Трансформаторных подстанций: Типы трансформаторных подстанций: основные виды и классификация

Содержание

Виды КТП – Типы трансформаторных подстанций

КТП – это универсальная установка, в которую входят распределительные блоки, силовые трансформаторы, комплектные модули и другие вспомогательные устройства, выполняющая функции преобразования напряжения при приеме и передаче электрической энергии из высоковольтной электролинии 6 (10) кВ в бытовые сети 0,4 кВ (380 В).

Комплектная трансформаторная подстанция выполняет также опции учета электроэнергии и защиты линий от аварийных ситуаций – короткого замыкания и перегрузок.

Существует несколько видов трансформаторных подстанций и их назначение заключается в бесперебойном обеспечении электроэнергией таких объектов:

  • небольшие населенные пункты;
  • стройплощадки;
  • шахты;
  • энергетические комплексы;
  • объекты жилищного и коммунального спектра;
  • объекты аграрной и металлургической промышленности;
  • заводы и фабрики;
  • железная дорога;
  • сельскохозяйственные и фермерские объекты;
  • торговые центры и пр.

В зависимости от типа трансформатора, который и является главным устройством в установке, КТП работает как на понижение, так и на повышение электрической энергии. Понижающие подстанции устанавливают в районе промышленных объектов, железных дорог и населенных пунктов, а повышающие – различных предприятий.

Классификация трансформаторных подстанций осуществляется по таким характеристикам, как мощность, тип подключения и место установки. Их изготовление происходит с максимально точным соблюдением требований ГОСТ и техники безопасности, доставляются к месту монтажа в готовом виде, для определенных линий возможна дополнительная комплектация. 

Виды комплектных трансформаторных подстанций

Существует три основных типа трансформаторных подстанций: 

Трансформаторные подстанции киоскового типа

Это достаточно сложное по своей конструкции устройство, состоящее из нескольких отделений, которые создают условия для безопасной и надежной работы и обслуживания. Чаще всего размещается в металлическом корпусе или в индивидуальных сооружениях. Возможно размещение в жилых и производственных зданиях при условии наличия для этих целей специальных помещений.

Трансформаторные подстанции мачтового типа

Cтроения, на которых устанавливается техника, называются А, П или АП. Материалы, применяемые при установке – стойки из дерева либо железобетона. Одностоечная опора (А) подразумевает расположение однофазной трансформаторной подстанции мощностью 5-10 кВ – А. также она может выполнять роль конечной опоры ЛЭП высокого напряжения. Станции этого типа не оснащаются площадками для обслуживания. Агрегат П-образной формы монтируют с трехфазными трансформаторами до 100 кВ-А. Сооружение этого типа дает возможность обслуживания распределительной и высоковольтной зон по отдельности. Для того чтобы ограничить доступ в особо безопасную зону, имеется лестница, которая складывается и замыкается на замок. Тип КТП формы АП используют для аппаратуры мощностью 160-250 кВ-А. Установка, условия эксплуатации и обслуживания такие же, как для П-образной формы. 

Трансформаторные подстанции столбового типа (КТПС)

Обеспечивают подачу электроэнергии на небольшие и индивидуальные объекты. За счет того, что все модули находятся в металлических коробках, не имеют нужды в принятии усиленных мер безопасности. Но в многолюдных местах все же необходимы меры предосторожности. Для этих целей воздвигаются легкие защитные конструкции, которые препятствуют проникновению посторонних лиц в зону повышенной опасности. При установке КТП необходимо брать во внимание такие нюансы, как назначение трансформаторной подстанции (величина предполагаемых нагрузок), климатические условия и оборудование, которое потребуется для монтажа.

Конструкция трансформаторных подстанций

Конструктивное выполнение трансформаторных подстанций весьма разнообразно и зависит от многих исходных данных: назначения, места расположения, мощности, напряжения питающей сети и потребителей, которых питает подстанция, категории потребителей, конструктивного выполнения линий (кабельные или воздушные) и др.
На рис. 1 показана отдельно стоящая закрытая трансформаторная подстанция (ЗТП) с двумя трансформаторами 1 мощностью 630 кВА для питания маломощных потребителей железнодорожных станций и узлов. Схема данной подстанции приведена на рис. 2. Подстанция имеет РУ-10 кВ, состоящее из камер 2 серии КСО, установленными в два ряда с одним коридором обслуживания. Распределительный щит 0,4 кВ, расположен в помещении между помещениями трансформаторов и РУ-10 кВ. РУ-0,4 кВ выполняется из ячеек 3 серии Щ0-70. Соединение трансформаторов с РУ-0,4 кВ осуществляется плоскими шинами 4, которые проходят через проемы в стене, отделяющей помещения трансформаторов от помещения РУ-0,4 кВ. Соединение трансформаторов с РУ-10 кВ осуществляется кабелями. В помещении РУ-0,4 кВ предусматривается установка панели уличного освещения, групповые щитки электроосвещения, обогрева и вентиляция, щиты счетчиков линий и трансформаторов 6. Разрядники РВН-1У1 5 располагаются в помещениях трансформаторов и присоединяются к вводам 0,4 кВ. В случае отсутствия перехода кабельных линий 0,4 кВ на воздушные, установка разрядников РВН-1У1 не требуется. Крепление оборудования и конструкций осуществляется с помощью дюбелей, болтов и электросварки к закладным деталям в стенах и полу, предусмотренным в строительной части подстанции.

Подстанции, показанной на рис., можно присвоить в соответствии с типовым проектированием условное обозначение:

Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) поставляются заводами-изготовителями в полностью собранном виде, подготовленными для монтажа на месте установки. Они используются в постоянных и временных электроустановках железнодорожных, Промышленных и сельскохозяйственных предприятий, так как транспортабельны и просты для монтажа и демонтажа. КТП изгоняются для внутренней (КТПВ) и наружной (КТПН) установки; они могут быть закрытыми и открытыми.


Рис. 1. Закрытая двухтрансформаторная подстанция с первичным напряжением 10 кВ

В КТПВ и закрытых КТПН, у которых все оборудование и токоведущие части находятся внутри корпуса, предусматривается установка одного или двух трансформаторов мощностью не более 1 МВА с первичным напряжением 6-10 кВ и вторичным — 0,4/0,23 кВ. В открытых КТПН устанавливаются трансформаторы мощностью до 10 МВА с первичным напряжением от 6-10 до 220 кВ и вторичным напряжением 6-10 или 0,4/0,23 кВ.
На рис. 2 показана КТПН на 10/0,4 кВ с трансформаторной мощностью до 100 кВА. Схема этой подстанции приведена на рис. 1. Подстанция может быть размещена на сравнительно небольшой площадке. Такие КТПН нашли широкое применение для питания железнодорожных потребителей, расположенных вдоль электрифицированных на постоянном токе железных дорог.


Рис. 2. Комплектная трансформаторная подстанция наружной установки на напряжение 10/0,4 кВ
Они присоединяются глухими отпайками к линии продольного электроснабжения, проложенной на опорах контактной сети. Ввод от воздушной линии в высоковольтный шкаф осуществляется через проходные изоляторы (вводы) 1. Внутри шкафа смонтирован разъединитель 2 и трубчатые предохранители 3. Подключение к высоковольтному вводу 8 трансформатора 9 производится шинами 6 через проходные изоляторы 4. Над трансформатором 9 размещается металлический кожух 5, защищающий от атмосферных осадков и механических воздействий. Низковольтные вводы 7 трансформатора подключены к распределительному шкафу 0,4 кВ жесткими шинами прямоугольного сечения через проем в стенке Шкафа. Общий рубильник 12 и предохранители 14 установлены на вводе 0,4 кВ. Счетчики активной энергии 13 подключены к трансформаторам тока на вводе-0,4 кВ. Рубильники 11 и предохранители 10 отходящих линий 0,4 кВ размещаются в распределительном шкафу 0,4 В. Отходящие линии могут быть воздушные и кабельные. Защита КТПН от атмосферных перенапряжений осуществляется разрядниками 15, подключаемыми проводами к вводам 1.


Рис. 3. Комплектная трансформаторная подстанция наружной установки на напряжение 110 кВ
Открытая комплектная трансформаторная подстанция наружной установки на напряжение 110 кВ приведена на рис. 3. Схема этой подстанции рассмотрена в параграфе 6.1 и представлена на рис. 4. Эта подстанция состоит из трансформатора 7 (см. рис. 3) с первичной обмоткой на напряжение 110 кВ и вторичной на напряжение 10 кВ, КРУН, а 9, который соединяется с трансформатором закрытым токопроводом ввода 8. Трансформатор защищается от КЗ выхлопным предохранителем 4, а от перенапряжений — разрядником 5, подключенным к ошиновке 6, и огражден сетчатым забором высотой 2 м. На железобетонной опорной П-образной конструкции   установлены молниеотвод  и разъединитель 2, к поперечной балке, соединяющей опоры, через гирлянды изоляторов крепятся провода ввода 110 кВ. На одной фазе ввода установлена аппаратура высокочастотной связи 1. Вся подстанция ограждена забором 10 высотой 2,4 м. По периметру расположены шесть светильников, закрепленных на опорах забора. С одной стороны подстанции выполнен въезд для автотранспорта и проход для персонала.

Монтаж трансформаторных подстанций | Территориальная сетевая организация

Современная трансформаторная подстанция представляет собой целый комплекс сложного электронного оборудования, которым та или иная установка комплектуется в соответствии с заранее утвержденным проектом. При разработке проекта учитываются особенности эксплуатации будущей установки, которые во многом зависят от климатических условий, преобладающих в той или иной местности. Так, например, ввиду существующих эксплуатационных ограничений установка может оснащаться либо системой кондиционирования, либо системой подогрева силовых трансформаторов.

Установка трансформаторной подстанции в соответствии с действующими правилами – это задача, решение которой обязательно должно опираться на особенности местных грунтов. Так, по результатам геолого-разведывательных мероприятий для силовой электрической установки подбирается подходящий тип фундамента КТП, который закладывается в проект на стадии его разработки.

Монтаж трансформаторной подстанции

– это процедура, исполнение которой доверяется, исключительно, квалифицированному персоналу, способному выполнять монтажные работы при любых погодных условиях. Не зависимо от степени удаленности будущей подстанции от действующих высоковольтных ЛЭП, сотрудниками монтажной компании должны быть приняты все меры для обеспечения безопасности во время проведения электромонтажных работ. Речь идет о мерах, соответствующих требованиям актуализированной редакции правил ПУЭ. Первое условие, обеспечивающее соблюдение представленного требования, состоит в создании возможностей для проведения электромонтажных работ при отключенной высоковольтной ЛЭП.

Монтаж трансформаторов допускается производить в помещении, где расположены основные потребители электрического тока. Такой способ установки практикуется в случае отсутствия возможностей для установки выносных трансформаторных подстанций (например, во время электрификации торговых павильонов, развлекательных центров и. т. д.).

Сборка трансформаторной подстанции и установка силовых трансформаторов завершается монтажом кабельных линий

. Далее идут пусконаладочные работы, включающие в себя осуществление следующих мероприятий:

  • проверка кабельных линий;
  • проверка силовых трансформаторов на предмет работоспособности;
  • проверка целостности шинных мостов и приборов для учета энергопотребления.

Первый запуск электроустановки производится с разрешения электролаборатории и подразумевает проверку работоспособности оборудования на холостом ходу. Если проверка прошла успешно, тогда на трансформаторную подстанцию подается напряжение.

Перечень дополнительных работ, связанных с монтажом силового трансформатора:

В связи с тем, что трансформаторная подстанция может находиться на некотором удалении от объектов энергопотребления, монтаж трансформатора очень часто подразумевает выполнение сопутствующих работ:

  • монтаж кабельных линий;
  • монтаж воздушных и подземных ЛЭП;
  • установку муфт;
  • сопутствующие работы, связанные с высоковольтным монтажом.

Монтаж трансформатора

На сайте компании ООО «Центр Энергетических Решений и Инноваций» вы можете ознакомиться с перечнем услуг, оказываемых нашей организацией.

Среди них вы найдете услуги, связанные с монтажом и ремонтом силовых трансформаторов в любом регионе РФ. Не зависимо от сложности предстоящих работ, мы гарантируем своим клиентам оперативное выполнение поставленной задачи и отсутствие проблем в процессе дальнейшей эксплуатации трансформаторов. Мы работаем со следующими видами трансформаторов:

  • с мачтовыми;
  • с комплектными;
  • с закрытыми.

Монтаж мачтовых трансформаторов

Отличительная черта мачтовых подстанций состоит в том, что все они монтируются на открытых площадях, причем для их установки используются специальные конструкции. Мачтовый трансформатор, как правило, является тупиковой электроустановкой, имеющей мощность – 25…250 кВА. Запитываются мачтовые трансформаторы через воздушные ЛЭП, причем дальнейшее распределение электроэнергии идет как по воздушным, так и по подземным линиям.

В состав мачтовой подстанции входят следующие элементы:

  • опоры;
  • вводные изоляционные элементы;
  • предохранительные разъединяющие устройства;
  • трансформатор;
  • ограничители перенапряжения;
  • устройства низкого напряжения;
  • силовые провода;
  • заземляющие контуры;
  • защитные экраны.

Монтаж комплектного трансформатора

Следует различать два вида комплектных трансформаторных подстанций: КТП и КТПН. Буква «Н» в аббревиатуре означает, что установка имеет уличный тип исполнения. Комплектные ТП рассчитаны на разные рабочие мощности, и в зависимости от этого показателя их подразделяют на несколько категорий:

  • наружные КТП – имеют мощность – 25…400 кВТ;
  • промышленные КТП – имеют мощность – 160…250 кВТ;
  • КТП, имеющие специализированное предназначение.

