Схема и конструкция трансформаторной подстанции. Трансформаторная подстанция схема

Схема и конструкция трансформаторной подстанции

Электрические сети сегодня, как паутина, опутывают все населенные пункты. По ним в дома и на предприятия поступает энергия, необходимая для работы различного оборудования, освещения, функционирования систем климат-контроля и другой техники. Однако, современные приборы весьма чувствительны к скачкам напряжения и если в вашей сети такие ситуации случаются часто, то приходится искать способы их устранения. Для этого используется специальное оборудование, которое входит в устройство подстанции трансформаторной. Применяется оно для городских районов, хозяйственных объектов и других потребителей.

Область их применения

В современном обществе ни одна отрасль промышленности и народного хозяйства не обходится без электричества. Оно необходимо для создания комфортных условий для жителей городов и сел, работы различного рода оборудования и техники. Но для того, чтобы обеспечить электроэнергией районы, удаленные от основных сетей, используют трансформаторные подстанции.

Область применения таких установок включает в себя самые различные объекты:

• Сельскохозяйственные комплексы;
• Предприятия;
• Строительные площадки;
• Железнодорожные;
• Метрополитен;
• Шахты;
• Дачные поселки.

Виды подстанций и их особенности

Электрификация населенных пунктов и объектов, находящихся далеко от них является обязательным условием их функционирования. Но поскольку в электросетях очень часто случаются скачки напряжения, то подключенное к ним оборудование может выйти из строя. Избежать этого помогают трансформаторные подстанции – это здание или сооружение внутри которых размещается оборудование. Электроустановки, основным назначением которых является преобразование и распределение энергии между потребителями.

В состав таких подстанций включены следующие элементы:

• Силовые трансформаторы;
• Устройства управления и распределения напряжения;
• Вспомогательные детали и конструкции.

Классификация электроустановок осуществляется с учетом производимой ими работы. Они делятся на два класса:

1. Повышающие;
2. Понижающие.

Первые служат для повышения входного напряжения. Трансформатор такой подстанции имеет первичную обмотку с меньшим количеством витков, чем у вторичной.

Понижающие подстанции используются в случае необходимости уменьшения входного напряжения. В них используются трансформаторы, у которых количество витков первичной обмотки больше, чем у вторичной.

Смотрим видео, устройство и описание характеристики комплексной подстанции:

Кроме функционального назначения подстанции отличаются и по способу изготовления. Они могут поставляться в виде отдельных блоков, которые затем собираются в единое целое на месте установки. Каждый элемент такой конструкции является полностью подготовленным к сборке. Исходя из этого параметра, трансформаторная подстанция может относиться к движимому или недвижимому имуществу.

Также производятся и комплексные установки. Этот тип оборудования представляет собой металлическую или бетонную конструкцию, внутри которой расположены рабочие узлы. Такие модели поставляются в собранном виде и находят самое широкое применение во всех сферах жизни и деятельности человека. Срок эксплуатации трансформаторной подстанции составляет около 25 лет.

Комплексные электроустановки могут отличаться по следующим критериям:

1. Типу конструкции;
2. Количеству трансформаторов;
3. Способу ввода и вывода;
4. Подсоединению к сети;
5. Месту установки.

В зависимости от первого параметра подстанции бывают мачтовыми, которые устанавливаются на специальных опорах, а также подземными и выполненными в виде шкафов или киосков. В них может находиться один или два трансформатора.

Подключение трансформаторных подстанций осуществляется различными способами:

• Проходным;
• Узловым;
• Ответвительным;
• Тупиковым.

При этом ввод-вывод может быть воздушным или кабельным. В зависимости от места установки комплексные подстанции подразделяются на:

• Внутренние;
• Наружные;
• Смешанные.

В первых применяются трансформаторы, имеющие масляное охлаждение.

Конструктивные особенности оборудования

Для того, чтобы правильно выбрать электроустановку необходимо четко представлять ее устройство и принцип работы. При транспортировке электроэнергии на большие расстояния происходит повышение-понижение напряжения, вызванное необходимостью снижения тепловых потерь в линии. Но для потребителя такие значения являются неприемлемыми, поэтому приходится использовать трансформаторные подстанции, которые повышают или понижают напряжение до потребляемого в 380 или 220 В.

В такие установки входят несколько объектов:

• Силовые трансформаторы;
• Распределительное устройство РУ;
• Автоматическая защита и управление;
• Вспомогательные конструкции.

Производится все оборудование на заводах и доставляется в место назначения в собранном или блочном виде.

В качестве защитных устройств в конструкцию подстанции включены разрядники. Они воздействуют на отключение оборудования и снижение нагрузки. Все элементы собраны в единую установку.

Схема трансформаторной установки

Схема небольшой и большой мощности

Решения по этому вопросу обычно принимаются с учетом системы электроснабжения объекта и перспектив его развития. Разрабатывая схему трансформаторной подстанции, производитель стремиться сделать ее максимально проще, чтобы количество коммутационных аппаратов было минимально возможным. Для этого применяются устройства автоматики.

Основными положениями для энергоустановок всех напряжений можно считать:

• Использование шин одной системы;
• Применение блочных схем;
• Установка автоматических систем и телемеханики.

В подстанциях, где установлена пара трансформаторов, предусматривается раздельная их работа, что позволяет снизить токи КЗ. Кроме того, у них упрощенная коммутация и эффективная релейная защита на вводах.

Устройства с длительной параллельной работой используются редко. Но все же иногда такой подход является целесообразным. При таком решении понижающие трансформаторы работаю параллельно и при нарушении одной цепи выключатель автоматически отключается.

Но в большинстве случаев все же рекомендуется использовать раздельную работу. Разрабатывая такие схемы подстанций необходимо выбирать коммутационные аппараты с учетом назначения установки и ее мощности. Причем последний из перечисленных параметров должен соответствовать потребностям пользователей.

Выбор мощности

При проектировании электроустановки необходимо подобрать оборудование под расчетную нагрузку. При этом для выбора мощности прибора могут использоваться различные методики. А кроме того, следует опираться на нормативную документацию.

Обычно в подстанциях используются масляные трансформаторы и их количество зависит от категории объекта. Обычно для 1 и 2-ой используют двухтрансформаторные подстанции, а для 3-ей – установки с одним.

Мощность прибора обычно выбирается с учетом его перегрузочной способности в режиме аварии. Для этого сравнивается полная мощность подстанции с допустимой для различных видов потребителей нагрузкой. Расчеты выполняются по специальным формулам. В них используются значения дневной и вечерней нагрузок, а также коэффициент одновременности, зависящий от числа потребителей.

Например, для небольшого населенного пункта можно ограничиться подстанцией с трансформаторами мощностью до 63 кВА. Но только в случае, если в них преобладает коммунально-бытовая нагрузка. В противном случае потребуется более мощная электроустановка.

Особенности и сроки эксплуатации

Требования монтажа молнезащиты

Выбор любой системы электроснабжения должен выполняться в соответствии с планируемыми нагрузками. И в этом случае многие предпочитают перестраховаться, чем выбрать установку впритык.

В действительности возможны ситуации, в которых даже самая экономичная подстанция будет загружаться только частично. Это связано со спецификой изготовления оборудования. Так как трансформаторные электроустановки производятся с учетом неблагоприятных условий эксплуатации.

Например, большинство подстанций рассчитаны на работу при температуре от +40 до -40°C, но такие показатели являются довольно редкими для средней полосы. Да и аварии случаются в электросетях не столь часто. Поэтому срок службы даже самой маломощной трансформаторной подстанции составляет 25 лет, как заявляет производитель, даже если ей иногда придется работать в критических условиях.

Но чтобы оборудование использовалось эффективно его монтаж должны производитель специалисты. При этом на территории, где оно устанавливается должна быть безопасная окружающая среда с отсутствием тряски и вибраций.

generatorvolt.ru

Схемы трансформаторных подстанций

   Схемы трансформаторных подстанций и пунктов распределительных можно разделить на первичные и вторичные. Рассмотрим подробнее характеристики каждой из схем.

• Вторичные схемы

   Состоят из элементов вторичного оборудования. Все элементы соединяются друг с другом в определенной последовательности, обеспечивающей работу всей схемы. Вторичное оборудование – это аппаратура  управления, сигнализации, реле автоматики, измерительные приборы. Основная роль вторичного оборудования – осуществление контроля за работой первичного и его защита.

   Исходя из назначения, схемы принято делить на монтажные и принципиальные, непосредственно отображающие электрическую связь и последовательность работы оборудования.

• Принципиальные схемы

   Данные схемы составляют для  одного элемента  либо для установки в целом. Вторичные и принципиальные схемы являются основой для разработки так называемых полных схем, в состав которых входят элементы и вторичного, и первичного оборудования. Принципиальные схемы в зависимости от способа изображения делятся на однолинейные и многолинейные, развернутые и совмещенные.  Отличие однолинейных схем состоит в том, что все фазные провода отмечены строго одной линией, тогда как у многолинейных – подчеркивается каждая фаза в отдельности. Если схема относится к разряду совмещенных, приборы и вся аппаратура представляется условными обозначениями с четким указанием всех электрических связей.  На развернутых схемах все приборы и соединения изображаются отдельно, кроме того указывается направление протекания тока от полюса к полюсу.

   Для простоты чтения схем в аппаратах и приборах, каждой из и частей присвоена определенная буквенная маркировка. В том случае, когда в схеме присутствует несколько однотипных аппаратов, проблему решают путем их нумерации.

• Развернутые схемы

   На развернутой схеме ряды цепей расположены так, чтобы схему можно было читать в любом направлении. На рисунке №1 можно увидеть полную схему защиты линии. На рисунке представлена первичная однолинейная схема, и лишь там, где трансформаторы  вводятся в двухфазные провода, рисунок выполнен в трехлинейном изображении.

 Рис. 1. а - совмещенная, б - развернутая

   Маркировка оборудования:

- КТ – реле времени;

- Q – выключатель;

- Кэо – электромагнит отключения.

   Все одинаковые аппараты помечены цифрами, то есть при наличии 2-х токовых реле, обозначения будут выглядеть как – 1КА и 2КА.  Две обмотки в трансформаторе обозначаются как 1ТА и 2ТА. Детальное пояснение  цепей можно найти на развернутой схеме. Все условные обозначение на схему наносят строго в согласии с ГОСТом.

 

• Монтажные схемы

   На основе принципиальной разрабатывается монтажная схема, назначение которой требует нанесения на нее всей аппаратуры, приборов и  раскладки проводов. Монтажные схемы составляются для каждого узла  (панель релейного щита, камера РУ и так далее).  Схематическое расположение приборов, а также прокладка проводов указывается на схеме узлов (смотреть рисунок №2).

Рис. 2.

   Расположенные в разных местах узлы оборудования соединяются при помощи контрольных кабелей и соединительных проводов. Все внешние соединения видны на монтажной схеме кабельных связей (смотреть рисунок №3). 

Рис. 3.

   Обязательным является нанесение маркировки всех приборов, зажимов, аппаратов, жил кабелей, проводов (рисунок №4). Когда схема имеет большое количество контрольных кабелей и большую протяженность связей, требуется построение детального чертежа с раскладкой кабелей. 

Рис. 4.

   При построении комбинированных схем за основу берутся монтажные и принципиальные схемы.

• Комбинированные схемы

   Служат для отображения взаимодействия отдельных элементов, что позволяет свободно ориентироваться при проведении монтажа (смотреть рисунок №5). Комбинированные схемы используются как основные исполнительные схемы для эксплуатации. 

Рис. 5.

• Первичные схемы

   Отображают путь прохождения электроэнергии от источника на рабочем напряжении. Эта разновидность схем объединяет элементы оборудования, такие как трансформаторы, а также токоведущие элементы (кабеля, шины). Особенность первичных схем состоит в том, что они делятся на группы: ТП и РП (в зависимости от назначения, конструктивного исполнения, подключения и прочих характеристик). На первичной схеме указывается номинальное напряжение и тип оборудования.

• Секционированные схемы

   Для питания нескольких силовых трансформаторов и РП, подключенных к силовым электрическим приемникам, может применяться схема с одной системой сборных шин. Схемы секционированные используют для питания потребителей 2-й и 1-й категории надежности. Делятся они  на 2 или 3 секции шин при помощи разделителя или выключателя. При необходимости в автоматическом резервировании на шины может быть установлен секционный выключатель (схема АВР). Пример секционированный схемы смотреть на рисунке №6.

Рис. 6.

   На крупных подстанциях могут применяться схемы с 2-мя секционированными системами шин (смотреть рисунок №7). 

Рис. 7.

   Обходная система шин может быть использована, когда особенность функционирования потребителя требует постоянных оперативных переключений.

• Блочные схемы

   Этот вид схем подстанций собирается без шин низшего и высшего напряжения. Трансформатор ТП на блочных схемах подключается к линии, которая непосредственно подведена к подстанции. Подключение производится глухим присоединением или же через коммутационный аппарат.

   Существуют следующие блочные схемы:

• блок-линия 35—220 кВ — трансформатор ГПП,
• блок-линия 35—220 кВ — трансформатор ГПП — токопровод 6—10 кВ,
• блок линия 6 —10 кВ — трансформатор цеховой ТП,
• блок-линия 6—10 кВ — трансформатор ТП — магистральный токопровод 0,38—0,66 кВ,
• блок линия — трансформатор — двигатель.

quantumelektro.ru

Трансформаторная подстанция ктп: принцип работы

Трансформаторная подстанция ктп используется для активизации напряжения и передачи мощности в сеть на электростанции. Электрическая энергия будет вырабатываться при низких напряжениях.

Во время передачи энергии на длительные расстояния она может терять свое напряжение. Чтобы свести его к минимуму необходимо использовать подстанцию.

Трансформаторная подстанция ктп

Принцип работы трансформаторных подстанций похож на силовые генераторы 588MVA. Все соединения между подстанцией и генератором будут осуществляться с помощью изолированной фазы шинопровода (IPBD).

Электроэнергия постоянно должна передаваться на длительные расстояния. Трансформаторные подстанции необходимы для:

1. Уменьшения нагрева проводов.
2. Устранения вихревых токов.

На тех подстанциях, где напряжение будет повышаться используют повышающие трансформаторы. Эти устройства обычно могут иметь автоматические выключатели и предохранители. Подстанции необходимо располагать на открытом воздухе и закрывать их в металлической ограде. В жилых районах, где плотность населения велика трансформаторы можно располагать в закрытых помещениях. Благодаря этому можно значительно уменьшить гул устройства.

Как видите, трансформаторная будка может быть разнообразной. Для ее охлаждения вам необходимо использовать специальное трансформаторное масло. Генератор трансформатора имеет специальный охлаждающий механизм, который будет связан с заземлением и понижающим резистором. Если вам будет интересно, тогда можете прочесть про понижающие трансформаторы.

Сначала электричество будет генерироваться на ТЭС, АЭС, ГЭС. Затем напряжение будет передаваться на подстанцию. В подстанции напряжение сможет значительно возрасти благодаря использованию повышающего трансформатора. Повышать напряжение необходимо для того чтобы избежать потерь напряжения во время передачи электроэнергии. После передачи электроэнергии она также поступит на подстанции. Здесь электричество пройдет через понижающие трансформаторы и направится к потребителю. В распределительной сети также можно встретить и дополнительные трансформаторы, которые необходимо использовать для распространения электроэнергии по локальной сети.

Полезная информация

Генераторные подстанции также могут иметь особенности во время своей работы. К основным из них относят:

1. Номинальное напряжение трансформатора всегда будет соответствовать номинальному напряжению генератора.
2. Основной задачей ктп считается наращивание электрического напряжения.
3. Трансформаторная подстанция ктп может включать силовой трансформатор, распределительный аппарат и автотрансформаторы.
4. Для генераторной единицы может потребоваться трансформатор.

Дополнительные функции подстанции

Подстанция также может иметь и дополнительные возможности, к которым относят:

1. Передача и распределение электричества. Мощность что передается под высоким напряжением должна быть понижена с целью разветвления.
2. Переключение и выделение для обслуживания схем. Переключение считается достаточно важной функцией подстанции. Подстанция способна самостоятельно выполнить закрытие фидера. Это позволяет обеспечить значительную безопасность. Переключение напряжения считается опасной работой и для этого используют специальные переключатели, которые автоматически выполнят эту работу.
3. Отключение нагрузки. Если спрос на напряжение считается большим, тогда подстанции автоматически могут сбросить нагрузку и нормализовать подачу электроэнергии.
4. Коррекция коэффициента мощности цепи. Коэффициент мощности обязательно должен находиться на допустимом значении.
5. Теперь безопасность подстанции будет высокой. Это стало возможным благодаря использованию новых технологий безопасности.

Виды трансформаторных подстанций

Трансформаторные подстанции могут иметь разнообразные виды. Они будут зависеть от ряда факторов и к основному относится тип устройства. На фото ниже вы сможете увидеть основные виды трансформаторных подстанций:

Безопасность людей, которые проживают рядом с подстанцией

Электричество считается наиболее дешевым видом топлива. Именно поэтому электроэнергию подают в огромных количествах. В результате передачи электроэнергии возле трансформатора может образоваться электромагнитное поле. Невидимые заряды, которые будут проходить через воздух могут колебать клетки человеческого тела. Именно поэтому кожа человека может значительно повредиться. У нас также есть информация о том, как выполнить намотку тороидального трансформатора.

Многие ученые начали исследовать эту ситуацию. В результате этого удалось выяснить, что нельзя жить возле трансформаторной подстанции. Расстояние от дома к трансформаторной будке должно составлять не менее 300 метров. Благодаря этому вы сможете обеспечить себе безопасность и снизить воздействие электромагнитного поля.

Стоимость трансформаторных подстанций

Чтобы установить трансформаторную подстанцию может потребоваться проект. Его одобрением должен заниматься инженер-технолог. После этого утвердить документацию необходимо в соответствующих органах. Во время установки все нормы должны быть соблюдены. Благодаря этому можно будет избежать воздействия электромагнитного поля. Если вы желаете найти подробную информацию о нормах, тогда следует изучить правила ГОСТ.

Купить трансформаторные подстанции можно в разнообразных компаниях, которые занимаются и изготовлением. Если вам необходимо уникальное устройство, тогда необходимо выполнить типовой проект и после этого обратиться на предприятие. Его сотрудники смогут изготовить трансформатор по индивидуальному заказу. Стоимость трансформаторной будки может составлять несколько тысяч долларов. Однофазная комплексная подстанция будет стоить около 4 тысяч долларов.

Читайте также: трансформаторы постоянного и переменного тока.

vse-elektrichestvo.ru

Трансформаторные подстанции и распределительные устройства, их классификация и схемы.

Каждая подстанция имеет распределительные устройства (РУ) содержащие коммутационные аппараты, устройства защиты и авто­матики, измерительные приборы, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства.

По конструктивному выполнению РУ делят на открытые и за­крытые. Они могут быть комплектными (сборка на предприятии-изготовителе) или сборными (сборка частично или полностью на месте применения).

Открытое распределительное устройство (ОРУ) — распредели­тельное устройство, все или основное оборудование которого рас­положено на открытом воздухе; закрытое распределительное устройство (ЗРУ) — устройство, оборудование которого располо­жено в здании.

Комплектное распределительное устройство (КРУ) — распре­делительное устройство, состоящее из шкафов, закрытых полно­стью или частично, или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, измерительными приборами и вспомогательными устройствами, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде и предназначенное для внутренней установки.

Комплектное распределительное устройство наружной установки (КРУН) — это КРУ, предназначенное для наружной установки.

Комплектная трансформаторная (преобразовательная) под­станция (КТП) — подстанция, состоящая из трансформаторов (преобразователей) и блоков КРУ или КРУН, поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.

Распределительный переключательный пункт (РП) — распре­делительное устройство, предназначенное для приема и распреде­ления электроэнергии на одном напряжении без преобразо­вания и трансформации.

Камера — помещение, предназначенное для установки аппара­тов и шин: закрытая камера закрыта со всех сторон и имеет сплош­ные (не сетчатые) двери; огражденная камера имеет проемы, защищенные полностью или частично несплошными (сетчатыми или смешанными) ограждениями.

Каждая подстанция имеет три основных узла: РУ высшего напряжения, трансформатор, РУ низшего напряжения.

Назначение и классификация подстанций. Подстанцией назы­вается электроустановка, состоящая из трансформаторов или дру­гих преобразователей энергии, распределительных устройств на­пряжением до 1000 В и выше, служащая для преобразования и распределения электроэнергии.

В зависимости от назначения подстанции выполняют трансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП) — выпрямительными.

Трансформаторные подстанции являются основным звеном си­стемы электроснабжения. В зависимости от положения в энерго­системе, назначения, значения первичного и вторичного напряже­ний их можно подразделить на районные подстанции, подстанции промышленных предприятий, тяговые подстанции, подстанции го­родской электрической сети и др.

Районные и узловые подстанции питаются от районных (основ­ных) сетей энергетической системы и предназначены для электро­снабжения больших районов, в которых находятся промышленные, городские, сельскохозяйственные и другие потребители электро­энергии. Первичные напряжения районных подстанций составляют 750, 500, 330, 220, 150 и 110 кВ, а вторичные — 220, 150, 110, 35, 20, 10 или 6 кВ.

На территории промышленных предприятий размещают транс­форматорные подстанции следующих видов:

Заводские подстанции, которые выполняются как: а) главные понизительные подстанции и подстанции глубокого ввода с открытым РУ для приема электроэнергии от энергетических систем на­пряжением 110—35 кВ и преобразования ее в напряжение завод­ской сети 6—10 кВ для питания цеховых и межцеховых подстанций и мощных потребителей; б) подстанции и распределительные пункты с закрытыми РУ, С установкой на них высоковольтного оборудования на 6—10 кВ типа КСО или КРУ и трансформаторов на 6—10/0,4 кВ.

Цеховые подстанции, предназначенные для питания одного или нескольких цехов, выполняются:

а) отдельно стоящими, пристроен­ными и встроенными с установкой трансформаторов в закрытых камерах и распределительных щитов на напряжение 0,4—0,23 кВ;

б) внутрицеховыми в основном как комплектные типа КТП с уста­новкой на них одного-двух трансформаторов мощностью 400 кВ-А и выше, размещаемыми в отдельном помещении цеха или непосред­ственно в цехе в зависимости от условий окружающей среды и характера производства.

Распределительные устройства электрических станций и подстанций выполняются закрытыми (внутренней установ­ки) — с расположением оборудования в зданиях (ЗРУ) и открытыми (наружной установки) — с расположением все­го или основного оборудования на открытом воздухе (ОРУ). Широкое применение находят комплектные распре­делительные устройства как для внутренней установки (КРУ), так и для наружной установки (КРУН). При про­ектировании и сооружении РУ в настоящее время применя­ют комплектные ячейки 6—10 кВ, комплектные распред­устройства, а также отдельные узлы заводского исполне­ния.

Распределительные устройства 35—750 кВ обычно вы­полняют открытыми.

Закрытые РУ в основном применяются на напряжениях 3—20 кВ, а также на напряжениях 35—220 кВ в случаях ограниченности площадей под РУ, повышенной загрязнен­ности атмосферы и тяжелых климатических условий (Край­ний Север). В последнее время в энергосистемах стали внедряться комплектные распредустройства с элегазовой (SF6) изоляцией (КРУЭ). Они могут выполняться как для внутренней, так и для наружной установки. В на­стоящее время эксплуатируются КРУЭ 110—220 кВ и раз­рабатываются КРУЭ 330—1150 кВ. Применение КРУЭ вместо типовых ОРУ позволяет уменьшить площадь и объем РУ примерно в 6—10 раз, повысить надежность работы и куль­туру эксплуатации электроустановок, но требует примерно вдвое больших капиталовложений.

Похожие статьи:

poznayka.org

---

• 
  Закон ома цепи для всей цепи
• 
  Как подобрать бензогенератор для дома
• 
  Теплый пол энергосберегающий
• 
  Розетка с датчиком температуры
• 
  Сип допустимые токи
• 
  1 и 2 закон ома
• 
  Что такое распределительное устройство
• 
  Mz72Al 9rm что это
• 
  Привод масляного выключателя вмп 10
• 
  Должен ли собственник нежилого помещения платить за общедомовые нужды
• 
  Показания счетчиков мфц