходящих ВЛ и их напряжений;

3) выбор нескольких вариантов площадок ПС с коридорами ВЛ и подъездными путями;

4) составление главной электрической схемы;

5) непосредственное проектирование ПС со всеми инженерными сооружениями.

При выполнении проекта ПС, особенно на стадии его детальной проработки

(технорабочий проект или рабочие чертежи), наиболее ярко выявляется специфика проектирования, выражающаяся в необходимости постоянной взаимной (обратной) связи всех смежных специальностей. Это объясняется тем, что работа большого количества специалистов различных специальностей, участвующих в выполнении проекта (хотя они и работают в некоторой степени последовательно), требует постоянной взаимной увязки, так как принятие всех принципиальных решений возможно только при совместной творческой работе. Поэтому особое внимание обязательно следует уделять как составлению графика по взаимной увязке работы с указанием сроков всех заданий смежным специальностям и их согласований, так и полноте и тщательности оформления этих заданий. Все принятые решения должны строго выполняйся, а любые отступления от них могут приниматься только с согласия главного инженера проекта.

В эволюции человечества огромную роль играет развитие науки и техники. И, конечно же, это требует огромных затрат сил, времени и энергии. В наше время трудно представить какую-либо развивающуюся отрасль, не потребляющую разные виды энергии. Наиболее потребляемой энергией является электрическая энергия. Каждое предприятие, завод, учреждение потребляют электроэнергию. Способы получения электричества всем известны, но ведь каждое предприятие не строит себе отдельную станцию. Это было бы не целесообразно с финансовой стороны. Поэтому от одной электростанции получают электричество сразу несколько потребителей. Это могут быть заводы, больницы, жилые дома и многое другое. И вот здесь возникает проблема с передачей электроэнергии на большие расстояния, что приводит к неизбежным потерям. В настоящее время принимаются всевозможные меры по снижению потерь при передаче. Одним из таких способов является передача электроэнергии большого напряжения. Для этого используются специальные повышающие и понижающие трансформаторы. Эти трансформаторы предназначены для преобразования электрической энергии и для распределения ее среди потребителей. Сооружаются специальные трансформаторные подстанции, в которых могут устанавливаться сразу несколько трансформаторов. Каждая такая подстанция является самостоятельной электроустановкой
В своей дипломной работе я рассмотрел монтаж комплектных трансформаторных подстанций.

Общие сведения о трансформаторных подстанциях

Трансформаторной подстанцией называется электрическая установка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии потребителям. На сельскохозяйственных трансформаторных подстанциях высокое напряжение питающих линий понижается до более низкого напряжения, при котором электроэнергия распределяется потребителям. Поэтому основным оборудованием сельской понизительной подстанции является силовой понижающий трансформатор (или трансформаторы). Кроме того, в состав подстанции входят распределительные устройства первичного и вторичного напряжения, устройства управления, сигнализации и защиты.

По своему местоположению в сети понизительные подстанции подразделяются на сетевые (распределительные) подстанции потребителей и районные сельскохозяйственные подстанции. Подстанции потребителей выполняют на напряжение 6—10/0,4 кВ, 20— 35/0,4 кВ, а районные — на напряжение 110—35/6—10 кВ.

В зависимости от конструкции трансформаторные подстанции разделяются на открытые с установкой основного электрооборудования на открытом воздухе и закрытые, электрооборудование которых (включая трансформаторы) монтируется в зданиях или специальных помещениях. К открытым подстанциям относятся так называемые мачтовые подстанции, широко распространенные в сельской электрификации.

Оборудование трансформаторной подстанции можно собирать и монтировать непосредственно на месте ее установки, что требует больших затрат времени и подготовительных работ. Наиболее совершенным является применение комплектных трансформаторных подстанций (КТП), целиком изготовленных на специализированных заводах и доставляемых непосредственно к месту установки в полностью собранном виде. Преимуществом комплектных трансформаторных подстанций является применение типовых схем электрических соединений, качество сборки и регулировки отдельных сборочных единиц, осуществляемых на заводе, быстрота установки и монтажа. Поэтому в сельской электрификации комплектные трансформаторные подстанции, как сетевые, так и районные, широко распространены.