Монтаж закрытых ТП

Закрытые подстанции принято подразделять на следующие разновидности:

  • примыкающие ТП – установки, которые примыкают к основному зданию;
  • закрытые (встроенные) подстанции – находятся в пределах внешнего очертания основного здания;
  • внутрицеховые – размещаются во внутренних площадях производственных помещений.

Стоимость монтажных работ, осуществляемых нашей компанией, зависит от сложности проектного решения и от марки производителя электрооборудования.

Методы и уровни диагностики электрооборудования трансформаторных подстанций по ГОСТу

Трансформаторные подстанции (ТС), выступающие ключевым узлом любой энергосистемы, отвечают за ее бесперебойную работу, надежность и безопасность. В свою очередь, стабильного функционирования самой подстанции можно добиться только при помощи регулярного мониторинга и диагностики электрооборудования трансформаторного узла. Рассмотрим, что представляет собой профессиональная диагностика электрооборудования ТС, как проводится и какие методы включает.

 

Основные диагностические задачи

 

Диагностика электрооборудования трансформаторных подстанций преследует несколько целей:

 

  • оценить текущее состояние модулей, узлов и структурных элементов ТС;
  • поддержать стабильную работу системы для максимально надежной эксплуатации;
  • оценить ресурсные возможности трансформаторной подстанции и уровень риска эксплуатации каждого агрегата;
  • при наличии неисправности выявить ее причины, масштабы и локализацию;
  • определить пути решения проблемы, целесообразность устранения неполадки, проведения дополнительной диагностики, полной или частичной замены агрегатов.

 

Главная задача диагностирования оборудования ТС – долгосрочный прогноз технического состояния с использованием комплексного подхода, четких алгоритмов и онлайн-мониторинга.

 

Виды и уровни диагностирования

 

Технологическая диагностика трансформаторных подстанций проводится на 3-х уровнях:

 

  1. Автоматизированный. Выполняется непрерывно при помощи встроенных диагностических приборов, которые выступают неотъемлемой частью узлов трансформаторной подстанции. Для проведения проверки этого уровня не требуется установка дополнительных устройств – все ключевые параметры измеряются автоматически и интерпретируются квалифицированными сотрудниками, которые отвечают за работу подстанции.
  2. Плановый. Выполняется с определенной периодичностью, прописанной в технической документации к трансформаторной подстанции. От автоматизированной проверки плановая отличается применением специализированного диагностического оборудования и высокой сложностью работ. Для получения достоверных данных все работы выполняются под высоким напряжением специалистами, имеющими специальный допуск к такого рода деятельности. Плановый осмотр позволяет всесторонне изучить оборудование трансформаторной подстанции, выявить мельчайшие неисправности и проблемы.
  3. Испытательно-измерительный. Проводится в том случае, когда плановая и автоматизированная диагностика не выявила причины отклонений в работе узлов подстанции. Испытания и измерения помогают уточнить сведения, полученные предыдущими осмотрами, выявить вышедшие из строя детали и оценить масштабы ремонтных работ.

 

Если во время диагностики были обнаружены неисправности в работе трансформаторной подстанции, специалисты проводят ремонт, тестовые испытания и финальную настройку системы.

 

Что касается видов диагностики электрооборудования ТС, то условно их можно разделить на 2 большие группы:

 

  • Разрушающий контроль – это совокупность методов, после использования которых объект исследования приходит в негодность (разрушается).
  • Неразрушающий контроль – проверка надежности объекта щадящими методами, которые не выводят его из строя и не требуют полной разборки узлов.

 

Для диагностики модулей трансформаторной подстанции чаще всего применяются методы неразрушающего контроля. Разрушающие используются преимущественно в ходе тестовых испытаний на этапе конструирования модулей. 

 

Методы диагностики

 

Осмотр и анализ электрооборудования трансформаторных подстанций регламентируется ГОСТом 56542-2015. Он подразумевает использование неразрушающих методов контроля в сфере технического диагностирования – выявление и анализ внутренних проблем агрегатов.  

 

Неразрушающий технический контроль узлов подстанций проводится посредством 9 базовых методов, среди которых:

 

  • Магнитные. Этими методами изучают вещества, способные менять свои характеристики под действием магнитного поля. В группу входят такие химические элементы, как никель, железо, сталь, кобальт и чугун – то есть металлы, из которых состоят базовые узлы трансформаторной подстанции. Изучение магнитных полей позволяет выявить некоторые дефекты металлических элементов и глубину их залегания.
  • Акустические. Используются для диагностики элементов электрооборудования, выполненных из диэлектриков, полупроводников, ферритов, тонкостенных металлов. Изучая отражение, излучение, прохождение акустических колебаний, специалисты выявляют нарушения целостности материалов – расслоения, недоклепы, непропаи, коррозии, трещины и т. п.
  • Радиационные. При помощи рентгеновского и гамма-излучения удается обнаружить микроскопические повреждения деталей трансформаторной подстанции – раковины, поры, трещины. Радиационные методы также направлены на изучение внутренней геометрии модулей – их отклонения от первоначальных схем и наличие зазоров. В ходе диагностики оценивается и качество поверхности элементов, в том числе наличие пленок и загрязнений материалов.
  • Капиллярные. В ходе диагностики применяется особая жидкость-индикатор, которая после проникновения в вещество создает характерные рисунки. Изучение рисунков помогает выявлять поверхностные и сплошные нарушения целостности материалов, в том числе межкристаллитную коррозию, поры, непровары, трещины.
  • Визуально-оптические. Подразумевают поверхностный осмотр электрооборудования трансформаторной подстанции – внутренних и наружных поверхностей. Оптическая диагностика не требует использования специальных приборов, поэтому направлена на обнаружение крупных дефектов – царапин, вмятин, негерметичности. Поскольку изучение деталей проводится “невооруженным глазом”, визуальный осмотр считается неточным, субъективным, предварительным методом, который предшествует инструментальной диагностике.
  • Тепловые. Тепловой принцип исследования подразумевает создание температурного поля вокруг изучаемого электрооборудования. Анализируя процессы теплопередачи, диагносты выявляют разного рода погрешности материалов – инородные включения, локальные перегревы, дефекты заводского литья.
  • Вихретоковые. Метод диагностики направлен на поиск скрытых несплошностей без прямого контакта с поверхностью. Вихретоковым преобразователем создается электромагнитное поле, которое вызывает напряжение на катушках трансформатора, позволяя проанализировать определенные изменения в материалах.
  • Электрические. Для диагностики электрооборудования трансформаторных подстанций используют электрическое возмущение поля или возмущения неэлектрической природы (механические, температурные). Изменения, возникающие в процессе взаимодействия материалов с электрическим полем, помогают определить глубину дефектов, выявить сквозные пробои изоляции, провести экспресс-анализ стальных элементов.
  • Радиоволновые. Диагностика проводится при помощи радиоволнового дефектоскопа. Прибор регистрирует изменения параметров электромагнитных колебаний сверхвысоких частот в процессе взаимодействия с исследуемым объектом. Метод позволяет выявлять различные дефекты и погрешности в диэлектриках, полупроводниках, магнитодиэлектриках и пр.

 

Совокупность всех методов диагностики дает возможность составить общую картину технического состояния электрооборудования подстанций, выявить мельчайшие дефекты и оценить функциональный ресурс объекта.

 

Алгоритм проведения тестирования

 

Плановую диагностику трансформаторных подстанций проводит электромонтер – проверять оборудование надлежит не менее 3-х раз в месяц. Один раз в месяц работу подстанции проверяет начальник участка в соответствии со специально разработанной картой-графиком.

 

Алгоритм действий проверяющих:

 

  1. Осмотр силовых трансформаторов – состояние защитного кожуха, наличие повреждений, положение технологических заслонок, уровень масла и отсутствие его течей, состояние изоляторов, воздухоосушителей, заземления и вентиляторов обдува.
  2. Визуальный осмотр распределительных элементов открытого типа – отсутствие оповещений о неисправности трансформатора, уровень давления газа и масла, состояние подвесных и опорных изоляторов, конденсаторов, заградителей, разъединителей, маслоприемников. На этом же этапе изучается состояние опорной конструкции, стоек, фундамента подстанции, целостность замков, исправность сигнализации. 
  3. Визуальный осмотр распределительных элементов закрытого типа – содержимого камер трансформаторов, отсеков линейных разъединителей, коридора управления, модулей шинного этажа, оценка состояния коммутационных линий, приборов учета электроэнергии и пр.

 

При выявлении неисправностей проводится более тщательная глубокая проверка электрооборудования трансформаторной подстанции с использованием радиоволновых, тепловых, электрических, акустических, капиллярных и прочих методов диагностики.

 

Наша компания берет на себя все обязанности по тестированию и наладке поставляемых модулей трансформаторных подстанций. Современное узкоспециализированное оборудование гарантирует высокоточный монтаж всех элементов и многоступенчатый контроль в соответствии с нормами ГОСТа.

Для трансформаторных подстанций - Темас

На трансформаторных подстанциях, оборудование "ТП-Центр" выполняет функции: контроля состояния распределительных фидеров и фидеров уличной звукофикации; управления и контроля состояния магистральных фидеров; функции ГО ЧС и другие функции.

 

Возможны два варианта модернизации оборудования трансформаторных подстанций с использованием аппаратуры "ТП-Центр":

  • без замены существующего статива СТР, с использованием блоков БКТП, БПР. При этом обеспечиваются функции управления и контроля ТП, удаленные и местные измерения параметров распределительных фидеров (РФ) и других параметров ТП.
  • с использование статива СТР-АЦ, вместо стативов СТР старых типов. Этот вариант имеет максимальные функциональные возможности.

Оба варианта отражены на приведенных ниже схемах:

 

Модернизация оборудования трансформаторной подстанции

с использованием блоков БПР, БКТП.

Щелкните по рисунку для увеличения

 

Модернизация оборудования трансформаторной подстанции

с использованием статива СТР-АЦ.

Щелкните по рисунку для увеличения

Основные функции, выполняемые оборудованием "ТП-Центр" на трансформаторных подстанциях:
  • Управление и контроль состояний магистральных фидеров (МФ).
  • Управление и контроль состояний фидеров уличной звукофикации (ФУЗ).
  • Подача программы оповещения на усилители фидеров уличной звукофикации.
  • Измерение уровней трех программ.
  • Измерение параметров 12 распределительных фидеров (сопротивление изоляции (Rиз), модуль входного сопротивления на частотах 1-й, 2-й и 3-й программ (Zвх))
  • измерение затухания сигналов на фидерах;
  • Контроль предохранителей.
  • Акустический контроль трех программ на ТП и на ЦСПВ.
  • Громкоговорящая связь с ЦСПВ.
  • Контроль попадания постороннего напряжения частотой 50 Гц на распределительные фидера.
  • Просмотр результатов измерения на ТП при помощи панели ПКУ либо жидкокристаллического индикатора блока БПР-1.
  • Непрерывный контроль уровней трех программ вещания методом сравнения огибающей с эталоном (ЦСПВ)
  • Импульсметр уровней программ вещания.
  • Организация прямых и обратных каналов передачи данных по сети проводного вещания для работы устройств ГО ЧС (ДК-Ф, ДК-ОСО и др. ).
  • Охранная и пожарная сигнализации.
  • Видеонаблюдение.
Дополнительные возможности:
  • Расширение до комплектности « Блок-станция»
  • Добавление модулей приема и передачи данных по сети проводного вещания.
Каналы связи:
  • Любые цифровые каналы связи.
Базовый комплект аппаратуры «ТП-Центр» на ТП без замены статива СТР
Блок БКТП-12Ц 1шт *
Блок БПР 1шт *
Блок БКВВ-485 1шт *
Стойка или настенный шкаф 19-дюймов 1шт  
Оборудование цифровых каналов связи 1 комплект  
Источник бесперебойного питания 1шт  
WEB-камера с USB интерфейсом 1шт  
* производится НТК Темас

 

 

Схемы трансформаторных подстанций | Как выполняются заводские подстанции | Архивы

Страница 12 из 22

Основные решения по схемам подстанций принимаются в общей схеме электроснабжения предприятия с учетом перспектив его развития [Л. 1].
При разработке схем коммутации стремятся к максимальному их упрощению и к применению минимума коммутационных аппаратов в них. Такие схемы не только дешевле, но и надежнее, что подтверждается практикой эксплуатации. Упрощению схем чрезвычайно способствует применение автоматики (АВР, АПВ), позволяющее быстро и безошибочно осуществлять резервирование отдельных элементов [JI. 1].
Схемы трансформаторных подстанций промышленных предприятий всех напряжений строятся на следующих основных положениях:
преимущественное применение одной системы шин и резкое ограничение применения двух систем;
широкое применение «блочных схем» и «бесшинных» подстанций;
широкое применение автоматики и телемеханики на всех напряжениях. Если даже при сооружении подстанции не предусматривается ее автоматизация или телемеханизация, то схема коммутации все же должна строиться таким образом, чтобы в дальнейшем эти мероприятия возможно было осуществить без значительных затрат и переделок;
применение простых и дешевых аппаратов: отделителей, короткозамыкателей, выключателей нагрузки, предохранителей, с учетом их надежности и коммутационной способности (см. ниже). Это дает значительное   уменьшение потребности в дорогих и дефицитных масляных и воздушных силовых выключателях.
Как правило, предусматривается раздельная работа линий и раздельная работа трансформаторов, так как при этом существенно снижаются токи короткого замыкания и упрощаются коммутация и релейная защита на вводах, где в некоторых случаях устанавливается только разъединитель или выключатель нагрузки или даже осуществляется глухое присоединение трансформаторов. Схемы, предусматривающие длительную параллельную работу, применяются редко при очень высоких требованиях к бесперебойности питания, когда автоматическое включение резерва не удовлетворяет требованиям режима работы электроприемников, например, в отношении быстродействия восстановления питания.
Для полноты картины следует отметить, что при раздельной работе трансформаторов в них могут быть несколько большие потери по сравнению с параллельной работой из-за возможной неравномерности их нагрузки.
Параллельная работа трансформаторов может оказаться целесообразной при наличии мощных электроприемников, при работе которых получаются большие и частые толчки активной и реактивной нагрузки и колебания мощности, передающиеся в питающую электрическую сеть и вызывающие в ней соответствующие колебания напряжения, а иногда, и частоты, не допустимые для других потребителей электроэнергии, питаемых от этой сети.
В вопросе о параллельной работе необходимо отметить некоторые новые веяния. Практика последнего времени показала, что при раздельной работе с применением АВР не всегда удается добиться необходимого быстродействия восстановления питания. На подстанциях с мощными синхронными двигателями нужно считаться с затяжкой времени действия АВР, выполняемого по схеме с пуском по напряжению. Применение схемы с пуском по напряжению и по частоте, хотя и улучшает положение, но не всегда обеспечивает своевременное Действие АВР с точки зрения самозапуска электродвигателей. Иногда схема действует неселективно. При питании секций подстанции от разных источников имеется опасение включения несинхронных напряжений при действии АВР.
В связи с изложенным возникает вопрос о переходе в отдельных случаях на параллельную работу источников питания. При этом решении вводы или понижающие трансформаторы работают параллельно, секционный выключатель замкнут. При нарушении нормальной работы одной из цепей секционный выключатель автомата чески отключается (см. § 1-2-7 ПУЭ).
Необходимость применения параллельной работы требует тщательной технико-экономической проработки в каждом отдельном случае с учетом необходимой степени бесперебойности электроснабжения и эксплуатационной надежности той или другой схемы.
Поэтому приведенные выше общие рекомендации о раздельной работе сохраняются.
При разработке схем коммутации подстанций очень важно правильно выбрать и установить коммутационные аппараты. При этом нужно исходить из назначения подстанции, ее мощности и ответственности.

Рис. 10. Схема подстанции 110/6—10  кВ с подпиткой места короткого замыкания синхронными двигателями. Выключатель 2 отключен, выключатели 1 и 3 включены.
На вторичном напряжении (6—10  кВ) мощных подстанций 110—220  кВ с крупными трансформаторами мощностью 63—80 МВА и более, а также на очень крупных распределительных пунктах коммутируются большие рабочие токи. Возрастают токи короткого замыкания, складывающиеся из токов, притекающих из энергосистемы и от синхронных электродвигателей, число и мощность которых на современных крупных Предприятиях велика и все время возрастает. При значительной подпитке от синхронных электродвигателей места короткого замыкания наиболее тяжелым оказывается такой режим работы двухтрансформаторной подстанции, когда один из трансформаторов (рис. 10) отключен, например, для ревизии или ремонта, а секционный выключатель замкнут и, следовательно, все синхронные электродвигатели будут приключены только к одному трансформатору (который, разумеется, на это
рассчитан с учетом допустимой перегрузки и разгрузки от неответственных потребителей).
В этом случае в подпитке места к. з. будут участвовать все двигатели, присоединенные к данной подстанции, и токи и мощности к. з. значительно возрастут и превысят ток к. з., возникающий при режиме раздельной работы двух трансформаторов, т. е. при нормальном режиме.
Расчеты показали, что это увеличение находится в пределах от 20 до 30%. Такое увеличение тока к. з. иногда вызывает необходимость индивидуального реактирования отходящих линий, что очень усложняет и удорожает установку.
На вводах 6—10  кВ подстанций и на вторичном напряжении трансформаторов ГПП и ПГВ в большинстве случаев устанавливаются выключатели, а не разъединители, так как в настоящее время, как правило, применяется автоматическое включение резерва. Разъединители или выключатели нагрузки применяются реже — на неответственных подстанциях небольшой мощности при отсутствии АВР в тех случаях, когда параметры этих аппаратов являются достаточными по рабочим токам и токам к. з. На вторичном напряжении (до 1 000 е) при необходимости АВР применяются автоматы, а при отсутствии АВР вместо дорогих автоматов можно применить рубильники или разъединители.
При секционировании разъединителями рекомендуется устанавливать два разъединителя последовательно (см. рис. 13,а) для возможности безопасной работы персонала на отключенной секции, а также на самом секционном разъединителе при работающей другой секции.
Номинальные токи вводных и секционных аппаратов, а также трансформаторов тока в их цепях выбираются с учетом послеаварийного режима, когда один из вводов или трансформаторов отключен, а второй работает с допустимой по ПУЭ перегрузкой.
На вторичном напряжении (6 10  кВ) ГПП и ПГВ следует по возможности избегать применения громоздких и дорогих выключателей типов МГГ и МГ.
Для снижения тока к. з. наиболее целесообразны схемы с групповыми реакторами (рис. 15,я и др.), в цепях вторичного напряжения трансформаторов, на вводах питающих линий, на отходящих линиях или на ответвлениях от шинных магистралей. Расчеты показали, что при
сдвоенных расщепленных реакторах с реактивность, ветвей до 7,5—10% при практически встречающихся случаях изменения суточных графиков нагрузок на промышленных предприятиях колебания напряжения на секциях шин получаются в допустимых пределах. Величины этих колебаний получаются примерно такие же  как и при индивидуальных реакторах, и в 2—2,5 раза меньше, чем при обычных групповых реакторах. Прим» пение сдвоенных расщепленных реакторов, по сравнению с нормальными реакторами, целесообразно -при относительно устойчивом равномерном распределении нагрузок между секциями, присоединенными к разным ветвям реактора. Учитывая, что степень неравномерности нагрузки может меняться в процессе эксплуатации, номинальный ток каждой ветви сдвоенного peaктора, принимается не менее 0,675 номинального тока трансформатора или ввода, питающего обе секции, чтобы обеспечить работу при изменении нагрузки на секциях. При сдвоенных расщепленных реакторах параллельная работа трансформаторов применяться не должна.
Индивидуальные реакторы на каждой отходящей линии применяются в исключительных случаях, так как это вызывает значительное конструктивное усложнение и удорожание электрической и строительной части главной подстанции.
Необходимо отметить, что чрезмерное реагирование в сетях 6—10  кВ нежелательно, так как увеличивает отклонения напряжения и колебания напряжения при работе электроприемников с резкопеременными ударными нагрузками (электродвигатели прокатных станов, электропечи). В этих случаях лучше применить более мощные выключатели, например по типу ВМП с отключаемой мощностью 500 МВА.
Для уменьшения токов к. з. и рабочих токов применяются также трансформаторы с расщепленными обмотками, при которых упрощается схема коммутации и уменьшается объем строительно-монтажных работ по сравнению со схемой с групповыми и тем более с индивидуальными реакторами.
Для уменьшения рабочего тока аппаратов на вводах 6—10  кВ от трансформаторов токопроводы 6—10  кВ подключаются непосредственно к трансформатору через отдельные выключатели. Благодаря этому разгружаются вводные выключатели, присоединяемые к сборным шинам и создается независимое питание токопроводов (см. рис. 15,а), что значительно  повышает надежность электроснабжения. Еще более рациональным решением является подключение токопровода к отдельной ветви трансформатора с расщепленной обмоткой; но оно может быть применено при примерно равномерном распределении нагрузок между токопроводом и сборными шинами. При отсутствии отбора энергии томимо токопроводов может быть применена схема блок—трансформатор — токопровод 6—10  кВ.
Номинальный ток секционных аппаратов (силовых выключателей, автоматов) выбирается по фактически проходящему через них току, т. е. их не нужно рассчитывать на полный ток ввода или трансформатора, так как они ни при каких условиях не будут проходить через секционный выключатель вследствие отсоса на секцию, питаемую данным вводом или трансформатором.
Однако пропускную способность всех аппаратов:  выключателей, разъединителей, автоматов, трансформаторов тока, реакторов следует выбирать таким образом, чтобы они обеспечивали прохождение максимальной мощности при послеаварийиом режиме, т. е. при отключении одной из питающих линий или одного из трансформаторов, когда оставшиеся в работе кабели и трансформаторы работают с перегрузкой, допустимой ПУЭ. Сами эти аппараты, к сожалению, на такие перегрузки не рассчитаны.
При подключении новых потребителей нельзя использовать резервы, предусмотренные для обеспечения бесперебойного питания предприятия электроэнергией, так как это уменьшит надежность электроснабжения всего предприятия.
На вторичном напряжении трансформаторов 0.4— 0,69  кВ устанавливаются автоматы, рубильники или разъединители. Нужно избегать применения дорогих и дефицитных аппаратов без особой к тому необходимости.
Рекомендуется применять автоматы АВМ во всех случаях, когда их параметры достаточны по нормальному режиму и режиму короткого замыкания; автоматы Же «Электрон» предусматривать только при больших токах короткого замыкания.
В КРУ низкого напряжения на КТП нужно применять укрупненные линии, а дальнейшее распределение энергии осуществлять через цеховые распределительные пункты; присоединять мелкие линии непосредственна к КТП нецелесообразно.
Необходимо всемерно ограничивать число резервных шкафов на КТП, а число резервных автоматов принимать не более 10%.
Автоматы в цепи вторичного напряжения трансформаторов и между секциями шин (см. рис. 20) устанавливаются при устройстве АВР, которое теперь часто при меняется, а также в других случаях, когда это нужно для удобства эксплуатации.
Полные схемы подстанций 35—220/6—10  кВ комплектуются из элементов схем на вторичном и первичном напряжениях, в частности из элементов схем упрощенных подстанций, приведенных на рис. 18. При этом число возможных сочетаний бывает очень велико. На рис. 15 и других приведены примеры таких сочетаний.
Схема с двумя системами сборных шин обладает гибкостью и универсальностью, она позволяет:
ремонтировать сборные шины без перерыва питания потребителей;
выделять одну из систем шин для испытания оборудования и линий;
осуществлять различные группировки цепей и присоединений;
быстро восстанавливать питание потребителей при повреждении одной из систем шин.
Каждый выключатель может быть присоединен при помощи шинных разъединителей к любой системе шин.
Однако распределительные устройства с двумя системами шин дороги, сложны в эксплуатации и требуют сложных блокировок. Анализ аварий, вызванных ошибочными действиями персонала при операциях с шинными разъединителями, при двойной системе шин показывает, что значительная часть их произошла вследствие неправильных переключений при переводе присоединений с одной системы шин на другую. Эти аварии вызывали тяжелые последствия и перерывы электроснабжения значительного числа ответственных электроприемников.
Широкое применение комплектных распредустройств также ограничивает целесообразность применения двойной систем и шин. Высококачественные заводские КРУ с выкатными камерами и изолированными шинами вполне обеспечивают надежное электроснабжение при одной системе шин. В то же время КРУ с двойной системой шин чрезвычайно громоздки и дороги и у нас не изготовляются.
Поэтому распредустройства с двумя системами шин на промышленных предприятиях применяются лишь в виде редкого исключения на очень мощных подстанциях ответственного назначения, например на очень крупных узловых подстанциях больших заводов с развитой электрической сетью, с большим количеством присоединений и наличием связей и транзитных линий, на крупных преобразовательных подстанциях, а также в тех случаях, когда это требуется по режиму эксплуатации, например при необходимости разделения источников питания или же выделения отдельных потребителей, или же когда резервирование питания нагрузок первой категории не может быть достигнуто при одной секционированной системе шин. Необходимость двух систем шин тщательно обосновывается и согласовывается в каждом отдельном случае.
При применении двойной системы шин при напряжении 6—10  кВ одна из них обычно разделяется на секции по числу вводов или понизительных трансформаторов, а другая выполняется несекционированной.
Следует иметь в виду, что две системы шин, если одна из них не секционирована, нельзя рассматривать как независимые источники питания (§ 1-2-7 ПУЭ). В этих случаях необходимо разделить питающие и отходящие линии между двумя системами, которые превратятся в секции, а шиносоединительный выключатель будет являться межсекционным. Такую систему называют системой с фиксированным присоединением линий.
На рис. 11 приведена схема крупной ГПП с трехобмоточными трансформаторами 110/35/6  кВ с двумя системами шин на напряжениях 6 и 35  кВ. На напряжении 110  кВ принята упрощенная схема блока линия — трансформатор. Рабочая система шин 6  кВ секционирована. На линиях 6  кВ могу т быть применены групповые расщепленные реакторы.
Схемы с одной системой сборных шин имеют наибольшее применение на подстанциях промышленных предприятий. Они применяются, главным образом, на напряжении 6—10  кВ на распределительных подстанциях (РП) и в распредустройствах вторичного напряжения ГПП, на средних и крупных цеховых подстанциях, от которых, кроме трансформаторов, питаются также электродвигатели напряжением выше 1 000 в, электропечи, и на других установках с электроприемниками напряжением выше 1 000 в, например на насосных, компрессорных и воздуходувных станциях, газогенераторных и т. и.
Схемы с одной системой шин применяются также на шинах первичного напряжения 110—220  кВ ГПП в тех случаях, когда не представляется возможным применить

Рис. 11. Пример выполнения крупной узловой подстанции с двумя системами шин на вторичных напряжениях 6 и 35  кВ.
блочные схемы без выключателей и без сборных шин, описанные ниже.
При одиночной системе шин надежность питания повышается благодаря сокращению числа коммутационных операций и уменьшения благодаря этому возможных ошибок при эксплуатации. При одной системе шин разъединители не являются оперативными и служат лишь для снятия напряжения с выключателя на время его ревизии или ремонта и поэтому серьезных последствий от ошибок при оперировании с ними не бывает, так как они снабжены надежной и простой механической блокировкой с выключателями, которая практически исключает ошибочные операции.
Одиночные системы шин выполняются секционированными и несекционированными.
Показанные на рис. 12 схемы с одной несекционированной системой шин самые простые, наглядные и дешевые. Но их нельзя применять на ответственных подстанциях, так как они имеют существенные недостатки: при необходимости ревизии или ремонта сборных шин или шинных разъединителей приходится отключать всю подстанцию и прекращать питание подключенных к ней электроприемников;
в случае короткого замыкания на шинах или на любом ответвлении от них (до выключателя) также прекращается питание всех подключенных к ней электроприемников на длительное время до устранения повреждения, так как вся подстанция полностью обесточивается.

Рис. 12. Схемы небольших подстанций с одной несекционированиой системой шин. и при отсутствии связи с соседней подстанцией; б при наличии такой связи.

Поэтому схема с одной несекционированной системой шин применяется редко, главным образом лишь при питании подстанции по одной линии. Она пригодна для питания неответственных потребителей третьей категории.
Для более ответственных потребителей предусматривается резервное питание от соседней подстанции с автоматическим его включением. Но это резервирует питание, но не устраняет недостатков, отмеченных выше. Поэтому для устранения вышеупомянутых существенных недостатков в большинстве случаев применяется секционирование сборных шин при помощи разъединителя или выключателя (рис. 13—14). Секционирование разъединителем применяется лишь в тех случаях, когда не требуется автоматического резервирования питающих линий или трансформаторов.
Число секций зависит от схемы электроснабжения и от характера подключенных потребителей. В большинстве случаев бывает достаточно двух секций. Каждая секция питается отдельной линией или отдельным трансформатором. Секции работают раздельно, и секционный аппарат нормально выключен. Параллельная работа линий или параллельная работа трансформаторов применяется в порядке исключения.
Такая схема имеет ряд преимуществ по сравнению с несекционированной системой шин и наиболее часто применяется на подстанциях промышленных предприятий. Она позволяет поочередно отключать секции для ревизии или ремонта шин и шинных разъединителей при сохранении в работе второй секции. При этом электроснабжение ответственных объектов не нарушается, так как они питаются обычно по двум линиям, которые присоединяются к разным секциям. Если же отключается одна из питающих линий и питаемая ею секция обесточивается, то ее питание можно восстановить путем включения секционного аппарата.
На рис. 13 приведены схемы небольших подстанций с одной системой шин, секционированной при помощи разъединителей. На рис. 13,6 показана схема с выключателями нагрузки типа ВН. Так как выключатели нагрузки не рассчитаны на отключение тока короткого замыкания, то они установлены последовательно с высоковольтными предохранителями типа ПК, поставляемыми комплектно с выключателями нагрузки. На рис. 13,е крупный ответственный двигатель выделен на среднюю секцию, что обеспечивает его бесперебойное питание при любых режимах работы подстанции.
При применении секционных выключателей (или автоматов при напряжении до 1 000 е) можно осуществить автоматическое включение резерва (АВР). Иногда АВР применяется на вводных выключателях. Это еще более повысит надежность схемы и позволит применить ее для потребителей любой категории. При таком выполнении схемы и при применении доброкачественных заводских КРУ обеспечивается полная надежность питания самых ответственных потребителей при помощи секционированной одиночной системы шин.


Рис. 13. Схемы небольших подстанций с одной системой шин, секционированной разъедини гелями.
а — с выключателями на линиях: б — с выключателями нагрузки: в — с тремя секциями.


Рис. 14. Схемы подстанций с одной системой шин, секционированной выключателями. а — ответственная подстанция средней мощности; б — мощная подстанция с тремя секциями на напряжение 10  кВ; а — четырехсекционный РП высокой надежности.

На рис. 14 даны примеры выполнения схем подстанций с одной системой шин, секционированной при помощи выключателей. На рис. 14,я дана схема ответственном подстанции средней мощности, секционированной при помощи выключателя, с АВР на секционном выключателе 6—10  кВ и на секционном автомате 0,4  кВ.
На рис. 14,6 приведена схема очень мощной трехсекционной подстанции на напряжение 10  кВ. Питание крупных электродвигателей и других потребителей производится непосредственно от шин 10  кВ, а электродвигателей средней мощности от шин 6 или 3  кВ через трансформаторы 10/6—3  кВ.
На рнс. 14,в показана схема коммутации РП 6 10  кВ высокой надежности с одной системой шин, разделенной на четыре секции. Питание РП происходит от двухниточного шинопровода 6—10  кВ. Сборные шины РП присоединены к шинопроводу через два расщепленных реактора, каждая ветвь которого присоединена к отдельной секции шин. Предусмотрены резервные связи с другим ближайшим РП или другим источником питания
На рис. 15,и дана схема на стороне вторичного напряжения мощной ГПП 110/6—10  кВ с двумя трансформаторами по 80 МВА. Для ограничения тока короткого замыкания применено групповое реактирование линий. На три-четыре отходящие линии установлен один общим реактор. В этой же схеме многоамкерные токопроводы присоединены непосредственно к своим трансформаторам через отдельные выключатели, минуя сборные шины распредустройства 6—10  кВ, так как пропускная способность выключателей в данном случае недостаточна для выпуска всей энергии, включая идущую через токопроводы. На питающих линиях 110  кВ установлены выключатели. На отходящих линиях 6—10  кВ показаны камеры КРУ,  но могут быть применены и камеры КСО.
На рис. 15,6 представлена схема мощной и ответственной двухтрансформаторной ГПП с расщепленными реакторами в цепях трансформаторов с одной системой шин вторичного напряжения 6  кВ, разделенной на шесть секций, каждая из которых подключена через отдельную ветвь расщепленного реактора, что резко снизило токи к. з. и позволило обойтись без индивидуального реактирования линий. Крупный синхронный двигатель 12 000 кет с ударной нагрузкой питается непосредствен-
но от трансформаторов, минуя сборные шины, что позволило снизить колебания напряжения у прочих потребителей, подключенных к подстанции. Надежное питание этого ответственного двигателя обеспечено путем присоединения его к двум разным трансформаторам. Прочие ответственные, но менее крупные двигатели мощностью от 2 000 до 4 100 кет со спокойным режимом работы подключены к сборным шинам, но для бесперебойности питания этих ответственных двигателей каждый из них подключен к двум секциям шин.
Схема с развитым групповым реактированием и секционированием полностью обеспечивает надежное питание всех потребителей при одной системе сборных шин и ограничивает ток к. з. в сетях 6  кВ до пределов коммутационной способности выключателей ВМГ или ВМП.
На рис. 16 показаны схемы узловых распределительных подстанций (УРП) на напряжение 110—330  кВ с одной системой шин. Эти подстанции получают электроэнергию из системы и распределяют ее при помощи глубоких вводов по предприятию.

Питающие линии, а также линии, проходящие вне загрязненных зон пред приятия, воздушные; линии же, питающие подстанции глубоких вводов, расположенные в загрязненных зонах, кабельные. Конструктивное решение схемы на рис. 16,с приведено на рис. 34. Подстанция, показанная на рис. 16,6, применяется для очень крупного предприятия. Она имеет автотрансформаторы.


Рис. 15. (Продолжение рисунка).

Рис. 15. Схемы мощных ГПП с одной секционированной системой шин на вторичном напряжении.
а — с групповым реактированием отходящих линий; б — с шестью секциями и с расщепленным реактором в цепях трансформаторов.

Схемы с обходной системой сборных шин. В некоторых сравнительно редких случаях на подстанциях промпредприятий, кроме основной рабочей системы шин, применяется еще так называемая обходная или «байпасная» шина. Она предусматривается, когда необходимы маневренность и гибкость оперативных переключений, а также когда требуется частая ревизия выключателей по характеру их работы.
Обходная система шин дает возможность вывести в ревизию или в ремонт любую рабочую систему шин и любой выключатель без перерыва питания. Обходную систему шин можно присоединить к любой из основных систем шин через отдельный обходной выключатель.

На подстанциях с двумя рабочими системами шин и при небольшом числе отходящих линий (до пяти) при меняли совмещение функций обходного и шиносоединительного выключателей в целях экономии. Однако теперь от этого отказались, так как это приводило к значительному усложнению вторичной коммутации.
На подстанции с одной системой шин и с обходной шиной каждый выключатель обслуживает только одну цепь, разъединители служат только для снятия напряжения с оборудования и отдельных цепей и не используются как оперативные аппараты, так как на них нет сложных блокировок.


Рис. 16. Схемы узловых подстанций (УРП) промпредприятий, питаемых от энергосистемы. а — небольшой мощности чисто распределительная; б — крупная со сборными шинами на первичном напряжении и с автотрансформаторами.

Поэтому эту схему легче автоматизировать, чем двойную систему шин.
Одним из характерных примеров применения обходной системы шин на подстанциях промышленных предприятий являются мощные печные подстанции. На этих подстанциях происходят очень частые коммутационные операции, а выпускаемые выключатели не удовлетворяют этим условиям в контактной и механических частях. Они быстро выходят из строя и поэтому требуют частых ревизий, смены масла, зачистки контактов и т. и. Такую схему можно применить также на подстанциях, питающих крупные электродвигатели с частыми пусками.
На рис. 17 показана довольно крупная узловая подстанция промышленного предприятия на напряжение 110—220  кВ с обходной системой шин. Часть энергии, поступающей из энергосистемы, трансформируется на напряжение 6 или 10  кВ для питания ближайшего района, а остальная энергия распределяется по линиям глубоких вводов 110—220 кА (воздушных пли кабельных) по другим районам предприятия.

Рис. 17. Крупная узловая распределительная трансформаторная подстанция с обходной системой шин на напряжение 110—220  кВ.

Обслуживание и ремонт трансформаторных подстанций

Правильное и регулярное техническое обслуживание и ремонт трансформаторной подстанции обеспечивают надежность и долгий срок службы, а также снижают затраты на устранение неисправностей. И как следствие, предупреждение вынужденных простоев.

Техническое обслуживание трансформаторных подстанций

Регламентируемые задачи, входящие в плановое техническое обслуживание трансформаторных подстанций, выполняются в соответствии с нормативной документацией и установленными сроками изготовителем, указанными в инструкции по эксплуатации.

Различают следующие виды ТО:

Плановый осмотр

Его проводят без отключения от питания и остановки ТП. Работы выполняются на основе локального документа предприятия – «Карты – графика работы оперативного персонала групп подстанций», в котором отражены даты и ответственные за осмотр. А также, обязательного к исполнению документа «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей.

Внеочередное техническое обслуживание проводится в результате стихийных бедствий критических скачков напряжения, аварийного срабатывания выключателей.

Оптимально, для таких мероприятий приглашать специалистов завода-изготовителя, так как это не только влияет на гарантийные условия, но и является экономически обоснованным. Сотрудники Сибирского завода “Электрощит” имеют все допуски и документацию  для проведения обслуживания. и заключения договора на обслуживание трансформаторной подстанции .

При ремонте трансформаторных подстанций силами предприятия теряется гарантия и надежность ТП ставится под вопрос

На выполняемые действия у предприятия также, должен быть допуск. Если на предприятии предусмотрена соответствующая служба, то подготовка специалистов и получение необходимых разрешительных документов обоснованно. Если же, необходимо обслуживание единичных комплектных трансформаторных станций, то затраты на подготовку составят нецелесообразный ресурс. Поэтому в большинстве ситуаций компании делают выбор в пользу сервиса завода-изготовителя.

Именно поэтому, “Сибирский завод “Электрощит” предлагает потребителям услугу по заключению договора на обслуживание и ремонт трансформаторных подстанций не только собственного производства, но и других изготовителей.

С нами потребитель получает возможность самого выгодного сотрудничества:

  • Только квалифицированные специалисты с реальными допусками и прошедшими подготовку по технике безопасности при взаимодействии с силовыми установками;
  • Опыт работ с ТП, позволяет сократить сроки на выполнение задач, и в максимально сжатый период запустить оборудование;
  • Собственный склад запасных частей и комплектующих. Если предприятие заключает договор на обслуживание трансформаторной подстанции, наши специалисты привозят все, что нужно для ремонта, и нет необходимости заранее приобретать дорогостоящий расходный материал;
  • Гарантия. Заводская гарантия может быть получена не только при покупке новой ТП, но и после выполнения нашей службой капитального ремонта;
  • Адекватные цены. На сегодня содержание аттестованного специалиста стоит очень серьезных денег. Привлекая на конкретные задачи сервисную службу, вы гарантированно получаете профессиональный подход и ответственность исполнителя;
  • Вложения в инструментарий для компании, также, сводятся к минимуму;
  • Обслуживание должно выполняться в соответствии с актуальными нормативными документами. Наши сотрудники постоянно проходят обучение и аттестацию, поэтому вы можете гарантированно получить качественный ремонт и исполнительную документацию.

Заказывайте услугу – обслуживание и ремонт трансформаторных подстанций на Сибирском заводе “Электрощит” и получите надежный сервис по выгодной цене.

мобильных подстанций | Мобильные трансформаторы

Мобильные подстанции и мобильные трансформаторы повышают отказоустойчивость сети

Общая надежность является критически важным аспектом для энергокомпаний по всей Северной Америке, что создает потребность в решениях и оборудовании, которые могут поддерживать энергосистему во время чрезвычайных ситуаций или периодических плановых отключений. Поэтому принятие упреждающих мер по устранению этих потенциальных уязвимостей жизненно важно для обеспечения отказоустойчивой сети, которая сводит к минимуму частоту и продолжительность прерывания работы клиентов.

Компания

Southern States, имеющая более чем 100-летний опыт интеграции высоковольтного коммутационного оборудования, работала над реализацией этой инициативы с помощью конструкций мобильных подстанций, которые специально адаптированы к уникальному применению каждого клиента. Преимущества мобильных подстанций и вспомогательных прицепов включают немедленную экономию затрат на сеть коммунального предприятия, ускоренное время восстановления, а также эксплуатационную гибкость, когда несколько объектов размещения подвергаются воздействию суровых погодных условий или повреждения оборудования.

Используя наше партнерство с различными производителями трансформаторов, сертифицированными по ISO, компания Southern States имеет ресурсы для проектирования или модернизации мобильных подстанций ( мобильных трансформаторов ), которые могут быть оснащены распределительными устройствами южных штатов или предпочитаемыми вами брендами. Наши мобильные продукты, доступные до 230 кВ и 65 МВА, производятся в соответствии со строгими спецификациями, что гарантирует надежность, долговечность конструкции и соответствие ожиданиям коммунального предприятия.

Для дополнительных приложений Южные Штаты также предлагают вспомогательные мобильные решения для поддержки компенсации реактивной мощности, отказов распределительного устройства, а также других инициатив по обеспечению отказоустойчивости энергосистем.К ним относятся мобильные конденсаторные прицепы, мобильные прицепы с переключателями цепей, мобильные прицепы с выключателями, мобильные прицепы с разъединителями, мобильные прицепы с реакторами, мобильные прицепы с реклоузерами, мобильные прицепы с регуляторами напряжения и мобильные ГИС, и это лишь некоторые из них. Каждый из них может быть оснащен различными индивидуальными функциями, такими как стеллажи, гидравлические системы, поворотные столы, ограждения и многое другое. Позвольте нашей команде опытных дизайнеров и инженеров разработать решение, наилучшим образом соответствующее техническим требованиям вашего предприятия.Обязательно загрузите наше руководство по мобильной подстанции в разделе ресурсов внизу страницы.

В Каире будут построены две новые подстанции 220 кВ

Подстанции

Автор: Патрик Хаддад

Правительство Арабской Республики Египет одобрило строительство двух трансформаторных подстанций 220/66/22 киловольт (кВ) в Мадинати, пригороде, расположенном в северо-восточном регионе провинции Каир.

Это произошло после того, как министерство электроэнергии и возобновляемых источников энергии Египта через государственную компанию по передаче электроэнергии Египта (EETC) подписало контракт с консорциумом китайских компаний на реализацию проекта стоимостью 18 миллионов долларов.

Консорциум состоит из Sieyuan Electric Co., Ltd., компании, специализирующейся на исследованиях и разработках в области электроэнергетических технологий, производстве оборудования и инженерных услугах; Eastern Green Power Pte Ltd., крупный поставщик оборудования и решений для передачи и распределения электроэнергии; TBEA Shenyang Transformer Group Co., Ltd. - компания, специализирующаяся на исследованиях, разработке, производстве и продаже трансформаторов.

По словам председателя ЕЕТК Сабаха Машалы, объем работ по контракту - строительство подстанций с трансформаторным оборудованием с элегазовой изоляцией.Также будет проведено подключение электричества к линиям электропередачи 220 кВ Бадр - Мадинаты и Новый Каир - Мадинаты, а также к линиям электропередачи 66 кВ Шорук - Мадинаты и Бадр - Мадинаты.

Машалы, сказал, что станции будут работать в рамках Каирской компании по производству электроэнергии, которая принадлежит египетской электроэнергетической холдинговой компании и аффилирована с Министерством электроэнергии и возобновляемых источников энергии Египта.

Председатель EETC также пояснил, что проект, который, как ожидается, будет завершен в течение 12 месяцев с даты подписания контракта, будет финансироваться Египетской компанией по передаче электроэнергии (EETC) за счет собственных ресурсов совместно с арабской Компания проектов и градостроительства.

Источник: Construction Review Online

Фото (в иллюстративных целях): Мадинаты с воздуха / Faris Knight / Wikimedia / CC BY-SA 4.0

Риск пожара и взрыва на электрических подстанциях из-за образования легковоспламеняющихся смесей

Сбор проб

Два образца минерального масла (нового и бывшего в употреблении) были собраны на электрической подстанции в Эр-Рияде. Новое масло все еще находилось в оригинальной емкости и никогда не использовалось.Отработанное масло было залито в бак трансформатора, и трансформатор проработал максимум один год. На электрических станциях трансформаторное масло обычно заменяют новым маслом через год, независимо от того, эксплуатировался ли трансформатор. Эти образцы хранились во флаконах объемом 1 л, которые были плотно закрыты и хранились в безопасном месте в лабораторном шкафу при нормальных условиях.

Составные анализы

ГХ-МС анализ проводился с использованием процедуры, основанной на нашем предыдущем исследовании 38 .Два образца масла разбавляли n -гексаном перед анализом методом ГХ-МС (Shimadzu GCMS-QP20 Ultra). Были использованы следующие настройки ГХ-МС: ионизация электронным ударом, энергия электронов, 70 эВ, диапазон сканирования: от 50 до 550 а.е.м. при скорости сканирования 1 сканирование в секунду. Гелий (чистота 99,999%) использовали в качестве газа-носителя при фиксированной скорости потока 50 мл / мин, с линейной скоростью 47,4 см / с и давлением на входе в колонку 100 кПа. Конец колонки был подключен к источнику ионов масс-селективного детектора, работающего в режиме ионизации электронным ударом.Образцы вводили в капиллярную колонку из плавленого кремнезема HP5 (5% фенилполисилфенилен-силоксан) (CPWAX 58-FFAP; длина: 50 мм; диаметр: 0,32 мм; толщина пленки: 0,20 мм). Скорость линейного изменения температуры печи была зафиксирована на уровне 4 ° C / мин; начальная температура 50 ° C поддерживалась в течение 2 минут, после чего ее повышали до 220 ° C в течение 30 минут, а затем выдерживали при этой температуре в течение 30 минут. Компоненты были проанализированы и идентифицированы с помощью методов компьютерного спектрального сопоставления путем сопоставления их масс-спектров с данными, полученными из базы данных Национального института стандартов и технологий (NIST).

Массовая доля каждого соединения в жидкой фазе была рассчитана с использованием отношения площади пика, соответствующего этому соединению, к общей площади всех соединений (уравнение 1):

$$ {X} _ {i } = \ frac {{A} _ {i}} {{A} _ {T}} $$

(1)

, где

X i представляет массовую долю компонента i (%),

A i представляет площадь пика компонента i и

A t представляет собой площадь пика всех компонентов.

Затем массовая доля была преобразована в соответствующую мольную долю следующим образом:

$$ {x} _ {i} = \ frac {{X} _ {i} / {M} _ {i}} {\ sum {X} _ {i} / {M} _ {i}} $$

(2)

, где

x i представляет собой мольную долю компонента i в жидкой фазе, а

M i представляет собой молярную массу компонента i .

Состав паровой фазы

Характеристики испарения важны для исследований воспламеняемости.{sat} \) представляет давление паров соединения i ,

y i представляет собой мольную долю компонента i в паровой фазе (%), и

P t представляет собой полное давление.

Давление паров каждого компонента при 25 ° C и 760 мм рт. Ст. Было взято с веб-сайта ChemSpider (www.chemspider.com).

Определение LFL и UFL

В отсутствие экспериментальных данных пределы воспламеняемости могут быть предсказаны с использованием установленных теоретических методов.Джонс 39 обнаружил, что при образовании паров углеводородов пределы воспламеняемости зависят от стехиометрической концентрации топлива, C st (уравнения 4 и 5):

$$ LFL \, = \, 0.55 \, {C} _ {st} $$

(4)

$$ UFL \, = \, 3.5 \, {C} _ {st} $$

(5)

, где

0,55 и 3,5 - константы, а

C st представляет собой объемный процент топлива в топливно-воздушной смеси (выраженный уравнением.8).

Для большинства органических соединений стехиометрическую концентрацию можно определить с помощью следующей общей реакции горения:

$$ {{C}} _ ​​{{m}} {{H}} _ {{x}} {{O} } _ {{y}} + {z} {{O}} _ {{2}} \ to {mC} {{O}} _ {{2}} + \ left (\ frac {{x}} { {2}} \ right) {{H}} _ {{2}} {O} $$

(6)

, где z представляет собой эквивалентные моли O 2 , разделенные на моли топлива, и может быть выражено как

$$ {z} = {m} + ({x} / {4}) - ( {y} {/} {2}) $$

(7)

Стехиометрическая концентрация, C st , может быть определена как функция от z :

$$ = \, \ frac {{100}} {\ left [{1} + \ left (\ frac {{z}} {{0. 21}} \ right) \ right]} $$

(8)

LFL и UFL могут быть определены путем замены уравнения. 7 в уравнение. 8 и применяя уравнения. 4 и 5:

$$ {LFL} = \ frac {{0.55} ({100})} {{4} {. 76m} + {1} {. 19x} - {2} {. 38y} + { 1}} $$

(9)

$$ {UFL} = \ frac {{3.50} ({100})} {{4} {. 76m} + {1} {. 19x} - {2} {. 38y} + {1}} $ $

(10)

Значения LFL и UFL смесей могут быть рассчитаны в соответствии с уравнениями Ле Шателье 40 (Ур.11 и 12).

$$ {LF} {{L}} _ {{mix}} = \ frac {{1}} {\ sum ({y} _ {{i}} {/} {LF} {{L}} _ {{i}})} $$

(11)

$$ {UF} {{L}} _ {{mix}} = \ frac {{1}} {\ sum ({{y}} _ {{i}} {/} {UF} {{L }} _ {{i}})} $$

(12)

Здесь

\ ({LF} {{L}} _ {{i}} \) представляет LFL компонента i (в об.%) В топливно-воздушной смеси,

\ ({ UF} {{L}} _ {{i}} \) представляет собой UFL компонента i (в т.%) в топливно-воздушной смеси, а

n представляет собой количество горючих веществ.

Забетакис и др. . 41 сообщил, что LFL уменьшается, а UFL увеличивается с повышением температуры. Это означает, что повышение температуры расширяет диапазон воспламеняемости. Для паров были получены следующие эмпирические уравнения:

$$ {LFL} {(} {T} {)} = {LFL} {(} {298K} {)} - \ frac {{0.75}} {{\ Delta } {{H}} _ {{c}}} ({T} - {298}) $$

(13)

$$ {UFL} {(} {T} {)} = {UFL} {(} {298K} {)} + \ frac {{0.75}} {{\ Delta} {{H}} _ {{c}}} ({T} - {298}) $$

(14)

, где

∆H c представляет собой чистую теплоту сгорания (ккал / моль),

T представляет температуру (в К), а

LFL и UFL даны в об. {\ ast} = LO {C} _ {i} / {z} _ {i} $$

(17)

, где

LOC смесь представляет собой LOC паровой смеси (об.%),

z представляет собой эквивалентные моли O 2 , разделенные на моли топлива для соединения i в паровой фазе, а

LOC i представляет собой LOC для индивидуума. соединение (уравнение 15).

Осмотр и обслуживание трансформаторов подстанций | Equisales

Ежегодные проверки могут продлить срок службы высоковольтного оборудования, обеспечивая при этом безопасную и надежную работу электросети.Стандартизированные тесты, например, рекомендованные Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, позволяют оценить состояние высоковольтных трансформаторов, расположенных на подстанциях, одновременно предотвращая нестабильность работы и перебои в работе.

Важность периодического обслуживания и тестирования

Первоначальные проверки качества, проводимые на заводе, гарантируют, что оборудование соответствует требованиям к рабочим характеристикам. В системах электропитания Fast Track испытания выполняются во время сборки вне строительной площадки.Для обычных проектов испытания проводятся на последних этапах установки. Эти результаты представляют собой базовый уровень, по которому можно измерить изменения в мощности и выпуске.

Одного теста недостаточно для оценки состояния трансформаторов. Для проверки каждого компонента требуется несколько тестов. Это дает точную картину общего состояния оборудования. Осмотры могут выявить проблемы до того, как они вызовут перебои в работе. Таким образом, трансформаторы можно отремонтировать или отремонтировать.

Затраты на несвоевременное обслуживание

Безопасность и надежность снижается каждый раз, когда плановое техническое обслуживание откладывается или отменяется.Стратегии, ориентированные на краткосрочное сокращение затрат, обычно связаны с более крупными долгосрочными расходами. Чтобы избежать юридических и финансовых проблем, высоковольтные компании должны разработать и выполнить эффективные планы технического обслуживания. Каждая часть подстанции нуждается в техническом обслуживании, но особенно важно, чтобы трансформаторы были проверены и протестированы.

Испытания подстанций и трансформаторов

Усовершенствованное испытательное оборудование быстро дает точные результаты, поэтому время простоя минимально.Периоды тестирования могут быть согласованы между инженерами и руководителями проектов, чтобы определить идеальное время для отключения оборудования. Следующие проверки и испытания следует проводить ежегодно.

  • Жидкость внутри маслонаполненного силового трансформатора должна быть испытана для измерения ее диэлектрической прочности. Экстремальные температуры снижают изоляционный потенциал жидкости. Образцы для испытаний следует брать со дна резервуара. Также следует проверить уровень масла.
  • Коэффициент трансформации трансформатора (TTR) - один из самых важных тестов.Он измеряет соотношение между сторонами высокого и низкого напряжения трансформатора, чтобы гарантировать, что устройство увеличивает или уменьшает напряжение, как ожидалось.
  • Испытания сопротивления обмотки обнаруживают повреждение изоляции, которое является частой причиной выхода из строя трансформатора. Сопротивление обмотки измеряется между вводами. Тесты под нагрузкой и без нагрузки могут выявить ряд проблем.
  • Испытания тока возбуждения и коэффициента рассеяния позволяют измерять изоляцию трансформаторов и другого оборудования.Испытательные устройства предназначены для уменьшения электрических шумов и магнитных помех, создаваемых находящимся поблизости оборудованием.
  • Для анализа сопротивления изоляции (IR) и диэлектрической частотной характеристики (DFR) имеется разнообразное портативное испытательное оборудование. Эти тесты измеряют содержание влаги, проводимость масла и тангенс угла / дельта рассеяния на участках с высоким уровнем помех.
  • Анализ частотной характеристики с разверткой (SFRA) - это новый тест, который обнаруживает внутренние неисправности для выявления возможных механических повреждений.
  • Инфракрасная термография может использоваться для сканирования подстанций на предмет утечек, чрезмерного нагрева и проблемных участков.

Эти тесты предназначены для профилактических осмотров. Если сообщается о проблеме, можно провести дополнительные тесты для определения причины. При изготовлении и обслуживании используются разные протоколы. Каждый компонент также следует визуально осмотреть в полевых условиях. Все, от внешней отделки до ограничителей перенапряжения, должно быть тщательно проверено. Вот несколько пунктов, которые следует проверить во время осмотра.

  • Прокладки
  • Танки
  • Калибры
  • Провода управления
  • Подключения
  • Клеммы
  • Заводские таблички

Регулярное техническое обслуживание необходимо для защиты отдельных трансформаторов, местных подстанций и большей электросети. Аренда оборудования и подрядчики по обслуживанию избавляют от необходимости покупать специализированное испытательное оборудование и оплачивать ежегодную сертификацию и калибровку. Мобильные испытательные машины могут добраться до высоковольтных подстанций в любом месте.Если требуется дополнительное обслуживание, его также можно выполнить на месте. Для получения дополнительной информации о техническом обслуживании трансформаторов и полевых испытаниях позвоните в Equisales Associates по телефону 713-733-3999.

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Прототип запасного трансформатора закладывает основу для обеспечения отказоустойчивости подстанции

Сети, составляющие энергетическую инфраструктуру Северной Америки, на протяжении последнего столетия имели долгую историю относительной стабильности. И СШАЭлектроэнергетика имеет долгую и заслуженную репутацию надежности. Длительные простои случались редко.

Нельзя недооценивать финансовые и эмоциональные последствия длительного отключения электроэнергии для страны. Например, ущерб, который привел к астрономическим затратам, связанным с региональными отключениями, связанными с суровой погодой, такими как ураган Сэнди, крупный ураган и система суровой погоды, поразившая северо-восток в 2012 году, напрямую повлияла на экономику, а также на президентскую гонку в США.В 2012 году исследование Исследовательской службы Конгресса оценило стоимость отключений, связанных с погодными условиями, с поправкой на инфляцию в размере от 25 до 70 миллиардов долларов в год. К счастью, благодаря надлежащему планированию и быстрой реакции на «Сэнди» серьезные отключения электроэнергии удалось удержать под контролем, и в течение двух недель было восстановлено электроснабжение более 95 процентов клиентов.

Штормы и снайперы
И теперь, в эпоху после 11 сентября, помимо этих серьезных проблем, связанных с погодными катаклизмами, идет волна физических атак на целевые подстанции и силовые трансформаторы по всей стране.В период с 2011 по 2014 год, по данным USA Today, электроэнергетические компании сообщили о 348 физических атаках, которые привели к отключениям или другим нарушениям электроснабжения.

Самый громкий инцидент произошел в 2013 году в Калифорнии, когда снайперы напрямую прицелились по неопознанной подстанции, обслуживающей Кремниевую долину, перерезав проводную связь и выпустив мощные винтовочные выстрелы по 17 трансформаторам и шести автоматическим выключателям, в результате чего было залито 52 000 галлонов масла. и предполагаемые затраты на восстановление в размере $ 15,4 млн.К счастью, значительных сбоев не произошло, поскольку были предприняты масштабные и успешные усилия по перенаправлению питания и восстановлению обслуживания.

Эти физические атаки побудили Североамериканскую электрическую корпорацию (NERC) быстро подать петицию на утверждение стандарта надежности NERC CIP-014, требующего от владельцев линий электропередач оценить уязвимость критических подстанций, а также разработать и внедрить планы обеспечения безопасности. График реализации этого заказа начался в октябре 2015 года и должен быть завершен к августу 2016 года.NERC создала этот проект, чтобы выполнить директивы, изданные в Приказе FERC о стандартах надежности для мер физической безопасности в протоколе № RD14-6-000, выпущенном 7 марта 2014 г.

Значение силовых трансформаторов
Высоковольтные трансформаторы большой мощности (ВН) сегодня составляют менее трех процентов от общего количества трансформаторов в сети; однако они несут 60-70 процентов электроэнергии в стране, поэтому защита этих активов жизненно важна.


Силовые трансформаторы широко признаны самым важным активом на подстанции.Многие коммунальные предприятия имеют под рукой некоторые версии запасных трансформаторов, однако их наличие очень ограничено. Запасные части часто находятся в том же месте, что и потенциальная атака, и на подстанцию ​​редко бывает больше одного. Каждый трансформатор в Америке предназначен для определенного применения, и немногие трансформаторы похожи друг на друга, особенно при высоких напряжениях. Сроки производства продолжительны и включают сложные процессы, связанные с проектированием, закупкой, производством, тестированием и развертыванием.Возникают трудности с транспортировкой, так как большие, тяжелые агрегаты редко можно перевозить на грузовиках. Большинство трансформаторов доставляется железнодорожным транспортом, на планирование и реализацию которого часто уходят недели. И, наконец, для установки этих трансформаторов требуется много специального оборудования и навыков. Размеры имеют решающее значение. Часто приходится создавать новые бетонные площадки, и требуются многочасовые строительные работы.

Абсолютная физическая безопасность сетевой инфраструктуры Америки или ее подстанций практически недостижима, а то и вовсе невозможна.Уязвимости зависят от намерений, навыков и ресурсов злоумышленников. Невозможно полностью защитить трансформатор подстанции и другое электрическое оборудование от серьезного повреждения в результате преднамеренного нападения. Благодаря многоуровневому подходу к физической безопасности можно уменьшить ущерб, продлить обслуживание и восстановить его быстрее. Когда повреждения превышают возможности ремонта, стратегии быстрой замены играют важную роль в восстановлении трансформатора. Для критически важных трансформаторов требуются запасные части, универсальные запчасти и готовая конструкция для критически важных компонентов.

Успешная демонстрация концепта «RecX»
В 2012 году новый консорциум, возглавляемый Министерством внутренней безопасности США (DHS), в который вошли ABB, Исследовательский институт электроэнергетики (EPRI) и CenterPoint Energy, запустил новую программу Rapid Recovery Transformer (RecX). Фактически эта концепция началась до 11 сентября с инициативы EPRI по обеспечению безопасности инфраструктуры (ISI), где впервые была исследована возможность быстрой установки трансформатора. Перед АББ была поставлена ​​задача разработать обычный маслонаполненный запасной трансформатор с концепцией простоты транспортировки и быстрой установки.DHS подключилась к проекту после того, как в рамках проекта была создана концепция энергоснабжения трансформатора продолжительностью менее одной недели. А CenterPoint, служебный хост, поддержал пробное развертывание и назначил одну из своих подстанций для размещения первого RecX.

Консорциум RecX провел запланированную по времени демонстрацию концепции, «пожарную тренировку» для развертывания запасного трансформатора, в 2012 году. Консорциум перевезет этот прототип трансформатора, который сможет заменить вышедший из строя трансформатор сверхвысокого напряжения (СВН) примерно за неделю. в отличие от нескольких месяцев.Три однофазных автотрансформатора мощностью 200 МВА, 345/138 кВ будут разобраны, загружены на специально разработанный надземный прицеп, перевезены на расстояние более 900 миль (1448 км), собраны и включены менее чем за неделю. на обозначенной подстанции. RecX поставляется со своей собственной опциональной площадкой и не требует использования крана для разгрузки, что значительно экономит время по сравнению с заливкой и выдержкой бетонного основания. Один из устройств в демонстрации поставлялся с этим пэдом.

Учения начались в понедельник утром, 12 марта 2012 г., на заводе по производству трансформаторов ABB в Санкт-Петербурге.Луис, штат Миссури. Частично собранные агрегаты были извлечены из хранилища, имитируя реальный сценарий аварийной ситуации, и помещены на два обычных низкорамных трейлера и 65-тонный прицеп (MA65), специально разработанный для поездки в Хьюстон. MA65 был создан по образцу внедорожного вагона Schnabel и оказался удивительно универсальным.

Все трейлеры прибыли к вечеру вторника, а сборка началась в среду утром. А в пятницу вечером, после того как опытные монтажные бригады CenterPoint работали по 12–14 часов в день и большая часть испытаний и установки была сделана, процесс был близок к завершению.Проект действительно был завершен в субботу утром 17 марта. Трансформатор RecX и связанные с ним блоки были успешно включены к вечеру субботы - через пять дней, 10 часов и 10 минут после первого запуска моделирования. Затем был успешно начат и завершен годичный период мониторинга для оценки эффективности. И сегодня, по состоянию на конец 2015 года, прототип запасного трансформатора RecX все еще работает и работает так, как было задумано изначально.


Коммунальные предприятия отметили большие возможности RecX по мощности, что позволяет работать с высоким номинальным напряжением; его компактная и гибкая конструкция, включающая три отдельных однофазных блока, гибридную систему изоляции NOMEX® для уменьшения габаритов при максимальном увеличении мощности и систему удаленного охлаждения.Не менее важно то, что эти запасные трансформаторы обеспечивают быстрое развертывание, при этом транспортировка и установка теперь занимают дни, а не недели.

Недавнее исследование показало, что самый используемый трансформатор в США имеет коэффициент напряжения 345–138 кВ. В ходе этого демонстрационного упражнения были успешно созданы, развернуты и приведены в действие три однофазных блока мощностью 200 МВА, 345–138 кВ, которые достаточно малы для транспортировки по межгосударственным автомагистралям США, что значительно сокращает время транспортировки по сравнению с обычными железнодорожными перевозками.

Пять шагов к повышению отказоустойчивости подстанции
С тех пор, как в 2012 году был впервые установлен первый трансформатор быстрого восстановления (RecX), технологический прогресс продолжался, и электроэнергетика объединилась, чтобы приступить к разработке сложного сочетания экономических, безопасных и практических проблем. Министерство энергетики США продолжило работу с того места, на котором остановилось DHS, выпустив хорошо принятый отчет «Большие силовые трансформаторы и электрическая сеть США» о том, как потеря больших силовых трансформаторов (LPT) может привести к уязвимости сети. .Был инициирован NERC CIP-014-1, требующий от коммунальных предприятий соответствия к августу 2016 года.

И АББ, консультируясь с несколькими электроэнергетическими компаниями и Министерством энергетики, недавно запустила «Инициативу по физической безопасности и отказоустойчивости подстанций» , чтобы помочь коммунальным предприятиям снизить воздействие и быстро восстановить сеть после стихийных бедствий или техногенных катастроф. Эта инициатива охватывает пять стратегических элементов, которые помогут этим коммунальным предприятиям как можно быстрее восстановить электроснабжение. Эти шаги включают:

  • Оценка - Оценка риска активов для экстремальных погодных явлений, преднамеренных преступных атак, геомагнитных возмущений (GMD) и электромагнитных импульсов (EMP)
  • Укрепление - Защита подстанций и силового оборудования от злонамеренных атак и экстремальных условий окружающей среды
  • Мониторинг - Удаленный мониторинг объекта и окружающей среды и автоматизация реагирования на отклонения от нормы
  • Rapid Repair - Быстрый ремонт слегка поврежденного энергетического оборудования, что позволяет коммунальным службам быстро восстановить свое оборудование после аварии
  • Rapid Replacement - Быстрая замена сильно поврежденного силового оборудования

Представлена ​​новая система баллистической защиты трансформаторов при пожаре

Компания ABB, как часть новой инициативы по обеспечению отказоустойчивости подстанций и сетей, только что представила AssetShield ™ - первое в своем роде решение для экранирования и защиты больших силовых трансформаторов и другого оборудования подстанций от баллистических атак. В настоящее время AssetShield соответствует баллистическим стандартам UL-752 - уровень 10.

AssetShield - это система защиты от ударов и фрагментации для оборудования подстанции, такого как трансформаторы, распределительное устройство, автоматические выключатели и конденсаторы. Это снижает кинетическую энергию пуль и уменьшает растрескивание после удара.

США больше, чем когда-либо, зависят от надежной электроэнергии для бытового, коммерческого и промышленного использования, а также от стратегической безопасности. Однако физическая атака или террористическая атака на сеть может привести к массовым отключениям электроэнергии и значительным экономическим потерям для коммунальных предприятий и страны.Выход из строя некоторых больших силовых трансформаторов (LPT) может привести к выходу из сети.

Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения (NERC) недавно выпустила первый проект стандарта для мер физической безопасности (CIP-014-1), согласно которому все электроэнергетические компании должны идентифицировать и защищать критически важные подстанции в своей системе. AssetShield был протестирован для защиты трансформаторов и их чувствительных компонентов, выдерживая различные типы выстрелов с разных расстояний.

«Абсолютная физическая безопасность подстанции практически недостижима, но с помощью AssetShield и других защитных мер можно минимизировать ущерб, продлить обслуживание и быстрее восстановить обслуживание в случае атаки», - сказала Эмили Хейтман, вице-президент ABB и Генеральный директор по коммерческим операциям силовых трансформаторов в Северной Америке. «ABB рада представить AssetShield для поддержки электроэнергетических компаний и решения проблем безопасности, связанных с уязвимостью больших силовых трансформаторов и подстанций.”

В настоящее время Министерство энергетики готовится представить в Конгресс США план по оценке возможности создания стратегического резерва трансформаторов для стратегического хранения запасных LPT в достаточном количестве для временной замены серьезно поврежденных силовых трансформаторов. Этот план будет включать описание соответствующего количества необходимых запасных трансформаторов, а также общую мощность в мегаваттах, а также стратегические места для хранения трансформаторов и самые простые средства для быстрой транспортировки, установки и подачи питания на эти запасные трансформаторы.

Важно отметить, что даже новые, как правило, интероперабельные и быстро развертываемые трансформаторы могут только сократить время, необходимое для транспортировки и подачи питания на LPT. На изготовление одного из этих агрегатов все еще уходит несколько месяцев. Если произойдет событие, требующее замены трансформатора, если он еще не построен, то коммунальные предприятия все равно столкнутся с длительной задержкой в ​​подаче питания на новый трансформатор.

Но наличие соответствующих резервов больших силовых трансформаторов, расположенных в стратегических точках по всей стране, восполнит пробел в сроках ремонта LPT и дополнит существующие отраслевые программы.

Преимущества и потенциал этих трансформаторов с быстрым восстановлением, в сочетании с более широким доступом к запасным силовым трансформаторам и возможностью коммунальных служб быстро оценивать, контролировать, укреплять и заменять это оборудование, лучше подготовят нашу энергосистему к любой чрезвычайной ситуации в ближайшем будущем. годы.

Об авторе

Крейг Л. Стигемайер - директор по развитию бизнеса и технологиям североамериканского подразделения ABB по восстановлению трансформаторов и инженерных услуг (TRES), и отвечает за разработку эффективных процессов, поддерживающих оценку состояния и инструменты оценки, решения для продления срока службы и программы обучения для коммунальных и промышленных предприятий. пользователи силовых трансформаторов.Крейг руководил разработкой преобразователя RecX и руководил консорциумом RecX с Департаментом внутренней безопасности. Крейг и его семья живут в Сент-Луисе, штат Миссури. С Крейгом можно связаться по адресу craig. [email protected]

Электрическая подстанция - Википедия | WordDisk

Подстанция является частью системы производства, передачи и распределения электроэнергии. Подстанции преобразуют напряжение с высокого на низкое или наоборот, или выполняют любую из нескольких других важных функций.Между генерирующей станцией и потребителем электроэнергия может протекать через несколько подстанций с разными уровнями напряжения. Подстанция может включать в себя трансформаторы для изменения уровней напряжения между высокими напряжениями передачи и более низкими напряжениями распределения или при соединении двух разных напряжений передачи.

Элементы подстанции
A: Сторона первичных линий электропередачи
B: Сторона вторичных линий электропередачи
1. Первичные линии электропередачи
2. Провод заземления
3.Воздушные линии
4. Трансформатор для измерения электрического напряжения
5. Выключатель
6. Автоматический выключатель
7. Трансформатор тока
8. Грозозащитный разрядник
9. Главный трансформатор
10. Здание управления
11. Ограждение
12. Вторичный Электроподстанция 50 Гц в Мельбурне, Австралия. Здесь показаны три из пяти трансформаторов 220 кВ / 66 кВ, а также противопожарные барьеры высоковольтных трансформаторов, каждый мощностью 150 МВА. Эта подстанция построена с использованием стальных решетчатых конструкций для поддержки тросовых шин и оборудования.[1] Подстанция от 115 кВ до 41,6 / 12,47 кВ 5 МВА 60 Гц с переключателем цепи, регуляторами, устройствами повторного включения и зданием управления в Уоррене, Миннесота. На данной подстанции показаны элементы низкопрофильной конструкции; Аппарат устанавливается на отдельные колонны.

Подстанции могут принадлежать и эксплуатироваться электроэнергетической компанией или могут принадлежать крупному промышленному или коммерческому заказчику. Обычно подстанции не обслуживаются, и для удаленного контроля и управления используется SCADA.

Слово подстанция происходит за несколько дней до того, как распределительная система стала энергосистемой.По мере того, как центральные генерирующие станции становились больше, меньшие генерирующие станции были преобразованы в распределительные станции, получая энергию от более крупной электростанции вместо использования собственных генераторов. Первые подстанции были подключены только к одной электростанции, на которой размещались генераторы, и являлись дочерними предприятиями этой электростанции.

Станция 220 кВ / 110 кВ / 20 кВ в Германии

Типы


Подстанции можно описать по классу напряжения, их применению в энергосистеме, методу, используемому для изоляции большинства соединений, а также по стилю и материалам используемых конструкций. .Эти категории не разделены; например, для решения конкретной проблемы передающая подстанция может включать в себя важные функции распределения.

Подстанция в России
Передающая подстанция

Подстанция передачи соединяет две или более линий передачи. [2] В простейшем случае все линии передачи имеют одинаковое напряжение. В таких случаях подстанция содержит высоковольтные переключатели, которые позволяют подключать или изолировать линии для устранения неисправностей или технического обслуживания.Передающая станция может иметь трансформаторы для преобразования между двумя напряжениями передачи, устройства регулирования напряжения / коррекции коэффициента мощности, такие как конденсаторы, реакторы или статические компенсаторы VAR, и оборудование, такое как фазосдвигающие трансформаторы, для управления потоком мощности между двумя соседними энергосистемами.

Минимальная подстанция ВН в Германии

Передающие подстанции могут быть от простых до сложных. Маленькая «коммутационная станция» может быть немного больше, чем шина плюс несколько автоматических выключателей. Самые большие передающие подстанции могут охватывать большую площадь (несколько акров / гектаров) с несколькими уровнями напряжения, множеством автоматических выключателей и большим количеством оборудования защиты и управления (трансформаторы напряжения и тока, реле и системы SCADA). Современные подстанции могут быть реализованы с использованием международных стандартов, таких как стандарт IEC 61850.

Распределительная подстанция
Трансформаторная башня в Европе. Источник среднего напряжения спереди, выход низкого напряжения сбоку. Распределительная подстанция в Скарборо, Онтарио, замаскированная под дом, с подъездной дорожкой, пешеходной дорожкой и скошенной лужайкой и кустами во дворе. Предупреждающая надпись хорошо видна на «входной двери». Маскировки для подстанций распространены во многих городах.[3]

Распределительная подстанция передает мощность от системы передачи к системе распределения области. [2] Прямое подключение потребителей электроэнергии к основной сети передачи неэкономично, если они не потребляют большие объемы энергии, поэтому распределительная станция снижает напряжение до уровня, подходящего для местного распределения.

Вход для распределительной подстанции обычно представляет собой как минимум две линии передачи или субпередачи. Входное напряжение может быть, например, 115 кВ или любым другим, распространенным в этом районе.На выходе - несколько кормушек. Напряжение в распределительных сетях обычно среднего напряжения, от 2,4 кВ до 33 кВ, в зависимости от размера обслуживаемой территории и практики местного коммунального предприятия. Фидеры проходят по улицам над головой (или в некоторых случаях под землей) и питают распределительные трансформаторы в помещениях заказчика или рядом с ними.

Помимо преобразования напряжения, распределительные подстанции также изолируют неисправности в системах передачи или распределения. Распределительные подстанции обычно являются точками регулирования напряжения, хотя в длинных распределительных цепях (несколько миль / км) вдоль линии также может быть установлено оборудование для регулирования напряжения.

В центральных районах больших городов есть сложные распределительные подстанции с высоковольтной коммутацией, а также коммутационные и резервные системы на низковольтной стороне. Более типичные распределительные подстанции имеют выключатель, один трансформатор и минимальное оборудование на стороне низкого напряжения.

Коллекторная подстанция

В проектах распределенной генерации, таких как ветряная электростанция или фотоэлектрическая электростанция, может потребоваться коллекторная подстанция. Он напоминает распределительную подстанцию, хотя поток энергии идет в противоположном направлении, от многих ветряных турбин или инверторов вверх в сеть передачи.Обычно для экономии строительства коллекторная система работает около 35 кВ, хотя некоторые коллекторные системы имеют напряжение 12 кВ, и коллекторная подстанция повышает напряжение до напряжения передачи для сети. Коллекторная подстанция также может обеспечивать коррекцию коэффициента мощности, если это необходимо, измерения и контроль ветряной электростанции. В некоторых особых случаях коллекторная подстанция может также содержать преобразовательную подстанцию ​​HVDC.

Коллекторные подстанции также существуют там, где поблизости находятся несколько тепловых или гидроэлектростанций сравнимой выходной мощности.Примерами таких подстанций являются Браувайлер в Германии и Градец в Чешской Республике, где энергия поступает от близлежащих электростанций, работающих на буром угле. Если для повышения напряжения до уровня передачи трансформаторы не требуются, подстанция является коммутационной станцией.

Преобразовательные подстанции

Преобразовательные подстанции могут быть связаны с преобразовательными установками HVDC, тяговым током или взаимосвязанными несинхронными сетями. Эти станции содержат силовые электронные устройства для изменения частоты тока или преобразования переменного тока в постоянный или наоборот.Раньше роторные преобразователи меняли частоту, чтобы соединить две системы; в настоящее время такие подстанции редкость.

Коммутационная станция

Коммутационная подстанция - это подстанция без трансформаторов, работающая только на одном уровне напряжения. Коммутационные станции иногда используются как коллекторные и распределительные. Иногда они используются для переключения тока на резервные линии или для распараллеливания цепей в случае отказа. Примером могут служить коммутационные станции линии электропередачи HVDC Inga – Shaba.

Коммутационная станция также может быть известна как распределительное устройство, и они обычно расположены в непосредственной близости от электростанции. В этом случае генераторы электростанции подают свою энергию во двор на генераторную шину на одной стороне двора, а линии передачи получают энергию от питающей шины на другой стороне двора.

Важной функцией, выполняемой подстанцией, является переключение, то есть подключение и отключение линий передачи или других компонентов к системе и от нее.События переключения могут быть запланированными или незапланированными. Линию передачи или другой компонент может потребоваться обесточить для обслуживания или нового строительства, например, добавления или удаления линии передачи или трансформатора. Для обеспечения надежности поставок компании стремятся поддерживать систему в рабочем состоянии при выполнении технического обслуживания. Вся работа, которая должна быть выполнена, от текущих испытаний до добавления совершенно новых подстанций, должна выполняться при сохранении работоспособности всей системы.

  • ОРУ на плотине Гранд-Кули, США, 2006 г.
  • Бывшая подстанция высокого напряжения в Штутгарте, Германия, ныне распределительная станция 110 кВ.Уровень 220 кВ исключен для упрощения сети.

Незапланированные события переключения вызваны неисправностью в линии передачи или любом другом компоненте, например:

  • линия поражена молнией и образует дугу,
  • башня снесена сильным ветром.

Функция коммутационной станции состоит в том, чтобы изолировать неисправную часть системы в кратчайшие сроки. Обесточивание неисправного оборудования защищает его от дальнейшего повреждения, а изоляция неисправности помогает поддерживать стабильную работу остальной электросети. [4]

Железные дороги

На электрифицированных железных дорогах также используются подстанции, часто распределительные. В некоторых случаях происходит преобразование типа тока, обычно с помощью выпрямителей для поездов постоянного тока (DC) или вращающихся преобразователей для поездов, использующих переменный ток (AC) на частотах, отличных от частоты сети общего пользования. Иногда они также являются передающими подстанциями или коллекторными подстанциями, если железнодорожная сеть также имеет свою собственную сеть и генераторы для снабжения других станций.

Мобильная подстанция

Мобильная подстанция - это подстанция на колесах, содержащая трансформатор, выключатели и шины, установленные на автономном полуприцепе, предназначенном для буксировки грузовиком. Они спроектированы так, чтобы быть компактными для передвижения по дорогам общего пользования и использоваться в качестве временного резервного копирования во время стихийных бедствий или войны. Мобильные подстанции обычно имеют гораздо более низкую оценку, чем стационарные установки, и могут быть построены в виде нескольких единиц для соответствия ограничениям движения по дорогам.[5]

Дизайн


Подстанция Аделар-Годбаут в Старом Монреале - старейшая подстанция Канады, непрерывно работающая с 1901 года. Ее фасад из глиняного кирпича с орнаментом из серого камня гармонирует с окружающей средой в центре города. 1910-е годы, служит распределительным пунктом рядом с плотиной Лесна, одной из нескольких гидроэлектростанций на реке Бубр. Распределительная башня 15 кВ / 400 В в Польше
Элементы подстанции

Подстанции обычно имеют коммутационное оборудование, оборудование защиты и управления, а также трансформаторы.На большой подстанции автоматические выключатели используются для прерывания любых коротких замыканий или токов перегрузки, которые могут возникнуть в сети. Небольшие распределительные станции могут использовать автоматические выключатели повторного включения или предохранители для защиты распределительных цепей. Сами подстанции обычно не имеют генераторов, хотя электростанция может иметь подстанцию ​​поблизости. Другие устройства, такие как конденсаторы, регуляторы напряжения и реакторы, также могут быть расположены на подстанции.

Подстанции могут находиться на поверхности в огражденных помещениях, под землей или в зданиях специального назначения.В многоэтажках может быть несколько закрытых подстанций. Внутренние подстанции обычно используются в городских районах для снижения шума от трансформаторов по причине внешнего вида или для защиты распределительного устройства от экстремальных климатических условий или условий загрязнения.

Должна быть разработана система заземления. Общее повышение потенциала земли и градиенты потенциала во время повреждения (называемые потенциалами touch и step ), [6] должны быть рассчитаны для защиты прохожих во время короткого замыкания в системе передачи.Замыкания на землю на подстанции могут вызвать повышение потенциала земли. Токи, протекающие по поверхности Земли во время повреждения, могут привести к тому, что металлические предметы будут иметь напряжение, значительно отличающееся от напряжения земли под ногами человека; этот потенциал прикосновения представляет опасность поражения электрическим током. Если подстанция имеет металлический забор, его необходимо правильно заземлить, чтобы защитить людей от этой опасности.

Основные проблемы, с которыми сталкивается энергетик, - это надежность и стоимость. Хорошая конструкция пытается найти баланс между этими двумя, чтобы добиться надежности без чрезмерных затрат.Конструкция также должна позволять при необходимости расширять станцию ​​[7].

Выбор места

При выборе места расположения подстанции необходимо учитывать множество факторов. Достаточная территория требуется для установки оборудования с необходимыми зазорами для электробезопасности и для доступа для обслуживания крупногабаритного оборудования, такого как трансформаторы.

Там, где земля дорогая, например, в городских районах, распределительное устройство с газовой изоляцией может сэкономить деньги в целом. Подстанции, расположенные в прибрежных районах, пострадавших от наводнений и тропических штормов, могут часто нуждаться в возвышении, чтобы оборудование было чувствительным к скачкам напряжения, защищенным от этих элементов.[8] На объекте должно быть место для расширения из-за роста нагрузки или запланированных дополнительных линий передачи. Необходимо учитывать воздействие подстанции на окружающую среду, такое как дренаж, шум и влияние дорожного движения.

Площадка подстанции должна располагаться в разумных пределах по отношению к обслуживаемой распределительной зоне. Место должно быть защищено от вторжения прохожих, как для защиты людей от поражения электрическим током или дугой, так и для защиты электрической системы от неправильного использования из-за вандализма.

Расчетные схемы
Подстанция Тоттенхэм, расположенная в дикой парковой зоне на севере Лондона.

Первым шагом в планировании компоновки подстанции является подготовка однолинейной схемы, которая в упрощенной форме показывает необходимые коммутационные и защитные устройства, а также входящие линии питания и исходящие фидеры или линии передачи. Многие электроэнергетические компании обычно составляют однолинейные схемы с основными элементами (линиями, переключателями, автоматическими выключателями, трансформаторами), расположенными на странице аналогично тому, как устройство будет размещено на реальной станции.[2]

В обычном исполнении входящие линии имеют разъединитель и автоматический выключатель. В некоторых случаях на линиях не будет того и другого, и все, что считается необходимым, - это либо выключатель, либо автоматический выключатель. Выключатель-разъединитель используется для обеспечения изоляции, поскольку он не может прервать ток нагрузки. Автоматический выключатель используется в качестве защитного устройства для автоматического прерывания токов короткого замыкания и может использоваться для включения и выключения нагрузок или для отключения линии, когда мощность течет в «неправильном» направлении. Когда через автоматический выключатель протекает большой ток короткого замыкания, это обнаруживается с помощью трансформаторов тока. Величина выходов трансформатора тока может использоваться для отключения автоматического выключателя, что приводит к отключению нагрузки, питаемой разрывом цепи, от точки питания. Это направлено на изоляцию точки отказа от остальной системы и позволяет остальной части системы продолжать работу с минимальным воздействием. И выключатели, и автоматические выключатели могут управляться локально (в пределах подстанции) или удаленно из центра диспетчерского управления.

В воздушных линиях передачи распространение грозовых разрядов и коммутационных перенапряжений может вызвать нарушения изоляции в оборудовании подстанции. Ограничители перенапряжения на входе в линию используются для соответствующей защиты оборудования подстанции. Исследования по координации изоляции проводятся всесторонне, чтобы гарантировать минимальное количество отказов оборудования (и связанных с ними простоев).

Пройдя мимо переключающих компонентов, линии с заданным напряжением подключаются к одной или нескольким шинам. Это наборы сборных шин, как правило, в количестве, кратном трем, поскольку трехфазное распределение электроэнергии широко распространено во всем мире.

Расположение используемых переключателей, автоматических выключателей и шин влияет на стоимость и надежность подстанции. Для важных подстанций можно использовать кольцевую шину, двойную шину или так называемую установку «полутора выключателей», чтобы отказ любого одного автоматического выключателя не прерывал подачу питания на другие цепи, и чтобы части подстанции могли быть обесточенным для обслуживания и ремонта. Подстанции, питающие только одну промышленную нагрузку, могут иметь минимальные возможности переключения, особенно для небольших установок.[7]

Эта однолинейная схема иллюстрирует принцип «полутора выключателей», часто используемый в распределительных устройствах.

После установки шин для различных уровней напряжения трансформаторы могут быть подключены между уровнями напряжения. Они снова будут иметь автоматический выключатель, как и линии передачи, на случай, если в трансформаторе произойдет сбой (обычно называемое «короткое замыкание»).

Наряду с этим на подстанции всегда есть схема управления, необходимая для подачи команды на размыкание различных автоматических выключателей в случае выхода из строя какого-либо компонента.

Автоматика

Первые электрические подстанции требовали ручного переключения или регулировки оборудования, а также ручного сбора данных о нагрузке, потреблении энергии и аномальных событиях. По мере роста сложности распределительных сетей возникла экономическая необходимость автоматизировать наблюдение и управление подстанциями из централизованно обслуживаемой точки, чтобы обеспечить общую координацию в случае аварийных ситуаций и снизить эксплуатационные расходы. В ранних попытках удаленного управления подстанциями использовались выделенные кабели связи, часто проложенные вместе с силовыми цепями.Линия электропередачи, микроволновая радиосвязь, оптоволоконные кабели, а также выделенные проводные цепи дистанционного управления используются для диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) для подстанций. Развитие микропроцессора привело к экспоненциальному увеличению количества точек, которые можно было экономически контролировать и контролировать. Сегодня стандартизованные протоколы связи, такие как DNP3, IEC 61850 и Modbus, и это лишь некоторые из них, используются, чтобы позволить нескольким интеллектуальным электронным устройствам связываться друг с другом и центрами диспетчерского управления.Распределенное автоматическое управление на подстанциях - один из элементов так называемой интеллектуальной сети.

Изоляция

Выключатели, автоматические выключатели, трансформаторы и другое оборудование могут быть соединены между собой неизолированными проводниками с воздушной изоляцией, натянутыми на опорные конструкции. Требуемое воздушное пространство увеличивается с увеличением напряжения в системе и с номинальным напряжением грозового перенапряжения. На распределительных подстанциях среднего напряжения можно использовать распределительное устройство в металлическом корпусе и вообще не открывать токоведущие проводники. Для более высоких напряжений распределительное устройство с газовой изоляцией уменьшает пространство, необходимое вокруг шины под напряжением.Вместо неизолированных проводов автобус и аппаратура встраиваются в трубчатые контейнеры под давлением, заполненные газом гексафторидом серы (SF 6 ). Этот газ имеет более высокие изолирующие свойства, чем воздух, что позволяет уменьшить размеры устройства. Помимо воздуха или газа SF 6 , в аппарате будут использоваться другие изоляционные материалы, такие как трансформаторное масло, бумага, фарфор и полимерные изоляторы.

Структура

Наружные надземные конструкции подстанции включают деревянный столб, решетчатую металлическую опору и трубчатые металлические конструкции, хотя доступны и другие варианты.Там, где много места и внешний вид станции не имеет значения, опоры из стальной решетки обеспечивают недорогие опоры для линий электропередачи и аппаратуры. Низкопрофильные подстанции можно указывать на дачных участках, где внешний вид более критичен. Внутренние подстанции могут быть распределительными устройствами с газовой изоляцией (при высоком напряжении) или распределительными устройствами в металлическом или металлическом корпусе при более низких напряжениях. Внутренние городские и пригородные подстанции могут быть отделаны снаружи так, чтобы гармонировать с другими зданиями в этом районе.

Компактная подстанция обычно представляет собой внешнюю подстанцию, построенную в металлическом корпусе, в котором каждый элемент электрического оборудования расположен очень близко друг к другу, чтобы создать относительно меньший размер подстанции.

См. Также


Список литературы


  1. «Документ для совместных консультаций: Передающая и субпередающая способность Западного столичного Мельбурна». Джемена . Powercor Australia, Джемена, оператор австралийского энергетического рынка.Проверено 4 февраля 2016 года.
  2. Stockton, Blaine. «Руководство по проектированию сельских подстанций» (PDF). Министерство сельского хозяйства США . Министерство сельского хозяйства США. Проверено 4 февраля 2016 г.
  3. Steinberg, Neil (13 декабря 2013 г.). «Свет горит, но никто не дома: за фальшивыми зданиями, которые питают Чикаго». Проверено 14 декабря 2013 года.
  4. "Transformer Fire Video". метафе . Пользователь Eagle Eye. Проверено 4 февраля +2016.
  5. Бойд, Дэн; Рампаул, Глен. «Мобильные подстанции» (PDF). IEEE Winnipeg PES Глава . IEEE Power and Energy Society. Проверено 11 октября 2017 года.
  6. Джон, Элвин. «EE35T - Проектирование и компоновка подстанции». Вест-Индский университет в Сент-Огастине, Тринидад и Тобаго . Архивировано 21 июля 2011 года. Проверено 4 февраля 2016 года.
  7. Дональд Г. Финк, Х. Уэйн Битти Стандартное руководство для инженеров-электриков, одиннадцатое издание , McGraw Hill 1978 ISBN 0-07-020974-X Глава 17 Проект подстанции
  8. Бейкер, Джозеф У.«Устранение повреждений, вызванных штормовыми нагонами, вызванными ураганом, для электроэнергетических предприятий с помощью подъема на месте конструкций и оборудования подстанций» (PDF). Комплектные подстанции DIS-TRAN . Crest Industries. Архивировано из оригинального (PDF) 5 февраля 2016 г. Дата обращения 4 февраля 2016 г.

Дополнительная литература


Р. М. С. де Оливейра и К. Л. С. С. Собриньо (2009). «Вычислительная среда для моделирования ударов молнии в электрической подстанции методом конечных разностей во временной области». Транзакции IEEE по электромагнитной совместимости . 51 (4): 995–1000. DOI: 10.1109 / TEMC.2009.2028879.

HIMOINSA разрабатывает трансформаторные подстанции напряжения в 10 и 20 футовых контейнерах

Трансформаторные подстанции HRS 6300 D5 / 6 и HRS 3150 D5 / 6 , построенные HIMOINSA, в 20-футовой и 10-футовой контейнерной версии, соответственно, делают преобразование возможным за счет увеличения напряжения 4 генераторных установок, соединенных параллельно в та же станция. Эти подстанции позволяют преобразовывать 6,3 МВА и 3,15 МВА в зависимости от того, используется ли контейнер 20 или 10 футов.

Трансформаторные подстанции позволяют повышать напряжение с низкого до среднего или наоборот, в зависимости от потребностей клиента в каждом проекте.

часов 6300 D5 / 6

Каждый 20-футовый контейнер оснащен двумя трансформаторами 3150 кВА, что делает его лучшим решением для регулировки необходимого напряжения в ограниченном пространстве, тем самым избегая необходимости подключать каждую генераторную установку к отдельным трансформаторам электроэнергии, что потребовало бы гораздо больше монтажных работ, не говоря уже о пространстве .Команда инженеров HIMOINSA работала над конструктивным дизайном контейнера, который может обеспечить легкую транспортировку .

часов 3150 D5 / 6

10-футовый контейнер обеспечивает ту же функциональность в отношении трансформации и управляемости, что и его 20-футовый аналог, но он также может соединять две генераторные установки, работающие параллельно, с максимальной мощностью 3150 кВА. Он имеет один трансформатор, одну ячейку среднего напряжения и другую ячейку низкого напряжения, дополнительную панель управления и набор для быстрого подключения для среднего напряжения.

КОМПОНЕНТЫ

Он поставляется с системой защиты по напряжению в зависимости от того, какая конфигурация требуется для каждого проекта, а также имеет дополнительную панель управления, которая позволяет пользователю контролировать все измерения производительности обоих трансформаторов.

В HRS 6300 D5 / 6 и HRS 3150 D5 / 6 встроено реле защиты трансформатора с цифровым управлением и измерениями, позволяющими определять давление масла, чтобы гарантировать безопасность трансформатора и любого подключенного к нему оборудования.Конструкция обеих подстанций позволяет легко и быстро выполнять соединения среднего / низкого напряжения благодаря встроенному набору разъемов.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

    • Универсальный и модульный . Надежные и эффективные модульные агрегаты, бережно относящиеся к окружающей среде. Учитывая, что это модульные трансформаторы, они могут работать независимо, используя только часть подстанции. Эта независимая функциональность, несомненно, увеличивает рентабельность инвестиций.
    • Пространство оптимизация .Возможность подключения до 4 генераторных установок непосредственно к подстанции позволяет значительно оптимизировать рабочее пространство. В тех случаях, когда пространство считается важным недостатком, вариант мобильной трансформаторной подстанции - идеальное решение.
    • Минимальная потеря мощности . Эти трансформаторы имеют рабочую надежность 98,5%, что означает минимальные потери мощности в процессе преобразования и повышение энергоэффективности объекта.
    • Выбор напряжения . Подстанция позволяет преобразовывать напряжение до 3,3 кВ, 6,6 кВ, 11 кВ или 24 кВ, тем самым доказывая, насколько она гибка, когда сталкивается с конкретными требованиями к мощности любого конкретного проекта.

Все вышесказанное означает, что данная трансформаторная подстанция представляет особый интерес для таких секторов, как электроэнергетика, когда им необходимо провести ремонт сети или им нужна поддержка в случае колебаний спроса, или в секторе аренды ( добыча полезных ископаемых, строительство, мероприятия и т. д.), требующие специальных решений для силового оборудования, которое работает как от среднего, так и от низкого напряжения.

РЕФЕРЕНСНЫХ ПРОЕКТОВ:

Золотой рудник Сибанье Дрифонтейн расположен в южноафриканском городе Сибанье (55 км к юго-востоку от столицы Йоханнесбурга). В шахте установлено 9 генераторных установок HMW-1270 T5, 4 из которых подключены к трансформаторной подстанции HRS 6300 D5 / 6, размещенной в 20-футовом контейнере.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *