Основное оборудование трансформаторных подстанций
Общие понятия Трансформаторной подстанцией называется электрическая установка, которая предназначена для преобразования энергии одного напряжения в энергию другого напряжения при неизменной частоте тока и для ее распределения. Оборудование подстанции состоит из одного или нескольких трансформаторов, распределительных устройств первичного и вторичного напряжения, устройств управления, защиты и сигнализации. Различают районные подстанции, которые снабжают электроэнергией крупные районы с промышленными, городскими и сельскохозяйственными потребителями, и подстанции местного значения, которые питают отдельные предприятия или районы города. Подстанции местного значения понижают напряжение с 220, 110, 35, 10, 6 кВ до 10; 6, 0,4/0,23 кВ. Подстанции, питающие отдельные предприятия и коммунальные нагрузки, обычно имеют первичное напряжение 10 - 6 кВ и вторичное 0,4/0,23 кВ. По принципу обслуживания подстанции подразделяют на сетевые, обслуживаемые персоналом энергосистемы, и абонентские, обслуживаемые персоналом потребителя. Количество трансформаторных подстанций (ТП) находится в прямой зависимости от размеров строительной площадки и нагрузки, приходящейся на подстанцию. При увеличении количества ТП уменьшаются расходы на устройство низковольтной сети и увеличиваются расходы на оборудование ТП. Для выбора количества ТП составляют несколько вариантов расчета и выбирают вариант с наименьшими капитальными затратами, обеспечивающий бесперебойное питание ответственных потребителей. Для крупных сосредоточенных потребителей (карьеры, компрессорные и насосные станции, производственные предприятия) обычно сооружают отдельные ТП.
Для равномерной рассредоточенной нагрузки, получающей энергию по сети 380/220 В, расстояние между подстанциями при наименьших затратах не превышает 800 м. Подстанции с одним_трансформатором имеют меньшую стоимость и меньшую надежность питания по сравнению с двухрансформаторными подстанциями. По степени надежности электроснабжения подразделяют все электроприемники на три категории. К первой категории относятся потребители, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, брак выпускаемой продукции, повреждение оборудования или длительное расстройство сложного технологического процесса; ко второй категории - потребители, перерыв в электроснабжении которых связан с существенным снижением выпуска продукции, простоем людей и механизмов; к третьей категории относятся все остальные нагрузки. Для обеспечения надежности питания потребителей первой категории на подстанции устанавливают два трансформатора. Если мощность потребителей первой категории превышает 50% суммарной нагрузки, то мощность каждого трансформатора должна быть не меньше суммарной нагрузки. Для выбора мощности трансформаторов необходимо знать установленную мощность РУС и коэффициент спроса КС. Установленную мощность находят суммированием номинальных мощностей приемников по группам (освещение, двигатели одного назначения), исключая резервные мощности. Не все приемники в одной группе включаются одновременно, а силовые потребители загружаются полностью. Максимально возможную электрическую нагрузку данной группы потребителей определяют с помощью коэффициента спроса. Коэффициент спроса учитывает одновременность включения приёмников, значение загрузки, к. п. д. приемника и к. п. д. электросети и определяется по формуле:
,
где К 0 - коэффициент одновременности, представляющий отношение максимального числа одновременно работающих приемников ко всему количеству приемников; К З - коэффициент загрузки, представляющий отношение потребляемой мощности к номинальной мощности приемника; η ПР - к. п. д. электроприемника; η С - к. п. д. сети.
Коэффициенты спроса для различных групп потребителей приведены в справочниках. Расчетную активную мощность Р расч, кВт, определяют суммированием произведений установленной мощности Р УС и коэффициента спроса К Скаждой группы потребителей:
Кажущаяся мощность, кВА, по которой выбирают трансформаторы, определяется по формуле:
,
где Qрасч - реактивная мощность, кВАр
При одном трансформаторе на подстанции:
При двух трансформаторах:
Основное оборудование трансформаторных подстанций
Силовые трансформаторы предназначены для преобразования напряжения (без изменения частоты тока) до значения, удобного для питания потребителей. На объектах транспортного строительства наибольшее распространение имеют двухобмоточные трехфазные трансформаторы с первичным напряжением 3, 6 или 10 кВ и вторичным 400/230 или 600 В для питания двигателей малой и средней мощности. Трансформаторы характеризуются номинальной мощностью, первичным и вторичным напряжением, напряжением короткого замыкания и группой соединения. Внутри бака силового трехфазного трансформатора (рисунок 13.1) закреплен трехстержневой сердечник.