Комплектные подстанции изготовляются как для наружной установки (КТПН), так и для внутренней (КТПВ). Подстанции для наружной установки могут быть выполнены по схеме тупиковых или проходных, в последнем случае они обозначаются КТПП. Эти подстанции предусматривают установку трансформаторов напряжением 6—10/0,4 кВ, мощностью до 400 кВА.

Мачтовые трансформаторные подстанции также могут быть выполнены комплектными, в этом случае они обозначаются КТПМ. Сборные комплектные трансформаторные подстанции напряжением 35/6—10 кВ имеют обозначение СКТП. Передвижные комплектные трансформаторные подстанции обозначаются ПКТПН <ПКТП). Сборные комплектные трансформаторные подстанции в металлическом кожухе (шкафу), стационарные, наружной установки, имеют обозначение СКТПС.

Трансформаторная подстанция – важнейший элемент сети электропитания города, завода и других объектов, но назвать ее главным конечно нельзя. Такая подстанция является совокупностью различных отдельных устройств, в том числе трансформаторы, диоды, выпрямителя и другие. Трансформаторная подстанция выполняет три основные задачи – принимать электроэнергию, преобразовывать ее и передавать на дальнейшее ее распределение среди клиентов. Они также могут быть закрытого или открытого типа. Первые устанавливаются в каких-либо помещениях, а вторые могут быть смонтированы на улице, то есть защищены от внешних воздействий, например, погодных.

В данной статье будет подробно рассмотрено устройство, структура трансформаторной подстанции, из чего она состоит, а главное, как она работает. Чтобы было более понятнее, статье имеет несколько наглядных видеоматериалов.

Способы классификация

По методу конфигурации электросети подстанции могут быть:

В зависимости от назначения в системе электроснабжения подстанции бывают:

главные понизительные (ГПП);
глубокого ввода (ПГВ);
тяговые, предназначенные для обеспечения питания нужд электротранспорта;
комплектные подстанции 10 (6)/0,4 кВ.

Устройство трансформаторной подстанции

Существуют различные модели трансформаторов: повышающие или понижающие входное напряжение электрического тока. От того, какими силовыми электромагнитными трансформаторами оснащена подстанция, зависит, является она понижающей, либо повышающей. Электрические станции оснащены специальными подстанциями для повышения напряжения силы электрической энергии.

Специальное устройство (генератор) вырабатывает напряжение. Повышающий трансформатор действует как его усилитель. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность передавать электрическую энергию. Электростанции часто расположены довольно удалённо от городов, поэтому приходится передавать энергию на весьма отдалённые расстояния.

При этом в линиях электропередач оказываются неизбежными определённые потери. Поэтому повысить напряжение силы тока бывает необходимо. В других случаях, чаще всего, требуется, напротив, уменьшение напряжения входящей энергии. Потому используют такие подстанции, которые снижают напряжение.

Трансформаторные подстанции бывают нескольких разновидностей:

Подстанция узловая распределительная (УРП).
Подстанция главная, предназначенная для понижения или повышения (ГПП).
Подстанция для глубокого ввода (ПГВ).
Трансформаторный пункт (ТП).

Распределительная узловая подстанция является центральной. Именно она получает электричество от энергетической системы, доводит напряжение до показателей от 110 до 120 кВт. На узловых подстанциях электрическая энергия, имеющая напряжение с высокими показателями, распределяется к местам назначения, точнее говоря, на расположенные вблизи промышленных предприятий подстанции глубокого ввода.

Распределительная подстанция, как правило, находится не на основной территории промышленного предприятия, которое снабжается электрической энергией. В таких обстоятельствах существует специальная организация, которая занимается электроснабжением предприятия. Если же распределительная узловая подстанция расположена непосредственно на территории промышленного объекта, то за деятельностью подстанции отвечает специальная служба, которая занимается распределением электроэнергии непосредственно на конкретном промышленном объекте.

Функция главной понижающей подстанции заключается в том, что она должна получать электрическую энергию, которая имеет напряжение 35-220 кВ, от энергетической системы района. Эта подстанция требуется для распределения электричества на предприятии, при этом силовые показатели энергии у неё ниже.

