Выбор электрической аппаратуры понижающих трансформаторных подстанций реферат

Обновлено: 02.07.2024

относительной легкостью ее получения, преобразования и возможностью ее
передачи на большие расстояния. Огромную роль в системах
электроснабжения играют электрические подстанции - электроустановки,
предназначенные для преобразования и распределения электроэнергии.
Электрическая подстанция — часть системы передачи и распределения
электрической энергии, в которой происходит повышение или понижение
значения электрического напряжения с использованием трансформаторов.
Различают два вида электрической подстанции: распределительная и
трансформаторная. Распределительная подстанция работает на одном
напряжении и служит узлом для потребителей и других подстанций. На
трансформаторной используются трансформаторы для повышения или
понижения напряжения. Чаще всего встречаются совмещенные подстанции.
Они являются важным звеном в системе электроснабжения. При
проектировании подстанции стараются использовать типовые решения,
схемы и элементы, что приводит к унификации оборудования подстанции и
как следствие к удешевлению обслуживания и проектировочной стоимости.
Но на практике, при проектировании подстанции приходится учитывать
особенности месторасположения и другие исходные условия.

Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

Выбор сечения шин производится по нагреву (по допустимому току), т. е. должно выполняться условие. В нашем случае А. по /1, с.624/ выбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения, окрашенные, однополюсные расположенные горизонтально большой гранью полосы в горизонтальной плоскости. Характеристики данных шин представлены в таблице 4. Данная курсовая работа позволит научиться производить выбор… Читать ещё >

Выбор оборудования подстанции ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение

Курсовая работа

Выбор оборудования подстанции Пояснительная записка Выполнил студент гр. ЭМ 12−2

А.Г. Иптышев Проверил А. А. Егонский

Задание

Для заданной узловой подстанции произвести:

1. Выбор силовых трансформаторов (автотрансформаторов).

2. Расчет токов нормального и послеаварийного режима в отходящих линиях, линиях связи, в цепях трансформатора.

3. Выбор токоведущих частей в распредустройствах (РУ).

4. Выбор и проверку коммутационной аппаратуры.

5. Выбор трансформаторов тока и напряжения.

6. Выбор схем распределительных устройств.

Исходные данные и предварительная схема подстанции представлены в таблицах 1 и 2, а также на рисунке 1.

Таблица 1 — Исходные данные

Таблица 2 — Токи короткого замыкания в соответствующих узлах

оборудование трансформатор подстанция узловая Рисунок 1 — Схема подстанции.

Задание
Введение
1. Определение мощности подстанции и выбор силовых трансформаторов
2. Расчет токов на шинах трансформатора и в линиях
2.1 Определение тока нормального режима и с учетом перегрузки для стороны высокого напряжения (ВН) 220 кВ, в цепи трансформатора
2.2 Определение тока нормального режима и с учетом перегрузки для стороны среднего напряжения (СН) 35 кВ, в цепи трансформатора
2.3 Определение тока нормального режима и с учетом перегрузки для стороны низкого напряжения (НН) 10 кВ, в цепи трансформатора
2.4 Расчет тока в линиях связи
2.5 Расчет тока в линиях среднего 35 кВ и низкого 10 кВ напряжения
3. Выбор сборных шин распределительных устройств
3.1 Выбор сборных шин на стороне НН 10 кВ
3.2 Выбор сборных шин на стороне среднего напряжения (35 кВ)
3.3 Выбор сборных шин на стороне высокого напряжения (220 кВ)
4. Выбор выключателей
4.1 Выбор выключателей на стороне низкого напряжения (10 кВ)
4.2 Выбор выключателей на стороне среднего напряжения (35 кВ)
4.3 Выбор выключателей на стороне высокого напряжения (220 кВ)
5. Выбор разъединителей
5.1 Выбор разъединителей на стороне СН 35 кВ
5.2 Выбор разъединителей на стороне ВН 220 кВ
6. Выбор контрольно-измерительных приборов на подстанции
6.1 Выбор трансформатора тока
6.2 Выбор трансформаторов напряжения
7. Выбор главной схемы РУ
Список использованных источников

