Меню

Состав оборудования подстанции 110 кв



Элементы трансформаторной подстанции

kompens neitral 3Электрическая подстанция – это сложная электроустановка, выполняющая роль связующего, преобразующего и перераспределяющего звена при передаче электроэнергии на значительные расстояния. В процессе транспортировки преобразования электроэнергии осуществляется в диапазоне 0,4-1150 кВ.

Состав оборудования, входящего в состав электрических подстанций.

Традиционно, электрические подстанции состоят из нескольких элементов:

  1. Силовые трансформаторы
  2. Приборы защиты, фиксации отклонений, автоматического управления и сигнализации.
  3. Вводные вспомогательные устройства
  4. Распределительные устройства (РУ)
  5. Способы классификация устройств электрических подстанций

Силовые трансформаторы

Это электромагнитные приборы, состоящие из сердечника и двух либо более обмоток. Посредством процессовэлектромагнитной индукциитрансформатор трансформирует переменный ток одного напряжения в другой. Этот принцип используется для, чтобы передавать электрическую энергию с меньшими потерями в линии и без увеличения сечения проводов на значительные расстояния.

Силовые трансформаторы являются главными элементами трансформаторных подстанций, которые выполняют основную работу по преобразованию электроэнергий.

Выход из строя трансформатора зачастую приводит к отказу всей подстанции или переходу её работы в аварийный режим.

Интересное видео о компоновке подстанции можно посмотреть ниже:

Приборы защиты, фиксации отклонений, автоматического управления и сигнализации.

Эти устройства используются для предотвращения поломок и безотказной работы подстанций и каждый из них выполняет свою специфическую задачу. К ним относятся измерительные компоненты (трансформаторы тока, напряжения), нелинейные ограничители напряжения, разрядники, заземляющие устройства, плавкие предохранители, токоограничивающие и регулирующие устройства, а также приборы противоаварийной автоматики, телемеханики, сигнализации и т.п.

Все элементы этой граппу можно разделить на 2 категории:

  1. Первая — устройства релейной защиты, вторые — устройства противоаварийной защиты.

Первые выполняют защиту от аварийных процессов (КЗ, перегрузки трансформаторов, линий и др).

Элементы трансформаторной подстанции

Вводные вспомогательные устройства

Эти устройства используемые для подключения кабельных и воздушных линий.

Их основная функция заключается в том, чтобы организовать прием входного напряжения и организовать его передачу на вход трансформатора. В состав этой группы устройств входят изоляторы, разъединители, отделители, выключатели (масляные, воздушные, элегазовые) и пр.

Распределительные устройства (РУ)

Они отвечают за приём электроэнергии и распределение её между всеми потребителями электрической подстанции.

Все РУ классифицируются на:

  • открытые РУ — устанавливаются на открытом воздухе;
  • закрытые РУ – размещаются в помещении;
  • комплектное РУ — конструктивно состоят из шкафов, с встроенными компонентами и механизмами.

Вспомогательные системы призванные облегчать эксплуатацию электроустановок. К ним относятся системы вентиляции, кондиционирования и обогрева; автоматического пожаротушения, освещения территории, аварийного сбора масла, питания маслонаполненных кабелей и пр.

Элементы трансформаторной подстанции

Способы классификация устройств электрических подстанций

По методу конфигурации электросети подстанции могут быть:

  • тупиковыми, для этого их зачитывают по 1-ой или 2-м радиально подключенным линиям, не питающим другие подстанции;
  • ответвительными — подключаются к одной (либо двум), проходящим ЛЭП при помощи ответвлений, питающие линии в таком случае могут питать и другие подстанции;
  • проходными — подсоединены методом захода ЛЭП, имеющим двухстороннее питание, с помощью «вреза»;
  • узловыми – подключаются, используя принцип создания узла с помощью трех и более линий линий.

В зависимости от назначения в системе электроснабжения подстанции бывают:

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

Источник

Электрические станции, подстанции, линии и сети — Районные трансформаторные подстанции напряжением 35-110/6-10 кВ

Содержание материала

  • Электрические станции, подстанции, линии и сети
  • Особенности производства электрической энергии
  • Основные типы электрических станций
  • Передача и распределение электрической энергии
  • Схемы сельских электрических станций и подстанций
  • Принципиальные электрические схемы трансформаторных подстанций
  • Устройство и оборудование электрических станций
  • Понятие о параллельной работе генераторов
  • Основное оборудование сельских трансформаторных подстанций
  • Общие сведения по монтажу электрических генераторов и трансформаторов
  • Причины и виды коротких замыканий
  • Общая характеристика процессов короткого замыкания
  • Выбор и проверка электрооборудования
  • Требования к релейной защите и классификация реле
  • Устройство реле
  • Примеры выполнения релейной защиты
  • Виды и последствия перенапряжений
  • Устройство и характеристики грозозащитных средств
  • Установка и монтаж защитных средств
  • Гашение электрической дуги в коммутационных аппаратах
  • Электрические аппараты напряжением до 1000 В
  • Разъединители
  • Предохранители высокого напряжения
  • Выключатели нагрузки
  • Короткозамыкатели и отделители
  • Высоковольтные масляные выключатели
  • Приводы коммутационных аппаратов
  • Высоковольтные изоляторы
  • Шинные устройства станций и подстанций
  • Назначение и схемы включения измерительных приборов
  • Устройство и схемы включения измерительных трансформаторов
  • Монтаж и эксплуатация измерительных приборов и трансформаторов
  • Назначение и классификация распределительных устройств
  • Закрытые распределительные устройства
  • Открытые распределительные устройства напряжением 35/6-10 кВ
  • Открытые мачтовые подстанции потребителей 6-10/0,4 кВ
  • Закрытые подстанции потребителей 6-10/0,4 кВ
  • Комплектные подстанции потребителей 6-10/0,4 кВ
  • Районные трансформаторные подстанции напряжением 35-110/6-10 кВ
  • Монтаж и эксплуатация мачтовых трансформаторных подстанций
  • Монтаж и эксплуатация КТП и КРУ
  • Монтаж и эксплуатация высоковольтного оборудования распределительных устройств
  • Такелажные работы при монтаже электрооборудования
  • Назначение и основные характеристики дизельных электростанций
  • Основное оборудование и устройство дизельных электроустановок
  • Передвижные дизельные электростанции и электроагрегаты
  • Стационарные автоматизированные дизельные электроагрегаты и станции
  • Установка и обслуживание дизельных электроагрегатов
  • Краткие сведения о режимах работы дизельных электростанций
  • Общие сведения о сельских электрических сетях и методах их расчета
  • Провода и изоляторы воздушных линий напряжением до 35 кВ
  • Опоры воздушных линий
  • Сооружение воздушных линий электропередачи
  • Раскатка, соединение и монтаж проводов ВЛ, приспособления и инструменты
  • Эксплуатация и ремонт воздушных линий и сетей
  • Общие сведения по низковольтным кабельным линиям
  • Сведения по сооружению и эксплуатации кабельных линий
  • Назначение заземлений и характеристики заземляющих устройств
  • Выполнение заземляющих устройств
  • Сведения по эксплуатации и испытаниям заземляющих устройств
  • Требования сельскохозяйственных потребителей к качеству электроэнергии
  • Основные способы и средства регулирования напряжения
  • Сведения по автоматизации установок регулирования напряжения
  • Требования потребителей к надежности электроснабжения
  • Способы и средства повышения надежности электроснабжения
  • Местное резервирование потребителей электроэнергии

Трансформаторные подстанции напряжением 35/6 — 10 кВ.

Этот тип подстанций является основным при электроснабжении сельскохозяйственных районов от сетей энергетических систем. Такие подстанции обычно выполняются как районные; их устанавливают на окраинах населенных пунктов для распределения электрической энергии на напряжении 10 кВ по примыкающему сельскому району.
По схеме подключения к питающей сети напряжением 35 кВ они могут быть выполнены как тупиковые с односторонним и как проходные с двусторонним питанием с установкой одного или двух силовых трансформаторов мощностью от 630 до 6300 кВА, номинальным напряжением 35/10 кВ (вторичное напряжение 6 кВ для таких подстанций применяется значительно реже). Наибольшее распространение получили понижающие подстанции, выполненные по сетке схем первичных соединений. Высоковольтная часть подстанций выполняется в виде открытого распределительного устройства (ОРУ), а низковольтная — в виде комплектных шкафов наружной установки типа КРУН, КРН или закрытого РУ. Количество шкафов или ячеек РУ определяется мощностью и схемой трансформаторной подстанции. Открытые распределительные устройства низкого типа выполняют на деревянных, железобетонных стойках, а также в виде металлических порталов.
На рис. 102 показаны схемы сборных комплектных трансформаторных подстанций серии СКТП-35/10 кВ. Тупиковые однотрансформаторные подстанции могут защищаться предохранителями стреляющего типа — схема СКТП-35/10-1 х 630 — 1600 кВА (рис. 102, а) или с помощью короткозамыкателя и отделителя в цепи трансформатора — схема СКТП-35/10-1×1600 — 6300 кВА (рис. 102, б).
Схемы транзитных однотрансформаторных подстанций тех же типов показаны на рис. 102, в и г. Схема двухтрансформаторной транзитной подстанции мощностью 2 X (1600—6300 кВА) с масляным выключателем иа отходящей питающей линии и секционным выключателем на шинах 10 кВ приведена на рис. 102, д, а подстанции с предохранителями — на рис. 102, е.

Рис. 102. Схемы оборудования сборных комплектных трансформаторных подстанций СКТП-35/10 кВ


Рис. 103. Районная понижающая подстанция напряжением 35/10 кВ, мощностью 1600—5300 кВА с двусторонним питанием:
1— распределительное устройство, 2 — промежуточная стойка, 3— силовой трансформатор, 4, 5, 6 — стойки, 7, 8— разъединители, 9-масляные выключатели, 10 — трансформаторы напряжения

Установка оборудования таких подстанций выполняется на унифицированных железобетонных стойках типа УСО или металлоконструкциях типа УМО. Последние применяются для установки разъединителей, короткозамыкателей, отделителей, выключателей, разрядников и релейных шкафов.
Рассмотрим более детально размещение основного оборудования и аппаратов на примере районной сельскохозяйственной подстанции (рис. 103). Силовой трансформатор 3 устанавливается на металлической раме, закрепленной на фундаменте. Подстанция имеет двустороннее питание по линии 35 кВ, поэтому с обеих сторон точки подключения трансформатора предусмотрена установка масляных выключателей 9 типа ВМ-35/600. Они устанавливаются на стойках под порталами, от которых имеются спуски для разъединителей 8 типа РЛНД2-35/600. Разъединители устанавливаются с обеих сторон выключателей для получения видимого разрыва при ревизиях и ремонтах выключателей. Защита трансформатора осуществляется с помощью отделителя ОД-35 с приводом ШПО, установленного на стойке 6 и короткозамыкателя КЗ-35, смонтированного на стойке 5. Для их подключения к шинам служит разъединитель 7 типа РЛНД16-35, смонтированный под порталом. Установка разъединителя облегчает проведение ремонтных работ и ревизий отделителя. На вводе к трансформатору предусмотрен комплект разрядников РВС-35, установленных на стойке 4. Дня измерительных трансформатора напряжения 10 типа НОМ-35 установлены на вводе рядом с масляным выключателем ВМ-35.
Ввод от трансформатора 3 к распределительному устройству 1 выполнен жесткими шинами, укрепленными на промежуточной стойке 2 с опорными изоляторами. Распределительное устройство 10 кВ размещено в девяти комплектных шкафах наружной установки типа КРН-10. В пяти шкафах расположена аппаратура отходящих линий, в остальных шкафах — аппаратура ввода, трансформатор собственных нужд, пятистержневой измерительный трансформатор с разрядниками на 10 кВ, аппараты связи и телесигнализации. Вся территория подстанции закрыта внешним ограждением.
Рассмотренный тип подстанции применяется для электрификации не только сельскохозяйственных потребителей, но и предприятий местной промышленности и других объектов, расположенных в сельской местности.

Читайте также:  Оборудование для чистки прудов

Понижающие трансформаторные подстанции напряжением 110/6- 10 кВ.

В настоящее время напряжение 110 кВ используется для сельскохозяйственных питающих линий наравне с напряжением 35 кВ. Поэтому в сельской местности сооружают подстанции с двухобмоточными трансформаторами напряжением 110/6-10 кВ. На таких подстанциях устанавливают трансформаторы номинальной мощности 2500 и 4000 кВА, специально изготовляемые для электрификации сельского хозяйства. Подстанции выполняют по упрощенной схеме первичных соединений с установкой предохранителей на стороне высшего напряжения и применением комплектных распределительных устройств наружной установки типа КРУН для распределения электроэнергии на напряжении 6—10 кВ.
На рис. 104 показан разрез комплектной трансформаторной подстанции сельскохозяйственного назначения типа КТПС-110/2500, мощностью 2500 кВА, напряжением 110/10 кВ. Подстанция выполнена на железобетонных основаниях с размещением оборудования ОРУ на унифицированных железобетонных стойках, с металлическим приемным порталом.

Силовой трансформатор 6 подключается к линейному вводу через двухколонковый разъединитель 2 типа РЛНД2-110/600 и предохранители 4 типа ПСН-110. Спуск от ввода к разъединителю и предохранителям выполняется гибким проводом. Разъединитель с приводом расположен на железобетонных стойках, предохранители закреплены на металлическом портале 5 на высоте 4,7 м от земли. К спуску между разъединителем и предохранителями присоединяется комплект разрядников РВС-110, установленных на стойках 3. Они помещены в пределах внутреннего ограждения, ограничивающего подход к высоковольтному оборудованию и зону выхлопа предохранителей ПСН-110. Ввод οт предохранителей к силовому трансформатору выполняется жесткими шинами, закрепленными в промежуточной точке на опорном изоляторе, смонтированном на металлическом портале. Ввод напряжением 10 кВ от силового трансформатора к распределительному устройству 8 типа КРУН-10 выполняется в закрытом токопроводе 7.
Для выполнения высокочастотной связи на подстанции предусмотрена аппаратура обработки линии 110 кВ, расположенная на стойке /. Наружное освещение подстанции выполняется на опорах внешнего ограждения.
Распределительное устройство 10 кВ может быть выполнено ячейками КРУН-10 типа К-ХШ или ячейками КРУН-10 типа К-30. Эти ячейки выполнены в виде металлических шкафов наружной установки со встроенной в них аппаратурой коммутации, защиты и вспомогательными элементами. Они предназначены для комплектования подстанций КТПС-110 и подставляются в полностью собранном виде на общей раме, что позволяет значительно ускорить монтаж подстанции. Габаритные размеры ячеек К-30 без рамы следующие: ширина 750, глубина 1400, высота 1500 мм; габаритные размеры шкафа высокочастотной связи: ширина 1357, глубина 1700, высота 2610 мм. Секции ячеек К-30 монтируются на расстоянии 500 мм друг от друга и соединяются шинами. Шкафы содержат стационарную часть (корпус шкафа) и выкатную часть (тележку), на которой установлены масляные выключатели, трансформаторы тока и аппаратура вторичной коммутации в специальном отсеке на амортизаторах.
При использовании ячеек типа К-ХШ ошиновка ввода от трансформатора в КРУН выполняется жесткими, открыто проложенными шинами, а не в закрытом токопроводе 7, как показано на рис. 104. Ввод от трансформатора к ячейкам шкафов может быть выполнен также высоковольтным кабелем. Такие вводы выполняют при значительном расстоянии между силовым трансформатором и распределительным устройством 10 кВ.
Комплектные подстанции напряжением 110/6—10 кВ выполняются по упрощенным схемам с использованием унифицированных конструкций для ОРУ и комплектных шкафов для РУ-10 кВ. Поэтому их широко применяют в тех сельских районах, по которым проходят линии напряжением 110 кВ, и где невыгодно применять многоступенчатую схему электроснабжения с установкой трехобмоточных трансформаторов напряжением 110/35/10 кВ.

Контрольные вопросы

  1. Для чего служат трансформаторные подстанции? Какие типы трансформаторных подстанций по напряжению вы знаете?
  2. В чем заключается отличие между тупиковой подстанцией и проходной или транзитной подстанцией?
  3. На каких опорах устанавливаются мачтовые трансформаторные подстанции потребителей? Где и на каких подстанциях размещается высоковольтная аппаратура, силовой трансформатор и аппараты низкого напряжения?
  4. Как выполняются и что собой представляют комплектные трансформаторные подстанции потребителей?
  5. Расскажите, как выполнены комплектные шкафы наружной установки типа КРУН для распределительного устройства подстанции 35/10 кВ. Какая аппаратура устанавливается в этих шкафах?
  6. Какая аппаратура устанавливается на открытых распределительных устройствах районных трансформаторных подстанций?

Источник

Состав тяговой подстанции 110 кВ

1.3 Состав тяговой подстанции 110 кВ

Тяговую подстанцию с первичным напряжением 110 кВ выполняем без сборных шин 110 кВ, с двумя перемычками: одной — рабочей, другой – ремонтной. Воздушная линия, от которой подстанция получает питание, проходит через территорию подстанции, где секционируется масляными выключателем, огражденным с двух сторон разъединителями. Масляный выключатель и разъединители нормально включены и образуют рабочую перемычку, которая предназначена для транзита мощности с одного участка воздушной линии на другой, т.е. для обеспечения транзита мощности с тяговой подстанции «Дубовое» на тяговую подстанцию «Черемошное». Ремонтная перемычка имеет два разъединителя без выключателя. Она предназначена для того, чтобы не прерывать транзита мощности при ревизиях и ремонте масляного выключателя рабочей перемычки, поэтому она шунтирует рабочую перемычку. Разъединители ремонтной перемычки нормально отключены и включаются только на время ревизии или ремонта масляного выключателя рабочей перемычки. Трансформаторы тока и трансформаторы напряжения устанавливаются для подключения релейной защиты линии. Линии 110 кВ присоединяют к вводам подстанции с помощью разъединителей.

На каждом вводе тяговой подстанции устанавливаем понижающие трансформаторы. Т.к. одним из способов повышения надежности системы является резервирование, то, исходя из возможности резервирования, устанавливаем два понижающих трансформатора, по одному на каждом вводе. В случае выхода из строя одного трансформатора он отключается, а вместо него включается резервный. Этот способ называется резервирование замещением и широко применяется на тяговых подстанциях.

Понижающие трансформаторы – трехобмоточные, предназначены для питания тяговой и районной нагрузки. Они имеют одну первичную, и две вторичные обмотки. Одна вторичная обмотка, соединенная в звезду – обмотка среднего напряжения (СН) – питает ОРУ-35 кВ, предназнаяенное для питания районной нагрузки. Другая вторичная обмотка, соединенная в треугольник – обмотка низкого напряжения (НН) – питает РУ-10 кВ, предназначенное для питания тяговых и не тяговых потребителей.

В цепи каждого понижающего трансформатора установлены разъединитель и масляный выключатель. В типовых схемах в цепи понижающего трансформатора установлены отделитель и короткозамыкатель, но они имеют следующие недостатки:

— При недостаточной смазке, а также в зимнее время работа отделителей недостаточно надежна.

— Параметр потока отказов больше, чем у масляных выключателей.

— Имеют слабое усилие пружин, что сказывается на надежности работы.

— У коротокозамыкателей часты случаи поломки винипластовых вставок изоляционных тяг, а также случаи отскакивания ножа при ударе его об упор губок. Заводом – изготовителем рекомендовано при ремонтах короткозамыкателей производить замену винипластовых вставок.

Поэтому отделители и короткозамыкатели в цепи понижающих трансформаторов заменяем на масляные выключатели типа ВМТ-110 – маломасляный выключатель, подстанционный, с камерным гашением дуги. Привода масляных выключателей – ППрК-1400 – привод электромагнитный. На масляном выключателе устанавливаем трансформаторы тока – ТВТ – 110 трансформаторы тока.

Для контроля напряжения и для подключения релейной защиты устанавливаем трансформаторы напряжения типа НКФ-110 – трансформаторы напряжения каскадные, фарфоровые.

Разрядники РВС-110 разрядник вентильный, станционный – предназначены для защиты изоляции оборудования подстанции от коммутационных и атмосферных перенапряжений.

Читайте также:  Гроверс сварочное оборудование официальный сайт нижний новгород

Для создания видимого разрыва при отключении какой-нибудь части распределительного устройства устанавливаем разъединители РДЗ-110 разъединитель двухколонковый с заземляющими ножами, и РДЗ-2-110 — разъединитель двухколонковый с двумя заземляющими ножами. Привода разъединителей ПР-90 – ручные.

Для безопасности обслуживания разъединители оборудуем электромагнитной и механической блокировками.

На тяговой подстанции «Долбино» с питающим напряжением

110 кВ распределительное устройство 10 кВ предназначено для питания нетяговых потребителей. РУ-10 кВ выполнено в виде комплектного распределительного устройства наружной установки (КРУН-10кВ) КРУН-10кВ получает питание от вторичной обмотки понижающего трансформатора ТМ-35/1000 по двум вводам. Напряжение 10 кВ поступает на сборные шины 10 кВ через масляный выключатель ВМП-10, огражденный с двух сторон пальцевыми контактами, выполняющими роль разъединителей. Сборные шины секционированы выключателем. Схемы ячеек типовые.

От сборных шин 10 кВ питаются 4 нетяговых потребителя: ФПЭ Белгород, фидер №№ 1,2 «Спиртзавод», фидер №№ 1,2 РП – 10,

ФПЭ К. Лопань. Напряжение от сборных шин через масляный выключатель, трансформаторы тока поступает к потребителям по кабелю.

Для контроля напряжения на шинах 10 кВ имеются ячейки трансформаторов напряжения. Распределительное устройство смонтировано из комплектных камер одностороннего обслуживания с маслянным выключателем, ВМП-10, расположенным на выкатной тележке. Для безопасного обслуживания и локализации аварий корпус разделен металлическими перегородками и автоматически закрывающимися металлическими шторками. Масляные выключатели расположены на выкатных тележках. Перемещение тележки из одного положения в другое осуществляется при помощи рычажного механизма, управляемого съемной рукояткой. Такие распределительные устройства обладают существенными преимуществами: высокой надежностью, безопасностью обслуживания, взаимозаменяемостью, компактностью. Поэтому, чтобы сохранить преимущества распредустройства, уменьшить объем строительно-монтажных работ и не изменять месторасположение существующего распредустройства, в дипломном проекте при модернизации РУ-10 кВ предлагается использовать установленные ранее ячейки КРУН – 10 кВ, с заменой маслянных выключателей ВМГ-10 на вакуумные выключатели ВВ/TEL-10 и добавить 4 ячейки для питания ТСН и преобразовательных агрегатов. Замена маслянных выключателей на вакуумные вызвана тем, что масляные выключатели ВМГ-10 морально и физически устарели, поэтому с экономической точки зрения целесообразно произвести их замену при данной реконструкции подстанции.

Полученное (модернизированное) распредустройство будет состоять из следующих элементов:

Напряжение 10 кВ поступает со вторичной обмотки низкого напряжения понижающего трансформатора 110/35/10, соединенной в треугольник, через вакуумный выключатель типа BB/TEL-10, огражденный пальцевыми контактами, через трансформаторы тока типа ТПЛ-10 на сборные шины 10 кВ, которые состоят из двух секций, секционированных вакуумным выключателем типа BB/TEL-10.

От сборных шин 10 кВ через вакуумные выключатели типа BB/TEL-10, огражденные пальцевыми контактами, через трансформаторы тока типа ТПЛ-10 напряжение поступает к нетяговым потребителям: ФПЭ Белгород, фидер №№ 1,2 «Спиртзавод», фидер №№ 1,2 РП – 10, ФПЭ К. Лопань.. Все выводы ячеек – кабельные.

Питание трансформаторов внутренних нужд производится аналогично фидерам нетяговых потребителей: напряжение 10 кВ от сборных шин 10 кВ через вакуумные выключатели типа ВB/TEL-10, огражденные пальцевыми контактами, через трансформаторы тока типа ТПЛ-10 кабелем поступает на первичную обмотку ТСН.

Питание преобразовательных агрегатов ПВЭ-5 осуществляется следующим образом: напряжение от сборных шин 10 кВ через вакуумный выключатель ВB/TEL-10, огражденный пальцевыми контактами, через трансформаторы тока по шинному мосту поступает на первичную обмотку тягового трансформатора, понижается до 3,02 кВ и со вторичной обмотки тягового трансформатора, схема соединения которой «две обратные звезды с уравнительным реактором», поступает на преобразователь ПВЭ-5.

Установленные в КРУН-10 кВ вакуумные выключатели типа ВB/TEL-10 — вакуумный выключатель, подвесной — предназначенный для включения и отключения под нагрузкой.

Трансформаторы тока типа ТПЛ-10 — трансформатор тока проходной с литой изоляцией — предназначены для подключения релейной защиты.

Трансформаторы напряжения типа НТМИ-10 — трансформатор напряжения трехфазный, с масляным охлаждением, с обмоткой для контроля изоляции сети — предназначены для контроля напряжения на сборных шинах 10 кВ.

Для безопасности обслуживания ячейки КРУН-10 кВ оборудуем заземляющими ножами и механической блокировкой.

2. Расчетная часть

2.1 Выбор оборудования

2.1.1 Выбор оборудования ОРУ – 110 кВ

Для выбора оборудования находим ток короткого замыкания, ударный ток.

Рис.5 Расчетная схема для определения тока к.з. на стороне 110 кВ.

Сопротивление до точки к.з

т.к. Sк.з.max=3500 МВ А (по заданию), то

X=115 2 / · 3500 = 3,78 Ом.

Выбор масляных выключателей производим по следующим характеристикам:

На ОРУ-110 устанавливаем ВМТ-110

— По номинальному напряжению:

Uн=110 кВ – номинальное напряжение[3]

Uр=110 кВ – рабочее напряжение[3]

— По номинальному длительному току:

Iн=1250 А — номинальный ток ВМТ-110[3]

Kпр = 1,3 – коэффициент перспективы развития потребителей.

Sтп = 20000 кВ·А – мощность подстанции.

Ipmax – максимальный рабочий ток ВМТ-110.

— По номинальному току отключения выключателя: Iн.откл ≥ Iк

— По электродинамической стойкости:

Iпр.с=25 кА – эффективное значение периодической составляющей предельного сквозного тока к.з.

iпр.с = 65 кА –амплитудное значение предельного сквозного тока к.з

iк = 44,88 кА – ударный ток к.з.

5. По термической стойкости: I 2 T · tT ≥ Bk

IT =25 кА – предельный ток термической стойкости.

tT=3 с – время прохождения тока термической стойкости

Bk – тепловой импульс тока к.з.

tср=0,1 с – собственное время срабатывания защиты

tрз=2 с – время выдержки срабатывания реле

tсв=0,055 с – собственное время отключения ВМТ-110 с приводом.

Bk= 17,6 2 · (0,1+2+0,055+0,02)=668 кА 2 · с;

I 2 T · tT=20 2 ·3=1200 кА 2 ·с

Выбранный масляный выключатель – ВМТ-110 соответствует всем характеристикам условий выбора.

Выбор разъединителей производим по следующим характеристикам:

Устанавливаем на ОРУ-110 кВ разъединители РДЗ-2-110/1000, РНДЗ-110/1000

— По номинальному напряжению: Uн ≥ Uр[5]

— По номинальному длительному току: Iн ≥ Ipmax[5]

— По электродинамической стойкости: iпр.с ≥ iy

— По термической стойкости: I 2 T · tT≥ Bk

IT=31 кА – предельный ток термической стойкости

I 2 T · tT=31 2 ·3=2883 кА 2 ·с;

Выбранные разъединители РНДЗ-110/1000, РДЗ-2-110/1000 соответствуют всем характеристикам.

На масляных выключателях ВМТ-110 устанавливаем трансформаторы тока ТВТ-110/600/5.

Выбор трансформаторов тока проводим по следующим характеристикам:

Для подключения релейной защиты используем отпайку 200/5.

-По номинальному напряжению: Uн ≥ Uр[5]

— По номинальному длительному току: I ≥ Ipmax

По электродинамической и термической стойкости встроенные трансформаторы тока не проверяются.

— По нагрузке вторичных цепей: Z ≥ Z2

Z=1,2 Ом (класс точности 10) – номинальная допустимая нагрузка вторичной обмотки трансформаторов тока ТВТ-110.

Z2 – вторичная нагрузка расчетная;

Zконт =0,1 Ом – сопротивление переходных контактов;

ρ=1,75·10 -8 Ом·м – удельное сопротивление медных проводов;

lрасч=75 м – длина проводов для ОРУ-110 кВ;

qпр=2,5 ·10 -6 м 2 – сечение медных проводов

Zпр=1,75·10 -8 ·75/2,5 ·10 -6 =0,52 Ом – сопротивление проводов;

∑ Zприб=0,5 Ом –сопротивление приборов, присоединенных к вторичной обмотке трансформаторов тока ТВТ-110

Выбор проводов для вводов ОРУ-110 кВ, ремонтной и рабочей перемычек производим по следующим характеристикам:

А-300 – провод алюминиевый сечением 300 мм 2

— По длительно допустимому току: Iдоп ≥ Ipmax[5]

— По термической стойкости: q≥ qmin= √Bk·10 6 /C

q = 300 мм 2 выбранное сечение провода А-300;

qmin=√688·10 6 /88 = 293,7 мм 2

— По условию отсутствия коронирования: 0,9 Е≥1,07Е

Е – максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при котором возникает разряд в виде короны.

m=0,82 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности многопроволочных проводов.

rпр=1,12 – радиус провода А-300

0,9 Е=0,9·(30,3·0,82·(1+0,299/1,12 0,5 )=28,68 кВ/см;

Е-напряженность электрического поля около поверхности провода

Dср =1,26·D – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз;

D = 3 м — расстояние между проводами разных фаз;

1,07Е=1,07·0,354·110/1,12· lq·378/1,12=14,72 кВ/см;

Алюминиевый провод А-300 соответствует всем характеристикам условий выбора. Для крепления проводов применяем гирлянды из 8 подвесных изоляторов Пф-70.

Источник

Экскурсия на подстанцию 220/110/20

Прежде чем электричество с электростанции попадает к нам в розетку, его напряжение сначала увеличивают до сотен тысяч вольт, а потом обратно понижают до 220В. Делают такие преобразования на трансформаторных подстанциях.

Самая главная характеристика подстанции — уровни напряжения по верхней и нижней стороне. То что написано в заголовке как раз и означает что на верхней стороне 220 тысяч вольт, а на нижнем два уровня напряжения 110 и 20 кВ. То есть по сути это две подстанции на одной территории. А в нашей розетке согласно классификации энергетиков 0,4кВ, это потому. что между фазами 400 вольт (раньше было 380 но стандарты давно поменялись).

Читайте также:  Сверлильные для металла оборудование

Начинается подстанция с открытого распределительного устройства с инструктажа по технике безопасности, затем идем на верхнюю сторону подстанции в открытое распределительное устройство — ОРУ.

image

На общем плане видна ЛЭП, разъединители, элегазовые выключатели, и порталы с секциями шин.
Порталы это металлические конструкции над всем видимым хозяйством, а секцией шин называют часть схемы подстанции которую можно выключателями и разъединителями от остальной схемы отключить. Данная подстанция способна питаться с любого конца линии электропередач, а также может линию разъединить. Не знаю на счет именно этой ЛЭП, но в отличии от шнура питания вашего ПК, в котором ток всегда поступает из розетки, линии электропередач высокого напряжения по больше части включены в единую энергосистему и энергия по таким линиям может перетекать от разных источников (расположенных с разных сторон линии) к разным потребителям в разное время. Для этого все генераторы включенные в единую сеть работают строго синхронно.
Коммутации линии 220 кВ выполняются элегазовыми выключателями.

image

Элегаз или гексафторид серы закачивают в выключатели для лучшего гашения дуги при разъединении контактов. Все замечали искру в выключателе дома или в розетке при выключении вилки, — вот тот же принцип, но на много порядков больше. Бывают вакуумные, масляные выключатели, но самыми надежными на сегодня для такого уровня напряжения считаются элегазовые.

На фото я показал манометр, его видно с земли, чтобы работник мог диагностировать утечку газа. Данную модель выключателя при вытекшем газе выключать под нагрузкой нельзя — он разрушится.

Также на Российских подстанциях обязательно присутствуют разъединители:

image

Это по сути тоже выключатель, но полностью открытый, отключать разъединитель можно только без нагрузки. Нужен он для создания «Видимого физического разрыва» — это обязательное условие безопасного выполнения работ на объектах подстанции. То есть мало отключить элегазовым выключателем и заземлить, нужно чтобы был виден физический разрыв.

Выключатели и разъединители могут управляться как с пульта управления подстанцией, так и в ручную с помощью специальных рукояток.

Одно из интересных для электронщика устройств: высокочастотный заградитель

image

image

По сути катушка и конденсатор составляют LC — фильтр, который не пропускает в сеть высокочастотный сигнал. А высокочастотный сигнал идет с другой подстанции или электростанции, его частота в районе 40 кГц, и используется для передачи информации, в основном системой защиты и автоматики. Скорость передачи очень низкая, но надежность способа себя доказала десятилетиями и данный тип связи обязателен при построении подобных объектов. Мощность сигнала порядка 1кВ и его очень сложно технически исказить или заглушить.
Измерить напрямую токи и напряжения в таких сетях приборами невозможно, поэтому для работы автоматики и измерений используются трансформаторы. Трансформатор тока мы видели на картинке с элегазовым включателем, а трансформаторы напряжения выглядят так:

image

После преобразования получаем максимум 100 вольт или 5 ампер — на эти значения настроены все щитовые измерительные приборы и устройства РЗА (релейной защиты и автоматики). В отличие от стандарта промышленных контроллеров: 1-10В и 4-20мА, уровни в 100В и 5А гораздо устойчивее к помехам.

Еще одно устройство по верхней стороне — защита от перенапряжения:

image

При ударе молнии сопротивление варистора резко падает и сбрасывает лишнюю энергию в землю. И да срабатывает он на 190кВ, потому как в ЛЭП 220кВ каждая фаза относительно земли имеет потенциал меньше 190кВ.

А вот и сердце подстанции — автотрансформатор 250МВА (мегавольтампер):

image

Трансформатор имеет множество устройств обеспечения его работы и защиты. При пожаре тушится водой, хотя масло водой и не тушится, но если денег на пенохозяйство нет, и очень хочется то можно и водой. Используется система распылителей при работе которой вокруг трансформатора образуется облако пара и воды, которое перекрывает доступ кислорода и пожар прекращается.

Автотрансформатором он называется потому, что имеет соединение между первичной и вторичной обмотками как в ЛАТРе — и считается, что КПД у него выше чем у классического трансформатора.
Данный трансформатор имеет две вторичные обмотки 110 и 10. Обмотка 10 кВ используется только для обеспечения собственных нужд. Как показала практика, если обмотку 10Кв нагрузить по номиналу, то образуются не предусмотренные электромагнитные поля и болты, которыми прикручено дно трансформатора начинают светиться.

Нагрузка в сети не постоянная и данный трансформатор обеспечивает еще и регулировку напряжения под нагрузку

image

Ручку можно крутить только во время ремонта и настройки, в рабочее время — только электропривод и автоматика.

На всей высокой стороне (высокой кстати называют ее по уровню напряжения, физически все в одной плоскости) постоянно слышен треск разрядов и это довольно быстро утомляет.
После автотрансформатора начинается низкая сторона с уровнем напряжения 110
Здесь все тоже самое: открытое распредустройство, выключатели, порталы, секции шин…

image

Разъединители и выключатели:

image

И электроэнергия отправляется на другие подстанции

Но есть еще и вторая низкая сторона, начинается после трансформатора 110/20

Трансформатор поменьше, система охлаждения пассивная, это уже классический трансформатор, а не автотрансформатор. Но все системы осушения масла и воздуха, защиты тоже присутствуют. На стороне 110 тишина, треска разрядов совсем нет.

Самая низкая сторона подстанции — 20кВ. представлена ЗРУ — закрытым распределительным устройством

Если на ОРУ 220 кВ ближе 4-х метров к токоведущим частям приближаться запрещено, то в ЗРУ 20кВ можно спокойно прикасаться к оборудованию

Все закрыто, промаркировано, управляется с пульта или вручную, открыть просто так ячейку невозможно — все блокируется автоматикой.

Для ремонта ячейки выкатываются на таких тележках:

Для контроля и управления используются отечественные контроллеры:

Далее напряжение 20кВ поступает в местные подстанции по подземным кабелям. Сети напряжением выше 0,4кВ изолированы от земли (ну не совсем 100% но привычного нуля в таких сетях нет). При пробое на землю ток все-таки течет, но воспринимается как обычное потребление, а дуга при этом портит изоляцию кабеля и в конечном счете приводит к его повреждению и межфазному замыканию. Чтобы это предотвратить придумали специальную систему:
На три фазы кабеля ставят трансформатор со средней точкой, и при равной нагрузке на фазы напряжение в средней точке относительно земли равно нолю, а при замыкании на землю напряжение возрастает и является индикатором проблемы. Для определения конкретного кабеля. в котором произошло замыкание используют большие резисторы.

Также существуют дугогасящие катушки, которые позволяют компенсировать разность потенциалов, погасить дугу, и по рассказам иногда изоляция затягивается и ремонта кабеля не требуется.

Главный пульт подстанции:

на шкафах нарисована схема подстанции и элементы управления вписаны в схему — перед входом строго напомнили никакие ручки не крутить и ничего не нажимать. За пультом куча шкафов с системами питания переменного и постоянного тока (вся защита работает на полностью автономной сети постоянного тока), систем сигнализации, пожаротушения и т.п. Все закрыты.
Вот так выглядит устройство высокочастотной связи, то самое, что подключено до высокочастотного заградителя и общается с себе подобными на других подстанциях.

В заключении нас пустили в зал телеметрии и РЗА: Ожидал чего-то интересного, но зал был заполнен закрытыми шкафами с непонятными аббревиатурами. Времени уже не оставалось и расспросить подробности не удалось.

Вот так выглядит один из шкафов, где что-то видно:

На фото универсальные преобразователи уровней, которые преобразуют 100В 5А в 24В 20мА
Часть РЗА собрано на механических реле, часть на логических контроллерах. Вся информация выводится на рабочее место диспетчера на экране ПК, откуда может и управляться. Также вся информация поступает на центральный диспетчерский пункт сетевой организации.

На этом наша экскурсия закончилась, сдали каски и еще раз со стороны взглянув на ОРУ, в сопровождении охраны покинули территорию.

С точки зрения меня как ИТ-шника, подходы к защите, блокировкам, управлению, контролю организованы на высшем, можно сказать «железном» уровне — вполне можно позаимствовать при построении информационных систем.

Источник