Подстанция для глубокого ввода может получать энергию либо от центрального распределительного пункта предприятия, либо непосредственно от энергетической системы района. Эта подстанция требуется главным образом для того, чтобы осуществлять подачу электричества в определённые зоны предприятия, или несколько сгруппированных установок, работающих на электричестве. Такие подстанции на территории промышленных предприятий должны находиться неподалёку от таких объектов, которые требуют большего количества электроэнергии.

Трансформаторный пункт — это отдельная компактная подстанция. Её предназначение — принимать подачу электричества напряжением 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ. Понижающие силовые трансформаторы снижают показатели силы тока, доводя их до 380 – 400В. КТП – комплектная трансформаторная подстанция – одна из разновидностей трансформаторных пунктов. Обычно она оснащена одним или двумя трансформаторами. Однако бывает, что на такой подстанции имеется и три трансформатора силы напряжения электрической энергии. Количество подобных установок определяется тем, насколько надёжным является электроснабжение потребителей энергии. Они получают её от данной трансформаторной подстанции. КПТ бывают городскими, снабжающими электричеством города, и цеховыми, которые находятся на промышленных производственных предприятиях.

Но существуют и другие разновидности электрических трансформаторных подстанций. К ним относятся, например, тяговые. Они снабжают энергией линии для работы городского транспорта – трамваи и троллейбусы. Используются трансформаторы двух видов: сухого исполнения и масляные. Применение того или иного трансформатора определяется особенностью трансформаторной подстанции, а также её размерами и основным назначением. Так, в наше время комплектные подстанции нередко оснащаются сухими трансформаторами.

Строение подстанций

В состав подстанции входит множество различных элементов, позволяющих беспрерывно и стабильно работать всей системе продолжительное время. Все элементы можно разбить на несколько систем:

автоматического управления;
учёта электроэнергии;
релейной и противоаварийной защиты;
защиты от молний;
заземления;
вспомогательные, куда вошли системы по охранным функциям, плавки снега и льда на линиях, местного освещения, сбора масла и питания кабелей маслонаполненных, а также системы бытового потребления.

Несмотря на такую внутреннюю многоструктурную систематизацию, состоят подстанции из таких основных устройств, обеспечивающих нормальную их функциональность:

преобразовывающие силовые трансформаторы определенных мощностных характеристик;
устройство распределения электроэнергии, в том числе и конструкции для электропередачи воздушного и кабельного исполнения;
устройства защиты;
устройства автоматического управления;
вспомогательные устройства, обеспечивающие стабильность работы подстанций при любых погодных и временных условиях.

Выбирая трансформаторные подстанции, часто стоит вопрос о цене и отличии более дорогих от более бюджетных. Прежде всего, они отличаются количественным составом трансформаторов, набором устройств ввода и распределения напряжения, так же устройствами ,позволяющими находить применение таким станциям в определённых условиях.

Так, более дорогие подстанции могут быть снабжены устройствами защиты от молний, от погодных условий: гололёда, ветра, дождя, защиты от обрывов и резких перепадов напряжений в системе, а так же другими устройствами, позволяющими использовать подстанции на подвижных платформах, например, в шахтах, высокогорных предприятиях по добычи ископаемых, во влажных климатических зонах и других местах человеческой деятельности.

Виды трансформаторных подстанций

По исполнению выделяют несколько типов комплектных трансформаторных подстанций.