В условиях формирования рыночных отношений в России обострились вопросы потребления больших энергетических мощностей. Большое потребление электроэнергии обязывает вводить в эксплуатацию более мощные генерирующие источники, вести строительство новых линий электропередач большей пропускной способности. Передача электроэнергии по линиям электропередач осуществляется на повышенном напряжении, а генерация электроэнергии из-за сложности изоляции электрических машин осуществляется на среднем напряжении, потребление электроэнергии также осуществляется на низком либо среднем напряжении. Таким образом, необходимо осуществить промежуточную трансформацию (преобразование одного класса напряжения в другой), такие вопросы решает силовой трансформатор или автотрансформатор, устанавливаемый в промежуточных узлах. Промежуточным узлом между генерирующими источником и потребителем, а также между крупными энергетическими системами является электрическая подстанция.

Электрическая подстанция представляет собой большую электрическою схему соединения различных электрических аппаратов (трансформаторов, коммутационных аппаратов, компенсирующих устройств (для выравнивания уровня напряжения и повышения пропускной способности линий электропередач), измерительной аппаратуры, средств автоматики и релейной защиты, и многое другое). Подстанцию включает в себя распределительные устройства, которые в свою очередь подразделяются на открытые и закрытые.

При проектировании новой подстанции и модернизации уже действующей необходимо руководствоваться новыми разработками отечественной и зарубежной промышленности. Одной из направлений по внедрению новых технологий является внедрение электрогазовых и вакуумных выключателей, позволяющие заметно уменьшить размеры распредустройств, также внедряется полимерная изоляция, применяемая как на подвесных изоляторах, так и на опорных изоляторах. Применение полимерной изоляции позволяет также сократить размеры подстанции и уменьшить сроки строительства.

Данная курсовая работа позволит научиться производить выбор основного электрического оборудования подстанции, более полно ознакомится с данным оборудованием, вести анализ и делать правильный аспект по выбору основного оборудования, использовать необходимую учебную и техническую литературу.

1. Определение мощности подстанции и выбор силовых трансформаторов

Номинальная мощность трансформаторов выбирается исходя из следующего условия, МВА,

где — мощность подстанции;

— коэффициент участия в нагрузке потребителей 1-й и 2-й категории;

К_ПЕР — коэффициент аварийной допустимой перегрузки.

По данному условию с учетом номинальных напряжений выбираем трансформаторы по /2, с.156/: ТДЦТН — 63 000/220.

ГОСТ

Оборудование электрической подстанции

Электрическая подстанция — это специальная электрическая установка, предназначенная для распределения и преобразования электрической энергии.

В состав электрической подстанции, как правило, может входить следующее оборудование:

Распределительные устройства, которые используются для приема и распределения электрической энергии. Они делятся на закрытые и открытые. Состоит распределительное устройство из системы шин (могут быть одиночными или секционированными), коммутационных аппаратов и прочего оборудования, которое необходимо для обеспечения требуемых режимов работы подстанции. На особо больших подстанции может использоваться двойная система шин — одна рабочая, а другая резервная, они соединяются между собой при помощи шиносоединительного выключателя.
Коммутационные аппараты, которые используются для проведения электрического тока и коммутации цепи. К таким устройствам относятся выключатели, разъединители, заземляющие ножи, отделители-короткозамыкатели, предохранители и т.п. Выключатели применяются для снятия нагрузки с линии. По принципу гашения электродуги они делятся на автогазовые, масляные, воздушные, вакуумные, элегазовые. Разъединители используются для создания разрыва электроцепи, а также для отключения или включения малых зарядных токов отходящей линии и намагничивающих токов трансформатора. На подстанция отделители-короткозамыкатели используются с целью создания искусственного короткого замыкания на линии питания
Трансформаторы, которые используются для преобразования напряжения — понижения или повышения. Принцип их работы основан на явлении электромагнитной индукции.
Токоограничивающие реакторы, представляющие собой катушки индуктивности, подключенные в электрическую цепь последовательно. Их основное назначение заключается в ограничении токов короткого замыкания и поддержании на шинах подстанции необходимого уровня напряжения.
Батареи статических конденсаторов. Данное оборудование применяется для поддержания требуемого уровня напряжения на отходящих линиях электропередачи и увеличения их пропускной способности, благодаря компенсации реактивной мощности.

