Меню

Первичное и вторичное оборудование подстанций

вторичная система электростанции (подстанции)

3.5 вторичная система электростанции (подстанции): Совокупность устройств управления, сигнализации, автоматики, защиты и измерений электростанции (подстанции), связанных между собой вторичными цепями.

3.6 вторичная система электростанции (подстанции) : Совокупность устройств управления, сигнализации, автоматики, защиты и измерений электростанции (подстанции), связанных между собой вторичными цепями.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое «вторичная система электростанции (подстанции)» в других словарях:

вторичная система электростанции (подстанции) — Совокупность устройств управления, сигнализации, автоматики, защиты и измерений электростанции (подстанции), связанных между собой вторичными цепями. [ГОСТ 24291 90] Тематики электроснабжение в целом EN secondary equipmentsecondary… … Справочник технического переводчика

вторичная система электростанции — 19 вторичная система электростанции [подстанции] Совокупность устройств управления, сигнализации, автоматики, защиты и измерений электростанции [подстанции], связанных между собой вторичными цепями Источник: ГОСТ 24291 90: Электрическая часть… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 24291-90: Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения — Терминология ГОСТ 24291 90: Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения оригинал документа: 4 (электрическая) подстанция; ПС Электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СТО 17330282.27.140.008-2008: Системы питания собственных нужд ГЭС. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования — Терминология СТО 17330282.27.140.008 2008: Системы питания собственных нужд ГЭС. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования: 3.1 авария в энергосистеме: Нарушение нормального режима работы всей или значительной части … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СТО 70238424.29.220.20.001-2009: Аккумуляторные установки электрических станций. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования — Терминология СТО 70238424.29.220.20.001 2009: Аккумуляторные установки электрических станций. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования: 3.1 аккумулятор (элемент) : Совокупность электродов и электролита, образующая… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

сеть — 3.48 сеть (network): Совокупность систем связи и систем обработки информации, которая может использоваться несколькими пользователями. Источник: ГОСТ Р ИСО/ТО 13569 2007: Финансовые услуги. Рекомендации по информационной безопасности 3.13 Сеть TN … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Электроэнергетика — Тепловая электростанция и ветрогенераторы в Германии Электроэнергетика … Википедия

Атомная электростанция — См. также: Список АЭС мира Страны с атомными электростанциями … Википедия

Геотермальная энергетика — Несьявеллир ГеоТЭС, Исландия Геотермальная энергетика направление энергетики, основанное на производстве … Википедия

Топливная промышленность — Топливно энергетический комплекс (ТЭК) это сложная система, включающая совокупность производств, процессов, материальных устройств по добыче топливно энергетических ресурсов (ТЭР), их преобразованию, транспортировке, распределению и… … Википедия

Источник



Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Первичное оборудование

Первичное оборудование ( генераторы, трансформаторы, выключатели, разъединители, реакторы, шины, силовые кабели и пр. [1]

Для управления первичным оборудованием и контролем за его работой применяют специальные аппараты и приборы, которые называются вторичными, а цепи, соединяющие их между собой я с управляемыми — первичными аппаратами-вторичными цепями. [2]

На электрических станциях и подстанциях управление и контроль первичным оборудованием централизованы и, как правило, ведутся из одного места, со щита управления. [4]

Устройства релейной защиты и автоматики дешевы по сравнению с первичным оборудованием , которое ими обслуживается. Даже относительно небольшие изменения в первичном оборудовании и схемах энергосистем приводят к значительным изменениям требований, предъявляемых к устройствам релейной защиты и автоматики, а следовательно, к существенному изменению их конструкций. Как показывает опыт, устройства релейной защиты и автоматики быстро меняются и совершенствуются, что требует от инженера, работающего в области релейной защиты и автоматизации энергетических систем, не только своевременного ознакомления с существующими устройствами, но и умения правильно спроектировать устройство, удовлетворяющее повышенным требованиям. [5]