КТП для внутренней установки.
Применяют для электроснабжения предприятий, общественных зданий, электрических станций и районных подстанций. Они устанавливаются в непосредственной близости от потребителей электрической энергии.
Комплектная мачтовая трансформаторная подстанция для внешней установки.
Это открытая конструкция на специальной опоре. Применяются комплектные трансформаторные подстанции мачтового типа на железной дороге для снабжения электроэнергией сигнального, осветительного и блокирующего оборудования.
Столбовая трансформаторная подстанция для внешней установки.
Открытая конструкция, которая размещается на железобетонной стойке или на столбе электропередач. Для комплектной трансформаторной подстанции столбового типа не нужен фундамент и специальная площадка для обслуживания. Применяются такое оборудование для электроснабжения железнодорожных разъездов, остановочных пунктов, переездов.
Контейнерная или киосковая трансформаторная подстанция для внешней установки.
Применяется для снабжения электроэнергией сельхоз объектов, предприятий, объектов ЖКХ. Комплектующие трансформаторных подстанций киоскового типа вмонтированы в специальные отсеки защитного кожуха.
Трансформаторная подстанция контейнерного типа с термоизоляцией.
Это блочная трансформаторная подстанция. Варианты исполнения: КТП с железобетонным основанием и бетонными стенами; КТП в металлическом кожухе, утепленная сэндвич-панелями. Первые применяют на промышленных и сельскохозяйственных объектах. Вторые – в электрических сетях потребителей I категории благодаря 2 трансформаторам и системе АВР.

Перечисленные типы комплектных трансформаторных подстанций не дают полный ответ на вопрос, какие бывают трансформаторные подстанции вообще. Можно классифицировать КТП по принципу, из чего состоит трансформаторная подстанция. Например, по типу трансформатора выделяют масляные трансформаторные подстанции и сухие. По способу присоединения к питающей линии выделяют проходные, ответвительные и тупиковые трансформаторные подстанции.

Узловая распределительная подстанция

Сокращенно УРП – это такая центральная подстанция, на которую от энергосистемы подается электроэнергия при напряжении от 110 до 220 кВ, и где она распределяется, с частичной трансформацией или вообще без трансформации, по подстанциям глубокого ввода при напряжениях от 35 до 220 кВ, расположенным на территории промышленного предприятия.

Чаще всего узловые распределительные подстанции находятся в ведении организации, осуществляющей электроснабжение, поэтому и размещаются эти подстанции вне предприятия, но вблизи него. Когда УРП определенно предназначена для питания нескольких подстанций глубокого ввода, на одном предприятии, то рассматривают возможность размещения УРП на территории этого предприятия, и тогда эксплуатация подстанции ложится на плечи персонала предприятия.

Главная понизительная подстанция, сокращенно ГПП

Это подстанция рассчитанная на входное напряжение от 35 до 220 кВ, которая получает питание напрямую от районной энергетической системы, и распределяет электрическую энергию по предприятию, но уже при сильно пониженном напряжении. ГПП считается одним источником, если питается по одной двухцепной линии, и двумя источниками, если питается по двум одноцепным линиям ( на разных опорах) или по двум кабельным линиям, проложенным по разным трассам. ТЭЦ можно принять за несколько источников питания, если при выходе из строя генератора или при аварии на секции остальные секции ( генераторы) продолжают работать.

Подстанция глубокого ввода, сокращенно ПГВ

Это подстанция, на которую подается напряжение от 35 до 220 кВ, обычно она выполнена с применением упрощенных схем коммутации на стороне первичного напряжения, и получает питание или от энергетической системы напрямую, или от центрального распределительного пункта на самом предприятии. Предназначение ПГВ — питание группы установок конкретного предприятия или какого-то отдельного объекта на этом предприятии. Схемами с глубоким вводом называют схемы электроснабжения с подстанциями глубокого ввода.

Подстанции глубоких вводов располагаются вблизи наиболее крупных энергоемких производств и корпусов с концентрированной нагрузкой, например: прокатные и электросталеплавильные цехи; сталепроволочные и крепежно-калибровочные блоки метизных заводов; обогатительные фабрики и ряд других производств.

Трансформаторный пункт, сокращенно ТП

Подстанция с первичным напряжением, равным 35 кВ, 10 кВ или 6 кВ, которая питает напряжением 230 и 400 В непосредственно приемники электроэнергии. Иначе эти подстанции, в электрических сетях промышленных объектов, именуют цеховыми подстанциями.

Комплектные трансформаторные подстанции

Трансформаторные пункты часто выполняют сегодня из комплектных трансформаторных подстанций. Число трансформаторов может здесь варьироваться. Когда питаются потребители 3 категории, то, как правило, устанавливается один трансформатор. Когда в районе сконцентрирована значительная мощность нагрузки на 380 / 220 вольт, или когда питаются потребители 2 и 1 категорий, то трансформаторов ставится два.