Выбор и проверка оборудования электрической подстанции

Процесс выбора и проверки оборудования для электрической подстанции с целью корректного проектирования объекта. Данный процесс, в зависимости от условий эксплуатации и технического задания, состоит из следующих этапов:

Анализ нагрузок электроэнергии.
Выбор электрической схемы подстанции.
Выбор типа трансформаторов.
Расчет токов короткого замыкания.
Выбор силового оборудования (выключатели, трансформаторы, ограничители, распределительные устройства и т.п.)
Разработка плана размещения оборудования.
Подбор системы молниезащиты.
Расчет заземления.

Расчетные нагрузки электрической энергии — это основные исходные параметры при проектировании электрических объектов. Их определение необходимо для выбора мощности и количества агрегатов на подстанции. Результатом данного этапа является расчет полной мощности нагрузок по следующей формуле:

где:Р — активная мощность; cosф — коэффициент мощности.

На втором этапе выбирается электрическая схема подстанции, которая должна обеспечивать несколько условий: надежность электроснабжения потребителей в соответствии с их категорией; безопасность и возможность осуществления эксплуатационных и ремонтных работ; компактность; наглядность; удобство эксплуатации; экономичность; оперативная гибкость.

Готовые работы на аналогичную тему

Выбор мощности и количества трансформаторов на подстанции определяется характером и величиной электрических нагрузок, перспективой их изменения, территориальным расположением и т.п. Для этого рассчитываются коэффициент перегрузки, мощность трансформатора, определяются переменные и постоянные потери в трансформаторах. Формула для расчета мощности трансформатора выглядит следующим образом:

где: Smax – максимальная мощность; кз — коэффициент перегрузки

Расчет токов короткого замыкания производится для проверки и выбора электрических проводников и проверки чувствительности релейной защиты подстанции. Проверка на динамическую и термическую стойкость проводится по току трехфазного короткого замыкания. На данном этапе рассчитываются сопротивления линий, ток периодической составляющей трехфазного короткого замыкания, максимальный ударный ток.

Выключатели подстанции выбираются по номинальным току и напряжению. Расчет и выбор разъединителей производится по нескольким параметрам, основными из которых являются род установки, напряжение, ток, конструкция. Выбор ограничителей напряжений осуществляется по номинальному и рабочему напряжению, которые должны удовлетворять всем требованиям.

В процессе выбора системы молниезащиты осуществляются расчеты горизонтальных зон защиты. При расчете заземления определяются удельные сопротивления грунта, электродов, количество заземлителей, сопротивление растекания (по горизонтали и вертикали).

После окончания всех расчетов, подстанция запускается в тестовом режиме, в процессе которого выявляются ошибки и недочеты, подлежащие обязательному исправлению.

Функции трансформаторной подстанции сводятся к приему высокого напряжения, подводимого с помощью линий электропередачи, преобразованию его в низкое напряжение 380/220, защите оборудования подстанции и распределению электроэнергии. Как правило, на предприятиях связи применяются подстанции закрытого типа, которые могут встраиваться в основное здание или располагаться в отдельном строении. Для подстанций применяется типовое оборудование, выпускаемое промышленностью. К этому оборудованию относятся понижающие трансформаторы, высоковольтные выключатели или высоковольтные разъединители, высоковольтные предохранители, измерительные трансформаторы, разрядники для защиты воздушных вводов аппаратуры и приборы низкого напряжения.

Высоковольтные выключатели применяются для включения и отключения высоковольтных цепей. Выключатели могут срабатывать автоматически и имеют ручной привод. Для напряжений 6 и 10 кВ наибольшее распространение получили масляные выключатели, у которых размыкаемые контакты помещены в трансформаторное масло. Сочетание выбора момента размыкания контактов при переходе мгновенного значения тока через нуль и помещение контактов в масло позволяет разрывать высоковольтную цепь при больших токах. На практике применяются различные конструкции масляных выключателей, которые выбираются при конкретном проектировании. Высоковольтные разъединители представляют собой рубильники, смонтированные на высоковольтных изоляторах. Разъединители служат для обесточивания цепи при проведении работ на электрооборудовании. Пользоваться разъединителями можно только при снятой нагрузке.

Высоковольтные предохранители предназначаются для защиты от коротких замыканий и перегрузок силовых цепей. Предохранители делаются закрытого типа с наполнением, чтобы при его сгорании ограничить распыл металла.

Понижающие силовые трансформаторы предназначаются для понижения напряжения. Как правило, схема вторичной обмотки трансформатора выполнена в виде звезды с выводом нулевой точки. Конструктивное исполнение понижающих трансформаторов может быть различным.

Измерительные трансформаторы выполняют функции трансформации измеряемой величины и разделения высоковольтных и низковольтных цепей. Первичные обмотки трансформаторов выполняются в высоковольтном исполнении, а вторичные — в низковольтном. В целях безопасности вторичные обмотки измерительных трансформаторов обычно заземляются.

К подстанции подводятся две высоковольтные линии (ВЛ), которые через разъединители Q2 и Q8 поступают на шины 10 кВ. Шины между собой могут соединяться разъединителями Q6, Q7. Через разъединители Q3, Q10 и предохранители F1, F2 к шинам подсоединяются понижающие трансформаторы T1, Т2. Вторичные обмотки трансформаторов через автоматические выключатели Q5, Q12 подключаются к шинам низкого напряжения. Разъединители Q1, Q9 служат для заземления шин в случае проведения ремонтных работ.

Оборудование комплектных подстанций, как правило, располагается в отдельных камерах, изготавливаемых в заводских условиях. Корпуса камер выполняются из листовой стали. Внутри камеры размещаются коммутационная аппаратура, приборы защиты, измерения и сигнализации и делается монтаж цепей. В комплект заводской поставки входят шины.

Трансформаторные подстанции с напряжением 10 (6) кВ, которые на предприятий связи размещаются отдельно от зданий предприятия, как правило, устанавливаются на открытых площадках. Открыто установленные на охраняемых территориях трансформаторы и распределительные устройства должны ограждаться забором. Закрытые подстанции и комплектные трансформаторные подстанции (КТП), располагаемые на охраняемых территориях предприятия связи, могут не ограждаться.

Оборудование трансформаторных подстанций может встраиваться в здания предприятия связи с принятием особых мер против попадания влаги. Каждый масляный трансформатор должен устанавливаться в специально оборудованной камере. Распределительные устройства должны иметь выход наружу или в другие помещения с несгораемыми стенами и перекрытиями.

Нормативными документами предусматривается осуществлять электроснабжение потребителей особой группы первой категории от двух и более источников электроэнергии. Следовательно, возникает необходимость в устройствах, которые могут автоматически подключать нагрузку к любому исправному источнику. Такие устройства получили название устройств автоматического включения резерва (АВР).

Основные требования, которым должны отвечать АВР, можно сформулировать следующим образом. АВР должны иметь:

• установку величины контролируемого напряжения;

• контроль правильности чередования фаз;

• возможность установки приоритета любого из входов, включая управление дизель-генераторной станции;

• индикацию режима работы и состояния входов АВР;

• защиту источников от перегрузок и коротких замыканий;

• механическую и электронную блокировки переключающих контакторов.

На предприятиях связи установка АВР производится на стороне низкого напряжения.

В нормальном режиме работы нагрузки получают питание от ввода переменного тока внешней сети. Если во внешней сети пропадает электроэнергия, то размыкается контакт К1 и замыкается контакт К2. Одновременно с этим выдается команда на запуск дизель генераторной электростанции, которая замещает поврежденную внешнюю сеть. При восстановлении напряжения на вводе внешней сети контакт К2 размыкается, контакт К1 замыкается, нагрузка вновь получает питание от сети, и АДЭС останавливается.

При использовании АВР должны быть приняты меры, исключающие возможность замыкания между собой двух независимых источников друг на друга, причем блокировка может быть как электрической, так и механической.

Схема позволяет подключать нагрузки к любому из двух источников, имеющихся в электроустановке предприятия связи. Предположим, что от двух источников электроснабжения (ввод 1, ввод 2) подается напряжение требуемого качества. В атом случае контакты реле контроля напряжения K1, К2 и КЗ замкнуты и обмотка контактора К4 находится под напряжением. Нагрузки через контакты К4 питаются от первого источника (ввод 1). Нормально замкнутые контакты реле контроля напряжения и нормально замкнутый блок-контакт контактора. К4, включенные в цепь обмотки контактора К5, разомкнуты и обмотка этого контактора обесточена. При отключении напряжения любой из фаз источника 1 отпускает соответствующее реле контроля напряжения, обесточивается обмотка контактора К4 и его контакты размыкаются. После отпускания реле контроля напряжения его нормально замкнутые контакты через блок-контакт контактора К4 подают напряжение на обмотку контактора К5 и. его контакты подключают нагрузку ко второму источнику.

Суммарное время переключения нагрузки может достигать 0,6. 0,8 с. Устройство требует регулировки и чистки контактов, обладает сравнительно невысокой надежностью. В настоящее время на объектах связи широко внедряются устройства АВР, реализованные на автоматических выключателях с приводом, управление которыми осуществляется специализированными контроллерами. В устройствах бесперебойного электропитания переменным током — UPS широко применяются полупроводниковые АВР (статические байпасы), характеризующиеся большим быстродействием и более высокой надежностью. Такие АВР реализуются на тиристорах, управление которыми осуществляется транзисторами и микроконтроллерами. Переключающими элементами АВР служат пары встречно-параллельных тиристоров. Управление тиристорами осуществляется от специальной управляющей схемы (УУ). Так как АВР по принципу действия являются коммутаторами со свободным (естественным) спаданием тока через тиристорные ключи при прекращении подачи на них управляющих импульсов, то их также называют тиристорными коммутаторами с естественной коммутацией (ТКЕ).

В нормальных условиях питание нагрузки производится от основного источника через пары VS1-VS2, VS3-VS4, VS5-VS6. При отклонении напряжения основного источника за установленные пределы, контролируемые датчиками Д1-ДЗ, устройство управления УУ прерывает подачу импульсов управления на тиристоры ключей основного источника и в момент прохождения мгновенного значения тока через ноль, тиристоры закрываются. Устройство управления начинает выдавать импульсы управления на ключи VS7-VS12, подключающие нагрузку к резервному источнику. При срабатывании АВР время пропадания напряжения на нагрузке не превышает: по трем фазам — 3 мс, по одной фазе — 10 мс. В устройстве предусмотрена выдержка времени на срабатывание до 1 с, если отклонения контролируемого напряжения лежат в пределах от +10/-15 % до ±25 % номинального значения. Полупроводниковые АВР выполняются на токи 50 и 100 А; потери мощности не превышают 3 %.

Для автоматического отключения нагрузки при недопустимых отклонениях напряжения или тока применяются отключающие устройства типа ТКИ, представляющие собой тиристорные контакторы с искусственной коммутацией тиристоров. В его состав входят трехфазный тиристорный ключ К, схема контроля напряжения и тока нагрузки СК, схема управления СУ тиристорным ключом и вспомогательное зарядное устройство ЗУ.

Схема работает следующим образом. Если напряжение находится в заданных пределах, то схема управления СУ выдает на трехфазный ключ К импульсы, которые поочередно открывают тиристоры и напряжение поступает в нагрузку. Как только напряжение на нагрузке выходит за допустимые пределы, схема управления дает команду на разряд конденсаторов, которые входят в состав ключа К, в результате чего проводящие в этот момент Тиристоры ключа К закрываются. Одновременно с этим блокируется подача управляющих импульсов на другие тиристоры и нагрузка отключается от источника. В устройстве предусмотрена выдержка времени, чтобы не было срабатываний от кратковременных импульсов перенапряжения, амплитуды которых лежат в пределах до 25 % от допустимых значений. Время отключения нагрузки не более 1 мс.

Используемая литература: Электропитание устройств и систем телекоммуникаций:
Учебное пособие для вузов / В. М. Бушуев, В. А. Демянский,
Л. Ф. Захаров и др. — М.: Горячая линия—Телеком, 2009. —
384 с.: ил.

В настоящее время в РУ 10(6) кВ широко применяются комплектные распределительные устройства (КРУ). КРУ 10 (6) кВ предназначены для работы в РУ 10(6) кВ с изолированной или заземленной через дугогасительный реактор нейтралью. КРУ набираются из отдельных камер, в которые встроены электротехническое оборудование, устройства релейной защиты и автоматики, измерительные приборы и т.п. Камеры КРУ определенной серии имеют аналогичную конструкцию основных узлов и, как правило, одинаковые габаритные размеры.