На схеме первичных соединений указываются типы и основные технические характеристики первичного оборудования . При курсовом проектировании расчет выбора аппаратов производится в сокращенном объеме. [6]

Все устройства, аппараты и приборы, при помощи которых осуществляется управление первичным оборудованием и контроль за его работой, называются вторичными, а схемы соединений этих приборов и аппаратов — схемами вторичных соединений. [7]

После установки щитков, шкафов зажимов и других вторичных аппаратов и окончания монтажа первичного оборудования производится прокладка соединительных кабелей между отдельными вторичными аппаратами и устройствами, а также от всех вторичных устройств к рядам зажимов в шкафу соответствующего присоединения. Все эти соединения выполняются кабелем КВРГ, ВРГ, КНРГ, НРГ и СРГ. Кабель прокладывается по предварительно выполненной заготовке и крепится к стенам скобками с расстоянием между ними 200 — 250 мм. Для защиты кабеля от механических повреждений его следует в случае прокладки на высоте до 2 м защищать газовыми или другими тонкостенными трубками. [8]

Ремонт вторичных устройств, как правило, совмещают по времени с плановым ремонтом первичного оборудования того присоединения, к которому относится ремонтируемое вторичное оборудование. [9]

В то же время устройства релейной защиты и автоматики дешевы по сравнению с первичным оборудованием , которое ими обслуживается, что способствует их быстрому прогрессу. Кроме того, даже относительно небольшие изменения в первичном оборудовании и схемах энергосистем приводят к значительным изменениям требований к устройствам релейной защиты и автоматики и к существенному изменению этих устройств. Как показывает опыт, устройства релейной защиты и автоматики быстро изменяются и совершенствуются. Все это требует от инженера, работающего в области релейной защиты и автоматизации энергосистем, не только хорошего знакомства с существующими устройствами, но и умения правильно спроектировать новое устройство, удовлетворяющее повышенным требованиям. [10]

Если в оперативных цепях имеются переключатели, переводящие отдельные вторичные устройства с активного воздействия на первичное оборудование ( например на отключение выключателя) на сигнализацию о его работе, проверку взаимодействия осуществляют при обоих положениях переключателя. [11]

Приводы к выключателям и разъединителям, измерительные трансформаторы, а иногда и сигнально-блокировочные контакты устанавливают при монтаже первичного оборудования . Электромонтеры по вторичным цепям монтируют щитки, сборки зажимов, сигнально-блокировочяые контакты, а также шинки оперативного тока, сигнализации и цепей напряжения. [12]

Монтаж вторичных устройств в действующих электроустановках эксплуатационным персоналом следует выполнять по совмещенному графику одновременно с текущим или капитальным ремонтом соответствующего первичного оборудования . Нужно так организовать работу, чтобы большую ее часть можно было выполнить до вывода оборудования в ремонт, чем до минимума сократить время отключенного состояния соответствующей части электроустановки. [13]

Монтажом вторичной коммутации называют технологический процесс, включающий сборку панелей щитов и других пунктов управления, установку вторичного оборудования у места расположения управляемого первичного оборудования , выполнение электрических соединений как между отдельными аппаратами и приборами, так и между панелями щитов, а также между последними и вторичным оборудованием, установленным у места расположения управляемого первичного оборудования. Эти соединения выполняют на панелях изолированными проводами, между панелей — шинками или контрольными кабелями, а между указанными пунктами управления и управляемым оборудованием — только контрольными кабелями. [14]

Вторичное оборудование ( реле, измерительные приборы, кнопки и ключи управления, сигнальные лампы), с помощью которого осуществляются управление элементами первичного оборудования и контроль за их работой. [15]

Источник

1.1 Электрическая схема тэц, главное распределительное устройство, первичное и вторичное оборудование.

Электрические аппараты есть в любой электроустановке: ТЭЦ, ГЭС, КЭС, подстанции. Места их установки и назначение удобно рассмотреть на примере ТЭЦ.

На рисунке 1.1 приведена принципиальная схема электрических соединений ТЭЦ. Схема электрических соединений — это графическое изображение оборудования электрической установки в условных обозначениях в той последовательности, в какой находятся в реальности. Схемы составляются в однолинейном и трехлинейном исполнении. Если фазы симметричны, то достаточно изобразить схему одной фазы, имея ввиду, что две другие — такие же.

Рис. 1.1. Принципиальная схема электрических соединений ТЭЦ.

Все оборудование электроустановки можно разделить на 2 группы:

— оборудование, которое участвует в производстве, преобразовании, передаче и потреблении электроэнергии, относится к первичному, силовому или основному оборудованию;

— оборудование, предназначенное для контроля, управления первичным называется вторичным.

Электроэнергию (активную и реактивную), на электрических станциях производят генераторы G1 иG2 (рис.1.1), на подстанциях — синхронные компенсаторы (реактивную энергию). Любая электростанция и подстанция связана с системой. Связь осуществляется на напряжении выше генераторного, что ведет к использованию трансформаторов связи с системой Т1 и Т2 (рис.1.1). На электростанциях и подстанциях имеются собственные нужды (СН): двигатели механизмов СН, освещение и т.д. Если генераторное напряжение отличается от напряжения СН (3 и 6 кВ), то необходима установка трансформаторов СН первой ступени Т3 и Т4 (рис.1.1). Эти трансформаторы преобразовываютUген вUсн. Если жеUген совпадает сUсн, то вместо Т3 и Т4 ставится токоограничивающий реакторLR. Трансформаторы Т5 и Т6 (рис.1.1) являются трансформаторами СН второй ступени. ЗдесьUсн первой ступени снижается доUл = 380В иUф = 220В.Для питания местной нагрузки (МН) к сборным шинам подсоединяется большое количество кабельных линий (КБ).

Читайте также:  Тенденции в производстве машин и оборудования

В каждой электроустановке есть распределительные устройства (РУ). РУ — это совокупность электрических аппаратов и токоведущих частей соединенных по определенной электрической схеме и предназначенных для приема и распределения электрической энергии на одном и том же напряжении. Рассмотрим более подробно главное распределительное устройство.

Рис. 1.2. Схема главного распределительного устройства (ГРУ).

Для увеличения надежности работы электростанций и подстанций шины ГРУ делятся на части, которые называются секции. Число секций равно числу генераторов, присоединенных к ГРУ. Разделение на секции осуществляется с помощью секционных выключателей. На п/cна стороне низшего напряжения (НН) секционный выключатель в нормальном режиме отключен, что ведет к снижению токов короткого замыкания (Iк). На э/с, где необходимо обеспечить параллельную, синхронную работу генераторов, секционный выключатель нормально включен. Секции симметричны, поэтому достаточно остановиться подробнее на одной секции ГРУ.

Источник

Основное оборудование трансформаторных подстанций

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 Р УС и коэффициент спроса К С. 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 Q расч — 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.

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).

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.

Читайте также:  Газовое оборудование сварка состав

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.

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.

Источник

Оборудование трансформаторных подстанций, как устроены подстанции

Сложная иерархия современных электрических сетей включает в себя огромное количество различного электротехнического оборудования, среди которого трансформаторные подстанции выполняют роль звена, связующего и перераспределяющего электроэнергию. Они располагаются около или внутри населенных пунктов и обеспечивают комфортные условия для проживания людей.

В сельской местности еще можно встретить конструкции старых столбовых подстанций, работающих на открытом воздухе, которые принимают по высокой стороне воздушной линии 10 или 6 кВ и отдают 0,4 подключенным потребителям.

Столбовая трансформаторная подстанция 10/0,4 кв

Внутри населенных пунктах с многоэтажными зданиями в целях безопасности чаще применяются кабельные линии, скрытые в земле, а трансформаторное оборудование располагается внутри специальных построек, закрытых на замки от несанкционированного проникновения.