Способы присоединения трансформаторных подстанций к питающим линиям различны, и подразделяются подстанции по этому признаку на:

Тупиковые трансформаторные подстанции;
Проходные трансформаторные подстанции;
Ответвительные трансформаторные подстанции.

На тупиковую подстанцию питание подается отдельной линией. Для питания тупиковых подстанций используются радиальные схемы питания, либо такая подстанция является последней в магистральной схеме с питанием односторонним. Для проходных подстанций характерно включение в рассечку (в проход) магистральной линии питания, когда имеют место как вход, так и выход линии. Ответвительные подстанции подключаются через ответвления от питающих линий.

Трансформаторные подстанции бывают сборными или комплектными. Комплектные трансформаторные подстанции, сокращенно КТП, состоят полностью из комплектных узлов. Их изготавливают на заводах, затем доставляют этими узлами на место установки, то есть демонтаж оборудования здесь не требуется. На месте уже блоки, узлы и присоединения монтируют, подключают к питающим сетям.

КТП широко применяются на производственных предприятиях, где их устанавливают внутри или снаружи (КТПН). Сборные подстанции изготавливают на заводах отдельными элементами, затем на месте элементы собирают и монтируют. Любая трансформаторная подстанция включает в себя три главных блока:

Распределительное устройство низшего напряжения;
Трансформатор;
Распределительное устройство высшего напряжения.

Зачастую для приема электроэнергии служат распределительные устройства высокого напряжения (РУВН), которые подают ее к трансформаторам. В некоторых случаях РУВН выполняют функции как приема, так и распределения электрической энергии. Распределительные же устройства низкого напряжения (РУНН) всегда и везде осуществляют только прием и распределение электроэнергии.

Являясь одним из главных составляющих звеньев в системе электрификации любого крупного производственного предприятия, трансформаторная подстанция требует особо тщательного подхода к формированию наиболее рациональным способом схемы распределения электроэнергии.
Место установки подстанции подбирается так, чтобы распределительная и трансформаторная подстанции всех необходимых параметров были бы расположены как можно ближе к центру обеспечиваемых ими групп нагрузок. Если от этой стратегии отступить, то возрастут потери, увеличится расход кабелей, проводов и т. д.

Подстанции классифицируются по месту их базирования на территории того или иного объекта на четыре типа:

Отдельно стоящие подстанции, располагающиеся на каком-то расстоянии от зданий;
Пристроенные подстанции, примыкающие непосредственно к стенам снаружи здания;
Встроенные подстанции, располагающиеся в специализированных отдельных помещениях внутри строения или примыкающие изнутри сооружения к его стенам;
Внутрицеховые подстанции, находящиеся внутри цехов, то есть электрооборудование размещается непосредственно в рабочем помещении, либо в закрытом помещении с выкаткой оборудования подстанции в цеха.

Промышленные сети с напряжением от 6 кВ до 10 кВ, с целью их сближения с электроприемниками, рекомендуется оснащать внутренними, интегрированными в здания или пристроенными к ним подстанциями. Для очень крупных многопролетных цехов значительной ширины наиболее подходящими являются внутрицеховые трансформаторные подстанции, к примеру для производств, связанных с деревообработкой, с металлообработкой, и для иных производств, для установки в котельных, в насосных, в компрессорных станциях.

Монтаж таких подстанций осуществляют чаще всего возле колонн или возле закрытых помещений внутри цеха, за пределами зоны работы кранов. Эти подстанции подходят только для зданий второй и первой степени по огнестойкости, с производствами категорий Д и Г в соответствии с противопожарными нормами.

Трансформаторные подстанции сооружаются на сельскохозяйственных объектах и в населенных пунктах, часто значительно удаленных друг от друга, от железнодорожных станций и промышленных центров. Большая территориальная рассредоточенность нагрузок (даже в пределах одного совхоза или колхоза) обусловливает сооружение большого количества ТП небольшой мощности (до 2 × 630 кВА) по сравнению с ТП в промышленных центрах.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4
1 МИРОВАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 5
2 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ В СССР 7
3 УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ 9
4 ЭКСПЛУАТАЦИЯ 13
5 ОРИГИНАЛЬНОСТЬ И ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА 21
6 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 29

Работа содержит 1 файл

Отчет по УИРС (подстанции).doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Студент группы 106121 Д.А. Дунченко

Руководитель П.И. Климкович

Работа 29 с., 6 рис., 3 источника.

ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ, НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ, ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.

Объектом исследования являются трансформаторные подстанции (6–10)/0,4 кВ

Цель работы – изучить трансформаторные подстанции, их устройство и область применения.

В работе рассмотрены комплексные трансформаторные подстанции в различных исполнениях, особенности их устройства и применения в хозяйстве, описаны условия эксплуатации и обслуживания оборудования, предоставлены правила техники безопасности и использовании оборудования.

1 МИРОВАЯ ЭВОЛЮЦИЯ 5

2 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ В СССР 7

3 УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ 9

4 ЭКСПЛУАТАЦИЯ 13

5 ОРИГИНАЛЬНОСТЬ И ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА 21

6 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ 22

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 29

Широкое внедрение электроэнергии в сельскохозяйственное производство в последние годы стало возможным благодаря централизованному электроснабжению сельских районов от электросетей энергосистем. Это повысило надежность и экономичность электроустановок и создало условия для внедрения механизации и автоматизации в сельскохозяйственное производство.

1 МИРОВАЯ ЭВОЛЮЦИЯ

Анализ мировой эволюции комплектных трансформаторных подстанций (КТП) показывает, что за последние 50 лет можно выделить две основные тенденции развития, два направления усовершенствования технологии – это резкое сокращение занимаемой площади КТП и принципиальное изменение применяемых технологий электрооборудования.

ТП до 50-х годов XX века представляли собой преимущественно отдельно стоящие кирпичные строения и не являлись комплектными в полном смысле этого термина. Строительство здания подстанции и монтаж электрооборудования производились непосредственно на объекте. Занимаемая при этом площадь строения составляла не менее 15–25 м2 для однотрансформаторной ТП и более 50 м2 для двухтрансформаторной ТП. В качестве электрооборудования использовались в основном масляные распределительные трансформаторы с расширительным баком и распределительные устройства высокого и низкого напряжения с воздушной изоляцией и воздушными коммутационными аппаратами. В силу существовавших тогда технологий электроаппаратостроения, а также средней мощности потребления абонентов, распределяемые мощности ТП варьировались в диапазоне от 80 до 400 кВА.

Первый этап эволюции ТП (60-е годы ХХ века) существенно изменил технологии изготовления строительной части. Были разработаны и реализованы первые комплектные строительные части ТП, полностью изготавливаемые на заводе и доставляемые к месту установки. Для изготовления первых КТП в основном применялся железобетон, однако электрооборудование по-прежнему монтировалось на объекте, и в силу несовершенства технологий используемого электрооборудования габаритные размеры первых КТП оставались весьма и весьма существенными.

Второй этап в развитии трансформаторных подстанций продолжался на протяжении 70–80-х годов ХХ века. Он был результатом роста плотности нагрузки распределительных сетей и появлением комплектного электрооборудования, доступного по цене. ТП представляли собой бетонные или металлические киоски, укомплектованные полностью смонтированным и испытанным на заводе электрооборудованием, которое также претерпело ряд технологических и конструктивных изменений. Трансформаторы применялись масляные герметичные, реже сухие с литой изоляцией. Занимаемая площадь трансформаторной подстанции составляла 10–15 м2для однотрансформаторной ТП и около 25 м2 для двухтрансформаторной ТП.

Качественный скачок в развитии КТП произошел в начале 80-х годов с появлением электрогазовых моноблоков (типа ГM6 – компании Schnеidеr Еlеctric), используемых в качестве высоковольтных вводных устройств. Благодаря этому произошли принципиальные изменения в качестве КТП, поскольку резко упала необходимость в проведении обслуживания и, соответственно, в несколько раз увеличилась надежность и срок службы КТП. Благодаря применению современного электрооборудования площадь КТП сократилась до 4–6 м2 для однотрансформаторной и 8–12 м2 для двухтрансформаторной. При этом распределяемая мощность увеличилась до 630–1600 кВА.

2 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ В СССР

Перед электропромышленностью в связи с бурным развитием народного хозяйства давно стоят задачи индустриальной поставки блочных и комплектных устройств, предназначенных для снабжения и распределения электрической энергии. Первые шаги в этом деле были предприняты организациями главэлектромонтажа Министерства монтажных и специальных строительных работ СССР, которые в своих мастерских и сравнительно небольших заводах изготавливали и продолжают изготавливать такие устройства, как сборные камеры распределительных устройств 6–10 кВ, типовые панели распределительных щитов 0,4 кВ, комплектные трансформаторные подстанции 6–10/0,4 кВ и т. п. Эти устройства, хотя и далеки от совершенства, так как они комплектовались на базе обычной электроаппаратуры, не приспособленной для блочных устройств, явились началом в деле развития блочных устройств для электроснабжения промпредприятий.

Первая серия комплектных трансформаторных подстанций внутренней установки в количестве 40 комплектов была выпущена в 1960 году. Ныне специализированные заводы электропромышленности выпускают широкий ассортимент комплектных подстанций уже на более высоком техническом уровне и довели годовой выпуск до 2000 комплектов при мощности комплекта до 1000 кВА. Они изготавливаются на базе специально разработанной для этой цели аппаратуры и поэтому более компактны и coвершенны. В комплектной трансформаторной подстанции собраны силовой трансформатор, ввод Bыcoкoгo напряжения и распределительное устройство низкого напряжения.

Преимущества КТП по сравнению с обычными некомплектными подстанциями неоценимы. Для КТП не требуются отдельные помещения, они могут размещаться в производственном помещении, в непосредственной близости от потребителя. Затраты средств и рабочей силы на монтаж КТП во много раз меньше, чем для обычных (сборных) подстанций. Так, КТП 2×320 кВА бригадой в составе 5 человек устанавливается в течение 2,5–3 смен, для монтажа обычной подстанции той же мощности требуется 8–10 смен (без учета времени на ревизию и наладку электрооборудования, которое примерно одинаково для обоих видов подстанций). В эксплуатации КТП надежны и безопасны, так как не имеют доступных для случайного прикосновения токоведущих частей.

Ревизия и замена поврежденной коммутационной аппаратуры осуществляются быстро, без сложных демонтажных или монтажных работ и без отключения прочих токоприемников, питаемых данной подстанцией. КТП предназначены для приема, преобразования и распределения переменного трехфазного тока промышленной частоты напряжением до 1000 В. Они могут устанавливаться открыто в помещениях с нормальной средой, где отсутствуют скопления токопроводящей пыли, а также пары и газы, вредные для изоляции и металлов. Установка КТП недопустима во взрывоопасных помещениях и в местах, не защищенных от прямого попадания воды и снега. Для работы в условиях сухого и влажного тропического климата выпускаются подстанции в специальном исполнении.

Основным изготовителем комплектных подстанций является Московский трансформаторный завод имени Куйбышева, по чертежам этого завода выпускает Чирчикский электромашиностроительный завод и с 1964 г. начат выпуск на Бакинском заводе сухих трансформаторов. Подстанции с маслонаполненными и герметизированными трансформаторами выпускаются Армэлектрозаводом имени Ленина (г. Ереван) и Хмельницким заводом трансформаторных подстанций.

3 УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

КТП состоит из силового трансформатора 6–10 кВ с блоком ввода высшего напряжения и приставным распределительным устройством 0,4 кВ, в котором была установлена защитно-коммутационная аппаратура на напряжение до 1000 В. Подстанции выпускаются с трансформаторами мощностью до 1000 кВА, заполненными трансформаторным маслом, совтолом, либо с сухими трансформаторами из стекловолокнистой изоляции. В 1960 г. разработан новый ГOCT на шкалу мощностей трансформаторов. По мере ввода в производство трансформаторов по новой шкале продолжается выпуск по старой шкале мощностей. Соответственно КТП изготавливаются как с трансформаторами старого типа на номинальные мощности 180, 320, 560, 750, 1000 кВА, так и нового типа (по измененной шкале) на мощности 400, 630, 1000 кВА. Для удобства присоединения трансформаторы в КТП снабжены боковыми вводами.

В зависимости от заказа КТП могут быть однотрансформаторными или двухтрансформаторными. Двухтрансформаторные в свою очередь могут быть в однорядном или двухрядном исполнении. Трансформаторы для удобства перемещения жестко закреплены на салазках. К одному из торцов трансформатора пристроен блок на два кабельных ввода высшего напряжения. Кабели могут быть подсоединены к вводу по схеме радиального (одностороннего), двустороннего либо магистрального (заход-выход) питания. Трансформатор в зависимости от принятой схемы может быть подключен к кабелям вглухую, через разъединитель, через разъединитель с предохранителями или же через выключатель нагрузки с предохранителями типа ВНП-17. Распределительное устройство 0,4 кВ в виде приставных шкафов расположено с другой, противоположной вводному устройству стороны трансформатора. Оно состоит, в зависимости от разновидности подстанций, из вводных, секционных и распределительных шкафов, а также соединительных или магистральных шинопроводов.

Рисунок 3.1 – а – однотрансформаторная (правое исполнение);
б – однотрансформаторная магистральная (правое исполнение);
в – однотрансформаторная с расположением трансформатора
и распредустройства 0,4 кВ в разных этажах; г – двухтрансформаторная
однорядная; д – двухтрансформаторная двухрядная; е – двухтрансформаторная
с расположением трансформаторов и распредустройства 0,4 кВ в разных
помещениях: 1 – силовой трансформатор; 2 – распредустройство 0,4 кВ;
3 – блок ввода питания ВИ; 4 – магистральный шинопровод;
5 – секционный шинопровод; 6 – соединительный шинопровод

Секционные шкафы и соединительные шинопроводы входят в комплект соответствующих двухтрансформаторных подстанций. Однотрансформаторные подстанции имеют еще магистральное исполнение (КТП-М), предназначенное для питания потребителей по схеме трансформатор шинопровод. Здесь низковольтное распределительное устройство как бы вытянуто в цех непосредственно к токоприемникам.

Кроме того, с помощью шинопроводов, поставляемых в комплекте с КТП, или общепромышленных шинопроводов (например, ШМА-59) можно компоновать распредустройство 0,4 кВ в разных помещениях или этажах. В качестве защитно-коммутационной аппаратуры на вводе трансформатора со стороны низшего напряжения, на магистралях и на секционировании применяются универсальные автоматы серии АВ в выдвижном исполнении; на отходящих линиях универсальные автоматы, установочные автоматы, блоки предохранитель выключатель. Схемы защиты, управления и сигнализации оборудования подстанций выполнены на оперативном переменном токе.

Имея столь широкий выбор различных исполнений КТП, практически можно подобрать рациональную схему для любых условий эксплуатации. В комплекте с КТП заводы-изготовители поставляют метизы и прочие детали для контактных соединений ошиновки и для механического соединения распредели тельных устройств с трансформаторами. Армэлектрозавод, кроме того, для КТП обязан поставлять комплект материалов и формы для отливки эпоксидных концевых заделок питающих кабелей на месте монтажа.

Конструктивно КТП состоит из отдельного блок–домика, в котором размещены отсеки: отсек распределительного устройства со стороны высокого

напряжения (УВН); отсек силового трансформатора; отсек распределительного устройства со стороны низкого напряжения (РУНН).

Устройство низкого напряжения может быть реализовано в следующих вариантах (для импортных устройств): на распределительных сборках серии TUR компании Schnеidеr Еlеctric от 8 до 12 отходящих линий на предохранителях с секционированием без АВР; на ячейках серии TUR (Schnеidеr Еlеctric) с АВР, реализованным на автоматических выключателях серии Mastеrpact-NT (Schnеidеr Еlеctric); на панелях щитов одностороннего обслуживания серии Щ070 (без АВР); на панелях щитов одностороннего обслуживания серии Щ070 (с АВР).

Читайте также: