Размещено на http://www.allbest.ru/

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 распространённые 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.



Столбовая КТП (КТПС) представляет собой модель для установки на опорах линий электропередач.

Киосковая трансформаторная подстанция (КТПК) обеспечивает более высокие показатели безопасности и повышенный уровень защиты от воздействий окружающей среды.



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 посёлках.



3. Схема электрическая принципиальная КТП

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

SА3Пакетный переключатель

R Фоторезистор

Т Трансформатор

R1,R2 Резистор обогрева

ТА1-ТА3 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 КM 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.



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.

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.



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.



Рис. 3. Шкаф КРУН серии К-37:

1 - выдвижной элемент; 2 - отсек выдвижного элемента (выключателя); 3 - корпус; 4 - лампа накаливания; 5 - релейный шкаф; 6 - отсек сборных шин; 7 - шинный ввод; 8 - отсек шинных разъединяющих контактов; 9 - съемная задняя стенка; 10 - дверца; 11 - трансформатор тока; 12 - отсек линейных разъединяющих контактов; 13 - стационарный заземлитель

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.

Принципиальная схема КРУН-6(10)У1.

Рис.4 Принципиальная схема КРУН-6(10)У1.



7. Классификация комплектных распределительных устройств

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.



Заключение

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 используемой 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 Allbest.ru

...