Рисунок 13.1
На рисунке 13.1 обозначены: 1 - термометр; 2 и 4 - проходные изоляторы; 3 - переключатель для изменения коэффициента трансформации; 5 - маслоуказатель; 6 - расширитель; 7 - радиаторы; 8 - бак; 9 - сердечник; 10 - обмотка высшего напряжения; 11 - обмотка низшего напряжения На каждом стержне концентрически расположены обмотки высокого и низкого напряжения, а их выводы присоединены к проходным изоляторам. К баку, заполненному трансформаторным маслом, прикреплены радиаторы.
Трансформаторное масло служит для охлаждения обмоток трансформатора и сердечника и для изоляции обмоток между собой и стенками бака. К крышке бака через трубопровод присоединен расширитель. На расширителе установлен указатель уровня масла.
Для предотвращения несчастных случаев и крупных аварий при пробое изоляции и замыкании обмоток высокого и низкого напряжения при изолированной нейтрали устанавливают пробивной предохранитель, который присоединяют к заземленному корпусу Для регулирования напряжения каждая фаза первичной обмотки высокого напряжения имеет три вывода и переключатель 0, с помощью которого можно изменять число витков первичной обмотки (рисунок 13.2).
Рисунок 13.2
При включении трансформаторов на параллельную работу необходимо выполнение следующих условий: идентичности групп соединений и соотношения мощностей не более 1: 3, равенства первичных напряжений и коэффициентов трансформации или различия последних не более чем на ±0,5%; различия напряжений короткого, замыкания не более чем на ±10% от среднего арифметического значения напряжения короткого замыкания, включаемых на параллельную работу трансформаторов. Перед включением трансформаторов должна быть произведена их фазировка. Высоковольтные выключатели предназначены для включения и отключения цепей напряжением выше 1000 В при рабочих режимах и автоматического отключения при коротких замыканиях и недопустимых перегрузках. Большинство выключателей заполняют трансформаторным маслом (масляные выключатели), у которых оно служит для изоляции токоведущих частей между собой и заземленным корпусом (многообъемные масляные выключатели) или только для гашения дуги (малообъемные масляные выключатели). У малообъемных масляных выключателей токоведущие части изолируют фарфоровыми изоляторами. Высоковольтные выключатели включаются ручными или электромагнитными приводами. Выключатели выбирают по току и напряжению и проверяют на возможность отключения наибольшего тока короткого замыкания. Выключатели нагрузки предназначены только для включения и отключения токов, не превышающих номинальное значение, защита от коротких замыканий и перегрузок производится предохранителями.
Разрядники предназначены для защиты изоляции электроустановок от перенапряжений. После срабатывания и ликвидации перенапряжения разрядник сразу же восстанавливает нормальную изоляцию сети по отношению к земле. Разрядник представляет собой элемент с ослабленной изоляцией, который при перенапряжении пробивается, не повреждаясь, и тем самым предохраняет от пробоя изоляцию электрических машин и аппаратов. Разрядники бывают трубчатые и вилитовые. Трубчатые разрядники устанавливают на опорах ЛЭП и присоединяют к каждой фазе линий. Измерительные трансформаторы применяют в высоковольтных цепях переменного тока для питания измерительных приборов, реле. Применение измерительных трансформаторов позволяет изолировать измерительные приборы от цепей высокого напряжения, расположить их на большом расстоянии от места измерения, использовать более простые, надежные и точные приборы и обеспечить безопасность обслуживания. Один из выводов вторичной обмотки измерительных трансформаторов заземляют, чтобы защитить обслуживающий персонал и предотвратить повреждение приборов при пробое изоляции между первичной и вторичной обмотками трансформатора. Для питания вольтметров, параллельных обмоток счетчиков используют трансформаторы напряжения, для питания амперметров, последовательных обмоток счетчиков - трансформаторы тока. Трансформаторы напряжения применяют в установках выше 380 В. Они представляют собой однофазные или трехфазные трансформаторы с вторичным номинальным напряжением в большинстве случаев 100 В. Сердечник трансформатора напряжения набирают из высококачественной электротехнической стали для повышения точности преобразования первичного напряжения во вторичное. Класс точности измерительного трансформатора показывает погрешность в процентах; трансформаторы напряжения имеют четыре класса точности: 0,2; 0,5; 1 и 3. Номинальный коэффициент трансформации трансформатора напряжения указан на его щитке и представляет собой отношение первичного номинального напряжения к вторичному номинальному напряжению. Для трансформатора напряжения с определенным коэффициентом трансформации выпускают приборы с обмоткой, рассчитанной на 100 В. Шкала такого прибора отградуирована в значениях первичного измеряемого напряжения в соответствии с коэффициентом трансформации, что указывается на шкале прибора. При необходимости переградуируют прибор со шкалой на 100 В перемножением показаний шкалы на коэффициент трансформации трансформатора напряжения, к которому будет подключен прибор.
Обмотки трансформатора напряжения обычно соединены звездой, приборы к вторичной обмотке подключают параллельно на линейное или фазное напряжение. Трансформаторы тока (рисунок 13.2) применяют для измерения тока в цепях установок напряжением выше 380 В и многоамперных цепях установок напряжением ниже 380 В. Первичную обмотку подключают последовательно в измеряемую цепь, токовые обмотки приборов включают во вторичную обмотку тоже последовательно. Трансформаторы тока выпускают пяти классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 5.
Рисунок 13.2
Особенностью трансформаторов тока является отсутствие зависимости первичного тока от вторичного, вторичный же ток пропорционален первичному току. При замене прибора без отключения цепи необходимо замкнуть накоротко перемычками на специальных выводах вторичную обмотку трансформатора тока или прибор (показаны штриховой линией) и после этого отсоединить прибор. Если вторичную обмотку трансформатора тока не используют, то она должна быть закорочена. В зависимости от характера работ электроснабжение объекта осуществляется от стационарных или передвижных ТП. Стационарные ТП бывают открытого или закрытого типа. Открытые ТП могут быть пристроены к производственному помещению. Трансформатор присоединяют к источнику питания кабелем или к воздушной линии через разъединители и высоковольтные предохранители. Выводы низкого напряжения соединяют шинами с распределительным устройством низкого напряжения, расположенным внутри помещения, через проходные изоляторы. Потребители получают питание из распределительного устройства с помощью кабеля. Наиболее совершенными являются комплектные трансформаторные подстанции (КТП) для установки в закрытых помещениях и для наружной установки. КТП имеют полностью смонтированное оборудование в металлических ячейках. Для включения КТП в работу необходимо ее установить и подключить к питающей линии и к линиям низкого напряжения. КТП обеспечивает максимальную безопасность при производстве ремонтных работ; доступ к оборудованию возможен в том случае, если снято напряжение. Передвижные подстанции предназначены для питания перемещающихся потребителей, их используют для питания земснарядов, экскаваторов, электроснабжения карьеров. Передвижные подстанции устанавливают на полозьях или перевозят на автомашинах, прицепах. Они должны быть компактны и удобны при обслуживании. В металлической ячейке передвижной ТП установлены трансформатор, разъединитель, предохранители, проходные изоляторы вводов и низковольтный распределительный щит. Ввод может быть воздушным или кабельным. 13.3 Правила эксплуатации и безопасности при обслуживании трансформаторных подстанций Перед включением в эксплуатацию трансформаторов мощностью до 630 кВА включительно после монтажа или капитального ремонта должны быть произведены: химический анализ и испытание на электрическую прочность масла из баков и маслонаполненных вводов; измерения сопротивлений изоляции обмоток, ярмовых балок и доступных стяжных болтов; осмотр цепей первичных и вторичных соединений, измерение сопротивления изоляции и испытание повышенным напряжением; проверка измерительных приборов; испытание релейной защиты; проверка работы приводов выключателей и разъединителей; фазировка трансформатора; осмотр трансформатора после его включения в горячем состоянии с проверкой плотности швов, состояния прокладок, фланцевых соединений. Все маслонаполненные трансформаторы, оборудованные расширителем, должны иметь термометры для измерения температуры масла. При наличии под трансформаторами маслоприемных устройств маслоотводы и дренаж должны содержаться в исправном состоянии. В зависимости от графика нагрузки в целях снижения потерь в трансформаторах для каждой установки должно быть определено количество одновременно работающих трансформаторов. Трансформаторные установки оснащают противопожарными средствами в соответствии с требованиями пожарной охраны. Осмотр основных трансформаторов без их отключения в установках с дежурным персоналом должен производиться один раз в сутки, остальных трансформаторов - один раз в 5 суток. Осмотр трансформаторов в установках без дежурного персонала производится не реже одного раза в месяц и трансформаторных пунктов - не реже одного раза в 6 месяцев. При эксплуатации ТП необходимо выполнять общие Правила электробезопасности и пожарной безопасности.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|