Здание подобной трансформаторной подстанции, преобразующей напряжение 10 кВ в 0,4 показано на фотографии.

Трнасформаторная подстанция 10/0,4 кВ

Внешнее отличие габаритов показанных подстанций, преобразующих напряжения одинаковых величин, свидетельствует о том, что они оперируют разными мощностями.

Подобные трансформаторные подстанции (ТП) получают электроэнергию по высоковольтным линиям электропередач 10 кВ (или 6) от удаленных распределительных устройств.

Фотография силового трансформатора, расположенного на ОРУ-110 и осуществляющего преобразование электроэнергии 110 кВ в 10, передаваемое по ЛЭП на ПС-10, показана на очередной фотографии.

Силовой трансформатор на подстанции 110/10 кВ

Этот трансформатор имеет уже большие габариты и оперирует с мощностями до 10 мегаватт, располагается на открытой, огороженной территории, которая конструкцией оборудования четко разграничена на две стороны:

высшего напряжения 110;

Сторона 110 кВ воздушной ЛЭП соединяется с другой подстанцией, которая имеет еще большие габариты и преобразовывает огромные энергетические потоки.

Размеры только вводной опоры единичной воздушной ЛЭП позволяют визуально оценить значительность потоков электроэнергии, пропускаемых через нее.

ввод вл-330 кВ на подстанции 330/110/10

Приведенные фотографии свидетельствуют, что трансформаторные подстанции в энергетике перерабатывают энергию электричества различных напряжений и мощностей, монтируются разнообразными конструкциями, но имеют общие черты.

Состав оборудования трансформаторной подстанции

Каждая ПС создается под конкретные условия эксплуатации с расположением:

на открытом воздухе — открытые распределительные устройства (ОРУ);

внутри закрытых помещений — ЗРУ;

в металлических шкафах, встроенных в специальные комплекты — КРУ.

По типу конфигурации электрической сети трансформаторные ПС могут выполняться:

тупиковыми, когда они запитаны по одной либо двум радиально подключенным ЛЭП, которые не питают другие ПС;

ответвительными — присоединяются к одной (иногда двум), проходящим ЛЭП с помощью ответвлений. Проходящие линии питают другие подстанции;

проходными — подключены за счет захода ЛЭП с двухсторонним питанием методом «вреза»;

узловыми — присоединяются по принципу создания узла за счет не менее чем трех линий.

Типы подстанций по конфигурации сети

Конфигурация сети электроснабжения накладывает условия на рабочие характеристики подстанции, включая настройку защит для обеспечения безопасной работы.

Основные элементы ПС

Читайте также:  Радиологическое медицинское оборудование это

В состав оборудования любой подстанции входят:

силовой трансформатор, который непосредственно осуществляет преобразование электроэнергии для ее дальнейшего распределения;

шины, обеспечивающие подвод приходящего напряжения и отвод нагрузок;

силовые коммутационные аппараты с тоководами, позволяющие перераспределять электроэнергию;

системы защит, автоматики, управления, сигнализации, измерения;

вводные и вспомогательные устройства.

Он является основным преобразующим элементом электроэнергии и выполняется трехфазным исполнением. В его конструкцию входят:

корпус, выполненный в форме герметичного бака, заполненного маслом;

обмотки стороны низкого напряжения (НН);

обмотки вводов высокого напряжения (ВН);

переключатель регулировочных отводов у обмоток;

вспомогательные устройства и системы.

Конструкция силового трансформатора

Более подробно устройство силового трансформатора и автотрансформатора изложено в другой статье.

Чтобы трансформатор работал к нему надо подвести питающее и отвести преобразованное напряжение. Эта задача возложена на токоведущие части, которые называют шинами и ошиновкой. Они должны надежно передавать электрическую энергию, обладая минимальными потерями напряжения.

Для этого их создают из материалов с улучшенными токопроводящими свойствами и повышенным поперечным сечением. В зависимости от размеров ПС шины могут располагаться на открытом воздухе или внутри закрытого сооружения.

Шины и ошиновка электрически разделяются между собой положением силового выключателя. Причем ошиновка без каких-либо коммутационных аппаратов напрямую подключена к вводам трансформатора. Ее конструкция не должна создавать механических напряжений в фарфоровых и всех остальных деталях вводов.

Для ошиновки используют кабели или пластины, которые монтируют на медные шпильки трансформаторных вводов через наконечники или переходники.

У подстанций, защищенных от воздействия атмосферных осадков, шины обычно делают цельными алюминиевыми или реже медными полосами. На открытом воздухе для них чаще используют многожильные не закрытые слоем изоляции провода повышенного сечения и прочности.

Конструкция шин ОРУ-110 кВ

Однако, в последнее время наметился переход на системы шин, устанавливаемые жестко. Это позволяет экономить площадь на ОРУ, металл токоведущих частей и бетон.

Установка жетской системы шин на ОРУ-110 кВ

Такие конструкции применяются на новых строящихся подстанциях. За их основы взяты образцы, успешно работающие несколько десятилетий в странах Запада на оборудовании 110, 330 и 500 кВ.

Для расположения шин применяется определенная конфигурация, которая может использовать:

Под термином «система шин» подразумевается комплект силовых элементов, подключающих все присоединения на распределительном устройстве. На подстанциях с двумя трансформаторами одного напряжения создаются две системы шин, каждая из которых питается от своего источника.

Протяженная система шин при большом количестве присоединений может разделяться на отдельные участки, которые называются секциями.

Силовые коммутационные аппараты

Трансформаторные подстанции при эксплуатации необходимо подключать под напряжение или выводить из работы для профилактического обслуживания или в случае возникновения аварийных ситуаций и неисправностей. С этой целью используются коммутационные аппараты, которые создаются различными конструкциями и могут:

1. отключать аварийные токи максимально возможных величин;

2. коммутировать только рабочие нагрузки;

3. обеспечивать разрыв видимого участка электрической схемы за счет переключения только при снятом с оборудования напряжении.

Коммутационные аппараты, способные отключать аварийные ситуации, работают в автоматическом режиме и называются «автоматическими выключателями». Они создаются с различными возможностями коммутации нагрузок за счет конструктивных особенностей.

По принципу использования запасенной энергии, заложенной в работу исполнительного механизма, их подразделяют на:

По способам гашения электрической дуги, возникающей при отключениях, они классифицируются на:

Для управления исключительно рабочими режимами, характеризующимися только номинальными параметрами сети, создаются «выключатели нагрузки». Мощность их контактной системы и скорость работы позволяют успешно переключаться при обычном состоянии схемы. Но, ими нельзя оперировать для ликвидации коротких замыканий.

При разрыве электрической цепи под нагрузкой создается электрическая дуга, которая ликвидируется конструкцией выключателя. В обесточенной схеме для отделения определенного участка от напряжения используют более простые устройства:

Разъединителями оперируют, как правило, вручную при снятом напряжении. На подстанциях 330 кВ и выше управление разъединителями осуществляется электродвигателями. Это объясняется большими габаритами и механическими усилиями, которые сложно преодолеть вручную.

При включении разъединителя участок его цепи собирается в электрическую схему, а при отключении — выводится.

Отделители создаются для автоматического разделения напряжения с защищаемого участка при создании на нем бестоковой паузы удаленным выключателем. Более подробно работа отделителя изложена в этой статье.

Взаимное расположение коммутационных аппаратов и шин

Любая трансформаторная подстанция создается по определенной электрической схеме, предполагающей обеспечение надежной работы, простоты управления в сочетании с минимумом затрат на ввод и эксплуатацию. С этой целью к трансформаторному устройству разными способами подключаются отходящие ЛЭП.

Наиболее простая схема предполагает подключение к ТП посредством силового выключателя Q одной секции шин, от которой отходят все присоединения. Для обеспечения условий безопасного ремонта оборудования выключатели со всех сторон отделяются разъединителями.

Схема РУ с одной секцией сборных шин

Если на ПС много присоединений, когда в схеме используются 2 силовых трансформатора, то может применяться секционирование за счет использования дополнительного выключателя, который постоянно находится в работе, а при возникновении неисправности на одной из секций разрывает цепь, оставляя в работе ту секцию, где нет поломки.

Схема РУ с двумя секциями сборных шин

Использование в такой схеме обходной системы шин, образованной за счет подключения дополнительных выключателей и небольшой корректировки электрических цепей, позволяет переводить любое присоединение на питание от обходного выключателя, безопасно выполнять ремонт и обслуживание собственного.

Схема РУ с двумя секциями сборных шин и обходным устройством

Большими удобствами обслуживания и повышенной надежностью обладают распределительные устройства, собранные на основе двух рабочих систем шин с обходной, когда они дополнительно разделены на секции.

В исходном состоянии все отход ящие ЛЭП получают электроэнергию от обоих трансформаторов. Для этого шинные и секционные выключатели питают секции шин, а присоединения равномерно распределены по ним через свои коммутационные устройства.

Схема РУ с двумя секционированными системами шин и обходным выключателем

Обходная СШ каждой секции вводится под напряжение только для случая перевода через нее питания присоединения, выключатель которого выведен в ремонт.

При возникновении короткого замыкания на одной из секций она отключается защитами со всех сторон, а все остальные с подключенными к ним ЛЭП остаются в работе. За счет такой схемы при КЗ на ОРУ обесточивается минимальное количество потребителей от всех работающих.

Приведенные схемы показаны для примера. Их существует большое разнообразие, которое позволяет наиболее оптимально эксплуатировать оборудование трансформаторной подстанции.

Защиты, автоматика, системы управления

Работа оборудования трансформаторной подстанции происходит в автоматическом режиме под дистанционным наблюдением оперативного персонала. Чтобы предотвратить серьезные повреждения внутри сложной дорогостоящей системы применяются автоматические защитные устройства.

Они имеют чувствительные датчики, которые воспринимают начало возникновения аварийных процессов и, обрабатывая полученную информацию, передают ее на защиты.

Такими датчиками могут работать механические приборы, реагирующие на:

возникновение вспышки света;

резкое возрастание давления внутри закрытой ячейки;

начало газообразования внутри жидкостей или другие признаки.

Однако, основная нагрузка по определению начала аварийных режимов возложена на электрические устройства — измерительные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Они с высокой точностью моделируют электрические процессы, происходящие в первичной схеме силового оборудования и передают их в органы сравнения, которые определяют момент возникновения неисправностей.

Полученный сигнал от них воспринимают логические блоки, обрабатывающие поступившую информацию для передачи исполнительной команды на отключающие устройства конкретных автоматических выключателей.

У малогабаритных трансформаторных подстанций, размещенных внутри крытых сооружениях, защиты могут располагаться в отдельной ячейке или шкафу.

На подстанциях, преобразующих напряжение 110 кВ и выше, для размещения релейных вторичных цепей требуется отдельное здание с большим количеством панелей. На них монтируют системы управления, автоматики и защиты:

К этим устройствам подключаются системы сигнализации, работающие в местном и дистанционном режиме для передачи оперативному персоналу достоверных сведений о происходящих коммутациях в электрической сети. Наиболее важная информация о положении ответственных элементов оборудования передаются по каналам телесигнализации.

Используемые многие десятилетия релейные защиты постепенно вытесняются микропроцессорными малогабаритными модулями, облегчающими эксплуатацию.

Однако, их массовое использование сдерживается высокой стоимостью и отсутствием точных международных стандартов для всех производителей. Ведь при поломке отдельного специфичного блока пользователю приходится обращаться к конкретному заводу для замены возникшей неисправности.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник