Лифтовое оборудование. Трансформаторная подстанция

Глава2. Трансформаторные подстанции. 

2.1.Трансформаторные подстанции. 

       Трансформаторные подстанции  - важнейший и обязательный элемент энергосистем, без него невозможно любое использование электроэнергии ни в быту, ни на производстве. Изобретение трансформатора 120 лет назад дало возможность генерировать электроэнергию при одном напряжении, передавать ее с другим напряжением (ориентируясь на минимальные потери) и потребителю подавать при напряжении, рассчитанном на параметры электроприемников. Установленная мощность трансформаторов в России в 5-6 раз превышает суммарную генераторную мощность. Парк этот быстро стареет, поскольку, в основном установлен в 60-70-х гг. прошлого столетия.     

   Принцип действия трансформаторных подстанций основан на законе электромагнитной индукции. Традиционный трансформатор имеет сравнительно простую конструкцию и высокий к.п.д. По мнению специалистов, отечественные трансформаторы по надежности и долговечности не уступают зарубежным, взрываются не чаще, чем импортные. Нормативный ресурс трансформатора — 25-30 лет. Реально же они работают без серьезного уменьшения надежности 40-50 лет. Конечно, при соответствии условий эксплуатации и обслуживания техническим требованиям и регулярных ремонтах. Если с текущими ремонтами обычно нет проблем, то с условиями эксплуатации, к сожалению, - далеко не всегда. Характеристики трансформаторов тока и напряжения сильно зависят от параметров нагрузки, которые часто находятся в предельной области применения, или превышают максимально допустимые значения. В любом случае, наступает момент, когда трансформатор требует замены. На большинстве предприятий установлены масляные трансформаторы, которые специалисты советуют заменять на современные сухие трансформаторы. Их основное достоинство – высокая пожаробезопасность, следовательно трансформаторные пункты можно размещать максимально близко к потребителям электроэнергии, что значительно снижает потери при передаче электроэнергии в сетях низкого напряжения. Кроме того, они не требуют отвода городской территории под подстанции и земляных работ по прокладке коммуникаций. Магнитопровод, изготовленный из высококачественной холоднокатаной листовой электротехнической стали с ориентированной зернистой структурой и собранный по схеме «Step lap», обеспечивает снижение потерь холостого хода трансформатора и уровень шума при его работе.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2. Комплектные  трансформаторные подстанции. 

       Комплектные трансформаторные подстанции или КТП - электротехническое оснащение, которое используют для преобразования напряжения. Подобные подстанции трансформируют полученную электроэнергию переменной частоты в 50 Гц и величиной напряжения в 6 или 10 кВ в обычную величину напряжения электрического тока равную 0, 4 Гц. В средних по размерам городах или на промышленных предприятиях, в областях с холодным и мягким климатом в пределах температур от - 60 до + 45 °С, для питания электроэнергией объектов устанавливаются КТП различного уровня мощности.

       Комплектная трансформаторная подстанция наружной установки тупикового и проходного типа напряжением 6(10)/0,4 кВ мощностью от 25 до 1000 кВА киоскового типа (КТПК)

Комплектные трансформаторные подстанции наружной установки типа "Киоск", трехфазного переменного  тока частотой 50Гц мощностью от 25 до 10ООкВА предназначены для резервированого  приема, преобразования и распределения электроэнергии трехфазного переменного тока частотой 50Гц напряжением 6(10)/0,4 кВ.

      Область применения КТПК - системы электроснабжения промышленных предприятий, потребителей сельского хозяйства, населенные пункты и другие объекты.

     Разберем составляющие КТП: в состав КТП входят не только внутренние механизмы для трансформации напряжения, но и воздушные или кабельные высоковольтные линии введения, а также кабельные или воздушно-кабельные линии вывода. Обязательным звеном также выступают автоматические прерыватели (выключатели), которые обычно располагаются на линиях вывода.

      КТПК представляет собой закрытое металлическое помещение, выполненное из листовой стали толщиной 2 мм. Имеет двери с каждой стороны. Все двери снабжены внутренними замками под спецключ. В помещении располагаются панели РУНН, силовой трансформатор, открытые ошиновки 0,4 и 10 кВ. Для осмотра ВВ предохранителей, без снятия напряжения, предусмотрены сетчатые ограждения на шарнирах со стороны сплошных дверей. На панели РУНН расположены: вводной рубильник, трансформаторы тока, сборные шины кВ, к которым присоединены автоматические выключатели отходящих линий, аппаратура защиты, учета и управления, наружного освещения.

     В КТПК мощностью 250 кВА и выше стационарно установлен ВВ разъединитель внутренней установки. В КТПК мощностью 160 кВА и ниже поставляется ВВ разъединитель наружной установки с приводом.

В том случае, когда ток на КТП подается по воздушной  линии, нужен так называемый разъединитель, который чаще всего устанавливают на ближайшей к трансформатору опоре.

     Необходимым звеном оснащения КТП являются специализированные устройства для защиты подстанции от перегрузок в сети и коротких замыканий. Разрядники нужны для защиты механизмов КТП от перепадов напряжения.

     Так же в КТП есть автоматический блок освещения, снабженный фотоэлементами для координирования интенсивности наружного освещения. Благодаря отверстиям на внешних поверхностях шкафа КТП внутри него производится естественная вентиляция. КТП - непростая система установок и приборов, обеспечивающих ее работу в цепях низкого и высокого напряжения.

     Провода для присоединения к воздушным линиям 0,4 кВ прокладываются по стенкам отсека РУНН в специальных коробах.

На крыше КТПК установлены шкаф ввода и кронштейны для подключений линий 10 и 0,4 кВ. В шкафу ввода ВН установлены высоковольтные предохранители. В верхней части шкафа ввода ВН предусмотрены крепления для установки разрядников или ограничителей перенапряжения.

Учет расхода  активной энергии производится на шинах 0,4 кВ после вводного рубильника. Для обеспечения нормальной работы электросчетчика. При t° менее 0°С, предусмотрен его обогрев.

Для установки  и демотажа силового трансформатора КТПК конструктивно выполнена со съемной крышей.

КТПК скомплектован аппаратурой общего назначения. Во всех случаях комплектующая аппаратура имеет сертификаты качества.

Отличительной особенностью КТПК от аналогичных является:

    * усиленный  каркас и корпус, что существенно  снижает риск повредить КТПК  во время перевозки и погрузочно-разгрузочных работ;

    * на  отходящих линиях устанавливаются  как автоматические выключатели,  так и рубильники, возможна установка  контакторов (по заказу);

    * по  заказу потребителя КТПК одной  и той же мощности может  поставляться в разных габаритных размерах: за счет увеличения (уменьшения) трансформаторного отсека, отсека РУНН или отсека ВН;

    * КТПК  могут выполняться в утепленном  варианте (по заказу)

    * за  счет использования новейших  лакокрасочных материалов и спецтехнологий  хороший внешний вид гарантируется на длительный срок. По желанию заказчика КТПК может быть окрашен в любой другой цвет;

    * КТПК  имеет согласно требованиям ПУЭ  механические и электрические  блокировки;

    * на  отходящих линиях возможна установка  до 16 автоматических выключателей;

    * КТПК  имеет вводы (по заказу)

    * воздушный

    * кабельный

    * воздушно-кабельный

    * КТПК  имеет выводы (по заказу)

    * воздушный

    * кабельный

    * воздушно-кабельный

     В устройство КТП входят: в составе КТП обязательно имеются воздушные или кабельные высоковольтные линии ввода, а также кабельные или воздушно-кабельные линии вывода. На линиях, отходящих от КТП, как правило монтируются автоматические прерыватели (выключатели).

КТП при подключении  ее к воздушной высоковольтной линии всегда должна быть оборудована разъединителем, он монтируется на ближайшей к КТП опоре линии электропередач.

     При функционировании КТП всегда существует опасность перегрузок и коротких замыканий, поэтому в комплект КТП включены специальные устройства, защищающие подстанцию. Для того, чтобы перепад напряжения не вывел КТП из строя, в ее комплекс включены так называемые разрядники.

     Есть в КТП и свой блок освещения (наружного), который укомплектован специальной системой отключения и включения, регулируемой при помощи фотоэлементов. Благодаря отверстиям на наружных поверхностях шкафа КТП внутри него производится естественная вентиляция. Все эти сложные системы и части представляют собой единую установку, готовую для подключения и использования.

В наше время  подобные подстанции максимально эффективны, именно поэтому они применяются  и для работы со специальными нагрузками. И по этой причине, идет деление всех КТП на два вида или группы:

     В 1 группу включены все КТП, чья мощность позволяет им обслуживать жилые здания и разные предприятия.

     Ко 2-ой группе причисляются КТП специализированного профиля (для термообработки грунта и бетона, нефтедобычи и т. д. ).

КТП, входящие в  1 или 2 группу, в свою очередь делятся на категории, к примеру, подстанции общепромышленного применения делятся на два типа:

1. Однотрансформаторные  мачтовые подстанции или МТП  с пределом мощности до 250 кВа.  Чаще всего, с их помощью  производится питание электроэнергией садоводческих товариществ, небольших предприятий и т. д.     Подача электроэнергии на МТП происходит с воздушной высоковольтной линии с помощью разъединителя. Шкаф РУНН и высоковольтные агрегаты должны всегда располагаться согласно стандартному проекту. В стандартный набор МТП входят разъединитель, разрядники (высоковольтные), предохранители.

1. Тупиковые  и проходные (киосковые) КТП,  предельная мощность которых  достигает 1000 кВа. Такие подстанции  используют на промышленных предприятиях  и в населенных пунктах для питания их электричеством.

Корпус таких  подстанций чаще всего производится сборно-сварочным методом из окрашенного  полимерным веществом металла. В  зависимости от того, подстанция какой  мощности необходима клиенту, КТП укомплектовывают различным комплексом аппаратов.

     Также к КРУ можно отнести и КСО, так сокращенно называют камеру сборную, обслуживание которой одностороннее. Данная конструкция напоминает по виду шкаф, в котором располагаются все агрегаты, необходимые для ее работы.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2.3. Цеховые трансформаторные подстанции. 

      Для питания цеховых потребителей служит главным образом комплектные  трансформаторные подстанции напряжением 6-10 кВ внутренней (КТП) и наружной (КТПН) установки, их электрооборудование  и токоведущие части находятся в закрытых оболочках. Подстанции состоят из трех блоков: вводного устройства напряжением 6...10кВ (шкафы ВВ-1, ВВ-2, ВВ-3 и ШВВ-3), силового трансформатора (марки ТМ, ТС3,), распределительного устройства напряжением 0,4 кВ (шкафы КБ-1 ... КБ4, КН-1 ... КН6, КН-17, КН-20, ШНЛ, ШНВ, ШНС). Из этих блоков, поставляемых заводом, собирают подстанцию. Их выполняют как внутрицеховые подстанции, встраиваемые в здание цеха или в пристроенное к нему помещение. Отдельно стоящие подстанции целесообразно при питании от одной подстанции нескольких цехов, во взрывоопасных помещениях, при невозможности размещения их в цехе по технологическим условиям, они наиболее экономичны по капитальным затратам и эксплуатационным расходам.

      Наиболее  экономичным типом с точки зрения расхода проводникового материала (цветного металла) и потерь электроэнергии в питающих сетях является внутрицеховая трансформаторная подстанция. Располагаются такие подстанции между опорными колоннами, либо около внутренних или наружных стен здания внутри цеха. К недостаткам применяемых внутрицеховых подстанций относится то, что они занимают дефицитную площадь цеха.

      Выбор числа и мощности трансформаторной ЦТП обусловлен величиной и характером электрической нагрузки. При выборе числа и мощности трансформаторов следует добиваться экономически целесообразного режима их работы, обеспечения резервирования питания электроприемников при отключении одного из трансформаторов, стремиться к однотипности трансформаторов; кроме того должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной нагрузки, передаваемой в сеть напряжения до 1 кВ.