Характеристика комплектных трансформаторных подстанций КТП как основного звена энергоснабжения и снятия напряжения при передаче тока на бытовые сети из высоковольтных линий. Наиболее распространённые типы трансформаторных подстанций и операции их монтажа.
Подстанцией называют электроустановку, служащую для преобразования и распределения электроэнергии и состоящую из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительного устройства, устройства управления и вспомогательных сооружений. Трансформаторную подстанцию называют комплектной - КТП (КПП) - при поставке трансформаторов (преобразователей), щита низкого напряжения и других элементов в собранном виде или в виде полностью подготовленном для сборки. Комплектное распределительное устройство - устройство служащее для приема и распределения электрической энергии и состоящее из шкафов и соединительных элементов (например, токопроводов), которые поставляются отдельными шкафами или блоками, состоящими из нескольких шкафов в собранном или подготовленном для сборки виде. Трансформаторная подстанция КТП предназначена для приема, преобразования, распределения, учета электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50/60 Гц. трансформаторный подстанция энергоснабжение ток Подстанция имеет следующие виды защит: на стороне высшего напряжения - от атмосферных перенапряжений и от междуфазных коротких замыканий; на стороне низшего напряжения - от перегрузки, однофазных и междуфазных коротких замыканий на отходящих линиях напряжением 0,4 КВ; от атмосферных перенапряжений; от коротких замыканий линии наружного освещения.Применение крупноблочного комплектного оборудования резко сокращает сроки разработки и объем проектной документации, объем строительных работ при сооружении электротехнических помещений, объем и сроки монтажа, а также общую стоимость электроустановки.
Введение
Подстанцией называют электроустановку, служащую для преобразования и распределения электроэнергии и состоящую из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительного устройства, устройства управления и вспомогательных сооружений. В зависимости от преобразования той или иной функции они называются трансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП).
Трансформаторную подстанцию называют комплектной - КТП (КПП) - при поставке трансформаторов (преобразователей), щита низкого напряжения и других элементов в собранном виде или в виде полностью подготовленном для сборки. Подстанции могут быть комплектными или сборными.
Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) применяют для приема, распределения и преобразования электрической энергии трехфазного тока частотой 50 Гц. По числу трансформаторов КТП могут быть однотрансформаторными, двухтрансформаторными и трехтрансформаторными.
Комплектное распределительное устройство - устройство служащее для приема и распределения электрической энергии и состоящее из шкафов и соединительных элементов (например, токопроводов), которые поставляются отдельными шкафами или блоками, состоящими из нескольких шкафов в собранном или подготовленном для сборки виде.
Комплектные распределительные устройства полностью изготовляются на заводах; на месте установки их укрупненные элементы лишь монтируются. Эти распределительные устройства в наибольшей степени отвечают требованиям -индустриализации энергетического строительства, поэтому в настоящее время они становятся наиболее распространенной формой исполнения распределительных устройств. Вместе с тем широко сооружаются также распределительные устройства смешанного типа, выполняемые частично как сборные и частично как комплектные.
1. Комплектные трансформаторные подстанции КТП
Подстанции КТП фактически являются основным звеном энергоснабжения и служат для снятия напряжения при передаче тока на бытовые сети из высоковольтных линий. Именно это и обуславивает широкое применение трансформаторных подстанций как в южных, так и северных широтах России для нужд промышленности, сельского хозяйства и разного рода непромышленных объектов. Трансформаторная подстанция КТП предназначена для приема, преобразования, распределения, учета электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50/60 Гц. трансформаторный подстанция энергоснабжение ток
Комплектная трансформаторная подстанция обеспечивает защиту присоединений от перегрузок и коротких замыканий. Кроме того, комплектная подстанция используется для энергоснабжения объектов промышленности, предприятий.
2. Наиболее распространенные типы трансформаторных подстанций
По типу подключения к высоковольтным линиям, КТП делятся на подстанции тупикового и проходного типа.Тупиковый тип КТП может одновременно быть подключен только к одной высоковольтной линии, а КТП проходного типа - к двум.
Внутрицеховые КТП (КТП-ВЦ) служат для установки их внутри обслуживаемого помещения, в непосредственной близости к оборудованию, которое там используется.
IMG_b5e8b023-f02d-45e4-bfeb-2eef07d25298
Столбовая КТП (КТПС) представляет собой модель для установки на опорах линий электропередач.
IMG_e31d954d-bac8-4524-a6bc-a69e498d4e3e
IMG_8035fb30-3787-4517-9a48-f8ba8d2e54a2
Киосковая трансформаторная подстанция (КТПК) обеспечивает более высокие показатели безопасности и повышенный уровень защиты от воздействий окружающей среды.
IMG_796d389e-7502-4847-b2bf-30af46daa2ac
Мачтовая подстанция КТП (КТПМ) представляет собой открытую конструкцию и используется для обслуживания на высоте. Чаще всего эксплуатируются на объектах сельского хозяйства и коттеджных или дачных поселках.
IMG_a8a5f367-9f26-4a1c-adc9-63d272aac593
IMG_afa75523-a216-46f4-a66f-7454c2c7310f
3. Схема электрическая принципиальная КТП
IMG_21075ab0-cb68-4230-a132-0d90f24d7ba7
Рисунок 2. Принципиальная схема
Условные обозначения
Е Патрон
FV1-FV3 Ограничитель перенапряжения ОПН 0,38 КВ
FV4-FV6 Ограничитель перенапряжения ОПН 10 КВ
К Фотореле
К1 Реле промежуточное
КМ Пускатель электромагнитный
PI Счетчик
QS Разъединитель 10 КВ
QS1-QS5Рубильник 0,4 КВ
SA3Пакетный переключатель
R Фоторезистор
Т Трансформатор
R1,R2 Резистор обогрева
ТА1-ТАЗ Трансформатор тока
SA1,SA2Пакетный выключатель
ХРОЗЕТКА штепсельная
Т Трансформатор
FU1-FU3 Предохранитель 10 КВ
FU4-FU6 Предохранитель 0,4 КВ
КА1-КА4 Реле токовое
К5Реле промежуточное
QF1-QF4 Выключатель автоматический
Подстанция имеет следующие виды защит: на стороне высшего напряжения - от атмосферных перенапряжений и от междуфазных коротких замыканий; на стороне низшего напряжения - от перегрузки, однофазных и междуфазных коротких замыканий на отходящих линиях напряжением 0,4 КВ; от атмосферных перенапряжений; от коротких замыканий линии наружного освещения. Для защиты силового трансформатора от междуфазных коротких замыканий установлены предохранители FU1-FU3. Защита от атмосферных перенапряжений осуществляется вентильными разрядниками FV1-FV3 - со стороны 10 КВ и FV4-FV6 - со стороны 0,4 КВ. учет активной энергии осуществляется счетчиком Р1. Для местного обогрева счетчика с целью обеспечения его надежной работы при температуре ниже 0°С служат резисторы R1-R2, включаемые переключателем SA1. Защита от однофазных коротких замыканий на отходящих линиях 0,4 КВ осуществляется токовым реле КА1-КА4, которые при срабатывании отключают автоматический выключатель поврежденной линии. Защита от коротких замыканий и перегрузки отходящих линий 0,4 КВ осуществляется автоматическими выключателями QF1-QF4. Контроль наличия напряжения и освещения шкафа РУНН осуществляется лампой E, включаемой переключателем SA3. В МТП имеются блокировки, предотвращающие: 1) включение заземляющих ножей разъединителя при включенных главных ножах;
2) включение главных ножей разъединителя при включенных заземляющих ножах;
3) отключение рубильников QF1-QF4 токов нагрузки.
Блокировка по пунктам 1 и 2 обеспечивается конструкцией разъединителя. Блокировка по п.3 обеспечивается путем выключения QS1, через контакты которого отключаются магнитный пускатель КМ и автоматические выключатели QF1-QF4, т.к. конструкцией МТП доступен к рубильнику QS1 возможен только при открытии защитной панели.
4. Монтаж КТП
Основные операции монтажа КТП сводятся к доставке собранных блоков или всей подстанции к месту монтажа, подъему и установке на фундамент.
В помещении или на площадке, где устанавливается КТП (КТПН), необходимо полностью закончить все основные и отделочные строительные работы. Кабельные каналы и проемы должны точно соответствовать чертежам, строительные работы по их устройству, включая покрытия плитами, должны быть закончены, трубы для прохода кабеля заложены в соответствии с чертежом проекта.
IMG_93f66757-7c3c-43df-9622-e8f8d3de259c
Способы доставки блоков КТП на место монтажа зависят от условий строительства данного объекта. В ряде случаев целесообразно доставлять блоки, когда погрузочно-разгрузочные работы и транспортировку их на место можно выполнить с помощью кранов и автомобильного или железнодорожного транспорта без промежуточной выгрузки.
Монтаж К"ГП производят в определенной последовательности. До начала монтажа проверяют устройства закладных оснований (они должны быть установлены по уровню и точно соответствовать чертежу проекта). Отклонения от уровня не должны превышать 1 мм на 1 м длины и 5 мм на всю длину. Несущие поверхности обоих швеллеров должны быть в одной строго горизонтальной плоскости и выступать из чистого пола на 10 мм. Швеллеры присоединяют к контуру заземления полосовой сталью 40 X 4 мм не менее чем в двух местах.
Монтаж КТП, как и других комплектных устройств, состоит из следующих операций: доставки блоков оборудования на место; их распаковки; установки на закладные основания; выверки по шнуру и отвесу; стягивания болтами; приварки к основанию; электрического соединения блоков одного с другим или прокладки сборных шин; подключения кабелей; ревизии и регулировки аппаратов.
Погрузку и выгрузку блоков КТП и трансформаторов выполняют только с помощью подъемного крана. При строповке, в местах изгибов стропов, устанавливают надежные распорки, предохраняющие окраску оборудования от повреждения, особенно если блоки поставляют не в ящике, а в обшивке. Блоки доставляют в помещение с помощью лебедок на катках.
IMG_41801b91-5c76-4846-a6c3-9656b69b2e69
Перед окончательной установкой на направляющие швеллеры блоки распаковывают. Их транспортировку до места доставки в помещения производят на специальных тележках, а установку - с помощью специальных приспособлений.
При сборке подстанций соединяют выводы обмоток НН трансформатора с распределительным устройством, устанавливают автоматы, монтируют заземление. Шины обычно соединяют с помощью сжимных плит. Контактную поверхность шин нельзя зачищать стальными щетками и наждачной шкуркой во избежание повреждения противокоррозионного покрытия. Для очистки контактную поверхность протирают чистой тканью, смоченной в бензине. Блоки устанавливают поочередно, предварительно сняв специальные заглушки, закрывающие выступающие концы шин и подъемные скобы с опорных швеллеров.
Проверяют выдвижные автоматические выключатели низкого напряжения на совпадение вертикальных и горизонтальных осей втычных контактов и ножей, определяют динамометром усилие нажатия, которое у каждого втычного контакта должно быть 100 Н (10-12 кгс). Кроме того, проверяют совпадение осей симметрии подвижных и неподвижных вспомогательных контактов. Эти контакты должны иметь провал в 1,5-2 мм. Для вкатывания и выкатывания автоматических выключателей применяют специальное устройство, поставляемое заводом.
Монтаж завершается проверкой исправности проводок и приборов, надежности крепления болтовых соединений, исправности электрической изоляции, присоединений кабелей высокого напряжения к трансформаторам и кабелей отходящих линий, а также присоединений к сети заземления.
5. Камеры КСО
Камеры КСО комплектуются электрооборудованием на номинальное напряжение 6 и 10 КВ. Каждая камера делится на три отсека листовой сталью или асбоцементными плитами, в которых соответственно размещены: сборные шины и шинный разъединитель - в верхнем, масляный выключатель и трансформаторы тока - в среднем, линейный разъединитель и кабельные заделки - в нижнем отсеках. Каркас камеры унифицированный, сварной из гнутой листовой и реже из угловой стали. На фасаде камеры закреплены две двери - верхняя и нижняя, а в средней части приварен стальной пояс из листа толщиной 2-3 мм (и частично ограждение из стальной сетки), на котором монтируют приводы выключателей и разъединителей. Аппаратура измерения, защиты и управления размещается на верхней двери, за которой установлено сетчатое ограждение для внутреннего обзора камеры без снятия напряжения. По верху камеры проходит световой карниз, служащий одновременно световым табло, внутренним освещением и коробом для контрольных кабелей.
Безопасность обслуживания и соблюдение последовательности операций обеспечиваются устройством в камерах соответствующей механической блокировки.
IMG_73cf7b4b-2119-4848-8da9-324fb413a0d4
IMG_795aff5b-80c2-4770-8772-49d920c15457
Рис. 1. Комплектная камера распределительного устройства КСО-272.
6. Монтаж КРУ
По исполнению КРУ могут иметь шкафы с выдвижными элементами (выключатели, разъединители, предохранители, трансформаторы напряжения), а также без выдвижных элементов (трансформаторы собственных нужд, конденсаторы, аппаратура ВЧ связи). Представленный на рис. 1 шкаф ввода серии К-37 относится к КРУН с выдвижным элементом.
Тележка с выключателем в шкафу КРУН К-37 может занимать три фиксированных положения: рабочее, контрольное и промежуточное (среднее положение между контрольным и ремонтным). Из ремонтного положения в промежуточное и обратно выдвижной элемент перемещается вручную с помощью ручек, из промежуточного положения в контрольное и обратно - с помощью червячного механизма перемещения, встроенного в раму выключателя. На фасаде выдвижного элемента имеется указатель, показывающий то или иное фиксированное положение.
Согласно Правилам техники безопасности при работах на отходящих воздушных или кабельных линиях (вне КРУН) тележку с выключателем допускается устанавливать в промежуточное (вместо ремонтного) положение и запирать ее на замок. Это значительно облегчает работу оперативного персонала.
Для защиты персонала от случайного прикосновения к токопроводящим частям, находящимся под напряжением, в шкафах комплектных РУ предусмотрены автоматические шторки падающего типа, которые закрываются при выкатывании выдвижного элемента из шкафа и запираются персоналом на замок. Имеется оперативная блокировка, предостерегающая персонал от выполнения ошибочных операций. Перечисленным особенностям должны отвечать как совершенство конструктивных решений комплексных РУ в целом, так и качество изготовления отдельных деталей и узлов ячеек.
В эксплуатации выявлены некоторые дефекты конструкции комплектных РУ, что в сочетании с некачественным выполнением строительно-монтажных работ и неудовлетворительно поставленной эксплуатацией приводит к серьезным повреждениям и авариям.
Большое число повреждений КРУ и КРУН происходит при КЗ в концевых заделках кабелей, что само по себе объясняется дефектами их монтажа. Отсутствие перегородок между кабельным отсеком и отсеком выключателя, как правило, приводит к развитию повреждения. При наличии многочисленных отверстий в ячейках и обилии копоти дуга обычно переходит на сборные шины и оборудование соседних ячеек. Аналогичным образом развиваются аварии при отказе и повреждении выключателей, перекрытиях изоляции и в других случаях. Все это свидетельствует о недостаточной локализационной способности ряда серий КРУ и КРУН.
Заметим, что отечественной промышленностью учтен опыт эксплуатации и в настоящее время выпускаются КРУ серии К-104, в которых отсек сборных шин расположен внизу корпуса шкафа, а кабельный ввод находится в специальном отсеке, отделенном от отсека сборных шин глухой перегородкой (рис.1). Такая конструкция КРУ обеспечивает сохранность оборудования при КЗ в концевых заделках кабелей.
Для снижения тяжести повреждений, происходящих при КЗ в шкафах, применяют "дуговую защиту". Эта защита без выдержки времени отключает выключатели присоединений, питающих секцию, при возникновении в шкафу электрической дуги. В защите используются датчики, реагирующие на резкое повышение температуры, давления, а также интенсивность светового излучения. Для предупреждения ложных срабатываний в схему защиты вводятся блокировки по току и напряжению.
В шкафах серии К-104 для дуговой защиты используются контакты конечных выключателей (рис. 1), связанные с разгрузочным клапаном. При закрытом положении клапана контакты конечного выключателя разомкнуты. Разгрузочный клапан открывается при появлении открытой электрической дуги и повышении давления в шкафу во время КЗ. Откидывание клапана приводит к замыканию контактов конечного выключателя и ускоренному отключению питающих КЗ присоединений.
Кроме дуговой защиты применяется токовая защита шин секции, которая срабатывает на отключение питающих присоединений только при КЗ на шинах; запрещается АВР секционных выключателей и трансформаторов, если КЗ возникло на шинах.
Причинами многих повреждений являются дефекты, допускаемые при выполнении строительных и монтажных работ: плохая герметизация шкафов, перекосы шкафов при установке, неисправности блокирующих устройств и др.
При недостаточной герметизации в шкафы попадает влага и пыль. Увлажнение загрязненной изоляции при общей повышенной влажности вызывает перекрытие изоляции, что особенно характерно для КРУН.
Перекосы отдельных элементов шкафов ведут к затиранию тележек с оборудованием при переводе их из рабочего положения в ремонтное и обратно. В этих случаях персонал вынужден перемещать тележки вручную с приложением большой мускульной силы и с применением рычагов, при этом часто повреждаются разъединяющие контакты первичной цепи и опорные изоляторы.
Плохая регулировка и дефекты механизмов блокировки приводят к ошибочным действиям персонала при переключениях и авариях при вводе оборудования из ремонта в работу.
Осмотры КРУ проводятся по графику: при постоянном дежурстве персонала - не реже 1 раза в 3 сут, а при обслуживании электроустановки оперативно-выездной бригадой- не реже 1 раза в месяц. При осмотре проверяются состояние выключателей, приводов, разъединителей, первичных разъединяющих контактов, блокировки; степень загрязненности и отсутствие видимых повреждений изоляторов; состояние вторичных цепей (зажимных рядов, гибких связей соединителей штепсельных разъемов, реле, измерительных приборов); действие кнопок управления выключателей, находящихся в испытательном положении.
Наблюдение за уровнем масла в выключателях и за оборудованием ведется через смотровые окна и сетчатые ограждения. Для осмотра сборных шин без снятия напряжения предусмотрены смотровые люки, закрытые защитной сеткой.
Проверяется работа сети освещения и отопления помещений и шкафов КРУ. Практикой установлено, что при эксплуатации КРУ наружной установки происходят повышение относительной влажности в шкафах (в отдельные периоды до 100%) и увлажнение поверхности изоляторов при резких перепадах температуры наружного воздуха, что приводит к перекрытию изоляции по загрязненной поверхности. Чтобы избежать подобных явлений, необходимо систематически очищать изоляцию от пыли и загрязнений.
Эффективным способом борьбы с увлажнением поверхности изоляторов является обмазка их гидрофобными пастами. Гидрофобное покрытие препятствует возникновению сплошных проводящих ток дорожек при загрязнении и увлажнении поверхности изолятора.
Для создания в шкафах микроклимата с относительной влажностью воздуха 60-70 % необходимо следить за уплотнением дверей, днищ и мест стыковки шкафов; применять утепление стенок и дверей шкафов минераловатными плитами; оборудовать шкафы автоматическими устройствами электрообогрева, включаемыми при недопустимом повышении относительной влажности воздуха.
Классификация комплектных распределительных устройств Все комплектные электротехнические устройства подразделяются по назначению: комплектные распределительные устройства (КРУ), комплектные трансформаторные подстанции (КТП). По условиям окружающей среды: внутренней установки, наружной установки. По климатическим условиям: для умеренного климата, тропического исполнения и холодостойкого исполнения. По конструктивному исполнению: выдвижного (выкатного) типа (в которых основной коммутационный аппарат размещен на тележке), стационарные (в которых основной коммутационный аппарат размещен в корпусе шкафа).
Все комплектные электротехнические устройства подразделяются по назначению: комплектные распределительные устройства (КРУ).
По условиям окружающей среды: внутренней установки, наружной установки.
По климатическим условиям: для умеренного климата, тропического исполнения и холодостойкого исполнения.
По конструктивному исполнению: выдвижного (выкатного) типа (в которых основной коммутационный аппарат размещен на тележке), стационарные (в которых основной коммутационный аппарат размещен в корпусе шкафа).
По типу основного коммутационного аппарата: с маломасляными выключателями; с электромагнитными выключателями; с вакуумными выключателями.
По условиям обслуживания: одностороннего обслуживания (устанавливаемые прислонно к стене), двухстороннего обслуживания (устанавливаемые на определенном расстоянии от стены).
По защищенности токоведущих частей: защищенного исполнения, открытого исполнения.
По конструкции линейного вывода: с кабелными, с воздушными выводами.
По роду оперативного тока: на постоянном токе, на переменном токе.
По условиям эксплуатации: водобрызгокаплезащищенные, пылезащищенные, герметичные и взрывозащищенные.
Комплектные устройства, кроме того, подразделяются: по номинальному напряжению, номинальному току, типу выключателя и привода к нему, по схеме главных и вспомогательных соединений и другим показателям.
Вывод
Поставка комплектного крупноблочного электрооборудования взамен отдельных аппаратов и изделий с последующей сборкой и монтажом на месте установки является наиболее прогрессивным направлением технического развития электромонтажного производства.
Применение крупноблочного комплектного оборудования резко сокращает сроки разработки и объем проектной документации, объем строительных работ при сооружении электротехнических помещений, объем и сроки монтажа, а также общую стоимость электроустановки.
Надежность работы и безопасность эксплуатации электроустановок, составленных из крупных блоков заводского изготовления, значительно выше, чем у установок, собранных из отдельных аппаратов, приборов и оборудования, полученных «россыпью» и конструктивно не приспособленных для комплектного монтажа и взаимной блокировки. Современный монтаж комплектных РУ и подстанций может служить образцом индустриальных методов монтажа.
Список литературы
1) ЗАО «Завод электротехнического оборудования» ОАО «Холдинговая компания «ЭЛВО». Трансформаторные подстанции. http://www..zeto.ru
2) ЗАО «Великолукский завод высоковольтной аппаратуры». Подстанции трансформаторные мачтовые 10/0,4 КВ мощностью 25,40,100,160,250 КВА ( техническое описание и инструкция по эксплуатации).
3) ОАО «Техноград» http://tehnograd1.tiu.ru/
4) «Электрические станции, подстанции, линии и сети» К.М Поляков.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