В зависимости от конструктивного исполнения все КРУ можно разделить на три группы: 1) стационарного исполнения; 2) выкатного исполнения; 3) моноблоки, заполненные элегазом. В КРУ стационарного исполнения коммутационные аппараты, трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд небольшой мощности устанавливаются в камерах неподвижно. В КРУ выкатного исполнения оборудование устанавливается на выкатных тележках. КРУ в виде моноблока представляет собой компактное распределительное устройство на три – пять присоединений, заполненное элегазом. Комплектные распределительные устройства выпускаются как для внутренней (КРУ), так и наружной (КРУН) установки.

КРУ стационарного исполнения напряжением 10 (6) кВ применяются на трансформаторных подстанциях при небольшом числе присоединений. В настоящее время промышленностью выпускаются КРУ этого исполнения следующих серий: КСО серии 300; КСО серии 200; серии КРУ/ТЕL.

КРУ выкатного исполнения напряжением 10 (6) кВ применяются на трансформаторных подстанциях с большим числом присоединений. Основным достоинством КРУ этого типа является быстрая взаимозаменяемость оборудования, установленного на выкатной тележке. Применение в них специальных скользящих контактов штепсельного типа позволило значительно повысить надежность КРУ данной группы. Промышленностью выпускаются КРУ выкатного исполнения различных серий, например, К-59, К-61, К-63, К-61М, К-66, К-104М, К-105, К-ХХVI, К-ХХVII и др.

КРУ 10 (6) кВ различного исполнения имеют широкий диапазон технических характеристик и схем первичных соединений камер. В состав КРУ, предназначенных для приема и распределения электроэнергии, входят, например, камеры для подключения отходящих линий (ВЛ), трансформаторных вводов (ТВ), установки секционного выключателя (СВ) и секционного разъединителя (СР), измерительного трансформатора напряжения (ТН), трансформатора собственных нужд (ТСН) и др. Подробно технические характеристики, схемы первичных соединений камер и ячеек различных КРУ, а так же рекомендации по выбору КРУ приведены в [3].

Наряду с КРУ 10 (6) кВ промышленность начала выпускать КРУ напряжением 35 кВ серии К-65, серии КУ35 и др. Данные КРУ могут применяться для комплектования трансформаторных подстанций напряжением 35/6(10) кВ, 110/35/6(10) кВ, 220/35/6(10) кВ.

Подстанции

Главная схема трансформаторной подстанции и оборудование главной схемы, принятое к установке на подстанции, определяют надежность электрической части подстанции, ее экономичность, ремонтопригодность, безопасность обслуживания, удобство эксплуатации, возможность ее дальнейшего расширения и т.д. Если выбор главной схемы трансформаторной подстанции, например с двумя напряжениями ВН/НН, сводится к выбору одной из существующих типовых схем РУВН и, как правило, КРУ (см. подразд. 1.2 и 1.3), то выбор и проверка оборудования главной схемы – достаточно сложная задача, которая должна основываться на выполнении различных расчетов.

К оборудованию главных схем трансформаторных подстанций относятся силовые трансформаторы, токоведущие части и изоляторы, высоковольтные силовые выключатели, разъединители, короткозамыкатели, отделители, разрядники и ограничители перенапряжения, измерительные трансформаторы напряжения и тока и измерительные приборы.

Силовые трансформаторы

Силовой трансформатор – это электрический трансформатор, предназ-наченный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения одной и той же частоты, с помощью которого в силовых электрических сетях и электроустановках осуществляется передача электроэнергии переменного тока без изменения ее мощности. По количеству обмоток на трансформаторных подстанциях могут устанавливаться двухобмоточные и трехобмоточные трансформаторы, двухобмоточные трансформаторы с расщепленной на две части обмоткой НН (эти трансформаторы на подстанциях могут использоваться в режимах работы с расщеплением и без расщепления) и автотрансформаторы. Условные обозначения трансформаторов и автотрансформаторов показаны на рис. 1.9.

Рис. 1.9. Условные обозначения трансформаторов:

а) двухобмоточный; б) трехобмоточный; в) двухобмоточный в режиме работы с расщеплением; г) двухобмоточный в режиме работы без расщепления;

В условном обозначении трансформатора содержится практически вся информация о нем: например, ТДТН-16000/110-У1 – трехфазный трансформатор (Т) с системой охлаждения Д, трехобмоточный (Т), с регулированием напряжения под нагрузкой (Н), номинальной мощностью 16000 кВ , напряжением ВН 110 кВ, климатическое исполнение У (умеренный климат), категория размещения 1 (на открытом воздухе).

Разъединители

Разъединитель – это высоковольтный коммутационный аппарат, имеющий в своей конструкции главные и заземляющие ножи и предназначенный для включения и отключения обесточенных участков электрической цепи. С помощью главных ножей разъединителя создается видимый разрыв электрической цепи; с помощью заземляющих ножей обеспечивается заземление отключенных участков электрической цепи. От надежности работы разъединителей зависит, в том числе, и надежность работы трансформаторной подстанции, поэтому к ним предъявляются следующие требования:

1) электрическая прочность видимого разрыва в воздухе должна соответствовать максимальному импульсному напряжению;

2) должны обладать необходимой электродинамической и термической стойкостью токам КЗ;

3) не должны допускать самопроизвольных отключений;

4) должны обеспечивать четкое включение и отключение как в нормальных условиях, так и в наихудших условиях работы (обледенение, снег, ветер).

Разъединители по числу полюсов могут быть одно- и трехполюсными, по роду установки – для внутренней и наружной установки, по конструкции – рубящего, поворотного, катящегося, пантографического и подвесного типа. По способу установки различают разъединители с вертикальным и горизонтальным расположением ножей.

Для внутренней установки в закрытых РУ и КРУ применяют однополюсные (серии РВО) или трехполюсные (серии РВ, РВК, РВРЗ и др.) разъединители рубящего типа. Трехполюсные разъединители могут выполняться на общей раме или на отдельных рамах для каждого полюса. При этом отдельные полюсы объединяются общим валом, связанным с приводом разъединителя.

Для наружной установки широко применяются разъединители горизонтально-поворотного типа серии РНДЗ, выпускаемые на напряжения 10-750 кВ. Эти разъединители имеют, по сравнению с другими, меньшие габариты и относительно простой механизм управления. Наряду с разъединителями серии РНДЗ для наружной установки применяются разъединители горизонтально-поворотного типа серий РГ и РГН на напряжение от 35 до 220 кВ включительно. В установках 330 кВ и выше находят применение разъединители полупантографического типа с горизонтальным разъемом главных ножей серии РПГ. Для наружной установки так же применяются разъединители подвесного типа серии РПН.

Включение и отключение главных ножей разъединителя осуществляется электродвигательным приводом (ПДВ), позволяющим производить эти операции дистанционно. Для управления заземляющими ножами используется рычажный привод (ПР), состоящий из системы рычагов, передающий движение от рукоятки к валу, или червячный привод (ПЧ). При этом заземляющие ножи имеют механическую блокировку, не разрешающую включать их при включенных главных ножах. Кроме того, во включенном и отключенном положении разъединитель фиксируется системой рычагов привода, чтобы исключить самопроизвольное включение или отключение разъединителя.

Разъединители применяются в высоковольтных распределительных устройствах для секционирования шин (шинный разъединитель) и переключения электрических линий (линейный разъединитель) с одной системы шин распределительного устройства на другую. В отдельных случаях с помощью разъединителей отключают небольшие токи (например, токи намагничивания трансформаторов небольшой мощности или токи ненагруженных линий небольшой длины). Условные обозначения разъединителя показаны на рис. 1.12.

Рис. 1.12. Условные обозначения разъединителя: а) контакт разъединителя;

б) с одним заземляющим ножом; в) с двумя заземляющими ножами

Трансформаторов

2.1. Выбор (проверка) числа трансформаторов, установленных

На подстанции

Все потребители электрической энергии по надежности электроснабжения делятся на три категории:

1) к I категории относятся потребители, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. К особой группе внутри потребителей I категории относятся потребители, бесперебойная работа которых необходима для штатной остановки производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

2) во II категорию входят потребители, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям машин и персонала, нарушению нормальной жизнедеятельности населения.

3) к III категории относят все остальные потребители, не подходящие под определения I и II категорий.

Потребители I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы потребителей I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

Потребители II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для потребителей II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток допускается питание потребителей II категории от одного трансформатора.

Для потребителей III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Обычно на подстанции устанавливают один или два трансформатора. Количество трансформаторов на подстанции определяется категориями надежности потребителей подстанции. Из экономических соображений понизительные подстанции выполняются с числом трансформаторов . Однотрансформаторные подстанции применяют: 1) для питания потребителей III категории надежности, если перерыв электроснабжения не превышает 1 суток, и 2) для питания потребителей любых категорий надежности через замкнутые сети, подключенные к двум или более подстанциям. Два трансформатора устанавливают на подстанциях, питающих потребители I или II категории и не имеющих на вторичном напряжении связи с другими подстанциями. Чтобы оба трансформатора могли надежно резервировать друг друга, их запитывают от независимых источников по не зависящим друг от друга линиям. Ввиду того, что взаимное резервирование трансформаторов должно быть равнозначным, на подстанциях устанавливают трансформаторы одинаковой мощности.

1) при наличии в составе потребителей подстанции потребителей I, II и III категории надежности на подстанции, как правило, устанавливают два трансформатора одинаковой мощности;

2) при наличии в составе потребителей подстанции потребителей только II и III категории надежности – один трансформатор при условии резервирования питания на стороне НН от соседней подстанции;

3) при наличии в составе потребителей подстанции потребителей только II и III категории надежности и отсутствии резервирования на стороне НН от соседней подстанции – два трансформатора одинаковой мощности.

2.2. Выбор (проверка) номинальной мощности трансформаторов

Силовые трансформаторы без ущерба для нормального срока службы способны работать в течение части суток с нагрузкой, превышающей их номинальную нагрузку, если в другую часть суток их нагрузка равна или меньше номинальной. Если при выборе и в процессе эксплуатации трансформаторов руководствоваться только их номинальной мощностью, они будут недоиспользованы. Основным фактором, определяющим требуемую номинальную мощность трансформатора на однотрансформаторной подстанции, является максимально допустимая для него систематическая нагрузка при его работе в нормальном режиме; для трансформаторов на двухтрансформаторной подстанции – максимально допустимая систематическая нагрузка и аварийная перегрузка при работе подстанции в нормальном и аварийном режимах. По ГОСТ 14209-97 требуемая номинальная мощность определяется исходя из допустимого дополнительного износа (теплового старения) изоляции трансформатора за время его перегрузки с учетом температуры окружающей среды, системы охлаждения трансформатора и формы суточного графика нагрузки.

Выбор (проверка) номинальной мощности трансформаторов обычно выполняется в два этапа: на первом этапе выбирают номинальную мощность трансформаторов по расчетной мощности подстанции с учетом работы трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; на втором этапе номинальную мощность трансформаторов проверяют на допустимую систематическую нагрузку и аварийную перегрузку по известному суточному графику нагрузки с учетом тех же режимов работы трансформаторов подстанции.

Подстанции

Главная схема трансформаторной подстанции должна: 1) обеспечивать требуемую надежность электроснабжения в соответствии с категориями надежности потребителей; 2) обеспечивать возможность транзита мощности в нормальном, ремонтном и аварийном режимах; 3) учитывать перспективу развития подстанции и др.

Главная схема подстанции с двухобмоточными трансформаторами состоит (см. рис. 1.2,а) из распределительного устройства высшего напряжения (РУВН), обеспечивающего питание силового трансформатора (одного или нескольких), и распределительного устройства низшего напряжения (РУНН), распределяющего электроэнергию по потребителям. Обычно РУВН напряжением 35 кВ и выше выполняются открытыми (ОРУ), а РУ 10 (6) кВ выполняются с использованием комплектных распределительных устройств. При этом комплектные распределительные устройства могут выполняться как для наружной установки (КРУН), так и для установки в закрытых помещениях (КРУ).

Выбор схемы РУВН подстанции

Таблица 3.1. Типовые схемы РУВН напряжением 35 кВ и выше

Читайте также: