Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) в зависимости от конструктивного исполнения, принципиальных схем и оборудования могут быть промышленного типа, городского типа, блочные в бетонной оболочке (БКТПБ), модульные, наружного типа, киоскового типа, универсальные, шкафного типа, мачтовые. КТП промышленного типа выпускаются для внутренней установки, КТП остальных типов – для наружной установки.
КТП состоят из распределительного устройства высокого напряжения (РУВН), силового трансформатора, РУ низкого напряжения (НН), соединительных элементов ВН и НН, шинопроводов (при двухрядном расположении шкафов РУНН).
РУВН может быть выполнено
– без сборных шин в виде шкафа (отсека), называемого устройством ввода ВН (УВН) (практически все промышленные подстанции);
– со сборными шинами с камерами стационарного исполнения (КСО 300 серии, КСО "Аврора");
– со сборными шинами с моноблоком на несколько присоединений (БКТПБ).
Подстанции киоскового, шкафного, мачтового типов и универсальные выполняются только однотрансформаторными.
Ошиновка ввода и сборные шины ВН выполняются на номинальный ток трансформатора с учетом перегрузки 30%. Аналогично выбирается вводный автоматический выключатель НН.
На рис.7.1 показаны наиболее распространенные схемы подстанций 6 –10/0,4 кВ. Учитывая, что подстанции с высшим напряжением 10 кВ ничем не отличаются от подстанций на 6 кВ, в дальнейшем напряжение 6 кВ не упоминается. По схеме 7.1а подключаются трансформаторы, расположенные в пределах нескольких десятков метров от аппарата защиты – выключателя. Как правило, в этом случае трансформаторы располагаются в одном помещении с распределительным устройством 10 кВ.
По схеме рис.7.1б подключаются относительно маломощные подстанции. По схеме 7.1. в подключаются самые мощные трансформаторы, когда отсутствуют подходящие предохранители. Защита трансформатора в этом случае возлагается на выключатель, установленный в голове питающей линии. Большинство промышленных подстанций выполняется по схеме рис.7.1г. На низшей стороне устанавливаются низковольтные автоматические выключатели ("автоматы") на вводах. Для подключения линий распределительной сети используются как автоматы (на промышленных подстанциях), так и рубильники с предохранителями.
Рис.7.1. Принципиальные схемы подключения трансформаторов подстанций со стороны высшего и низшего напряжений.
а – глухое подключение;
б – подключение через разъединитель и предохранитель;
в – подключение через выключатель нагрузки;
г – подключение через выключатель нагрузки и предохранитель.
На КТП устанавливаются специальные силовые трансформаторы, имеющие баки повышенной прочности, боковые выводы типа ТМЗ, ТСЗ, ТНЗ (без расширителей для масла) и ТМФ, ТСФ, ТНФ и др. с расширителями для масла. Предельная мощность трансформаторов КТП 6–10 кВ – 2500 кВА.
В трансформаторах типа ТМЗ, ТНЗ бак до конца жидким диэлектриком не заполняется, а для предотвращения его окисления воздухом остаток объема заполняется азотом ("азотная подушка"). При нагреве масло расширяется, "азотная подушка" сжимается и в баке создается повышенное давление. Поэтому трансформаторы данного типа должны быть герметичными и рассчитанными на избыточное давление.
Мощность трансформаторов двухтрансформаторных подстанций должна выбираться с учетом допустимой длительности перегрузки при отключении одного из трансформаторов. В соответствии с ПУЭ допускается перегрузка трансформаторов на 30% в течение 2 часов. Для промышленных подстанций при условии равномерного распределения нагрузки по площади цеха рекомендуются следующие условия выбора мощности трансформаторов
– при плотности нагрузки до 0,2 кВА/м2 – 1000, 1600 кВА;
– при плотности нагрузки до 0,2 – 0,5 кВА/м2 – 1600 кВА;
– при плотности нагрузки более 0,5 кВА/м2 – 1600, 2500 кВА.
В настоящее время трансформаторы 6–10/0,4 кВ мощностью 400 – 2500 кВА выполняются со схемами соединения обмоток "звезда - звезда". По условиям надежного действия защиты от однофазных коротких замыканий в сетях напряжением до 1 кВ и возможности подключения несимметричных нагрузок предпочтительным является соединение обмоток "треугольник – звезда". Для трансформаторов городских подстанций их мощность не превышает 1000 кВА. Рекомендуемые схемы соединения обмоток: "звезда – зигзаг" при мощности трансформаторов до 250 кВА включительно; "треугольник – звезда" при мощности 400 кВА и более.
Промышленные КТП, как правило, располагают внутри цехов, если нет ограничений по условиям среды или технологии. Так, на птицефабриках применяются отдельно стоящие КТП по условиям исключения звукового и электромагнитного воздействия на птиц. Не допускается размещать КТП с масляными трансформаторами выше второго этажа. В одном помещении допускается размещать не более 5 КТП.
В городских электрических сетях используют отдельно стоящие подстанции; подстанции, совмещенные с распределительными пунктами (РП) 6 – 10 кВ; встроенные и пристроенные подстанции, которые могут быть установлены в общественных зданиях при условии соблюдений требований ПУЭ. Не допускается применение встроенных и пристроенных подстанций в спальных корпусах школ, дошкольных учреждений и т.п., где уровень звука ограничен санитарными нормами.
Особенностью схем городских подстанций является использование ВН для распределения электроэнергии на стороне 10 кВ. На рис.7.2 показаны линии 10 кВ как с ВН, так и с предохранителями – конкретное решение принимается по условиям проекта. В вводных камерах трансформаторов ВН расположен со стороны сборных шин, в линейных ячейках – со стороны источника питания. Сделано это для того, чтобы можно было вынимать предохранители после снятия с них напряжения. Могут быть использованы и вакуумные выключатели.
В более сложных схемах применяется дополнительное резервирование со стороны 0, 4 кВ, выполняемое на вакуумных контакторах и подключаемых к выводам обмотки НН трансформаторов по перекрестной схеме. Автоматы питания собственных нужд подключаются на вводах к РУНН.
Рис.7.2. Принципиальная схема городской подстанции с камерами КСО-366М (РУ 0,4 кВ с панелями ЩО 70-1).
УВН промышленных подстанций выполняется без сборных шин в виде высоковольтного шкафа (при установке коммутационных аппаратов):
- с выключателем нагрузки ВНП с дистанционным отключением,
- с выключателем нагрузки ВНПР с ручным отключением;
- с вакуумным выключателем BB/TEL c максимально-токовой защитой;
- глухого присоединения (кожуха для кабельного ввода).
На рис.7.3 представлены однолинейные схемы главных цепей УВН КТП Хмельницкого трансформаторного завода.
РУНН собирается из следующих низковольтных шкафов: вводных шкафов (один шкаф на трансформатор) – ШНВ; секционного шкафа – ШНС – на двухтрансформаторных подстанциях; линейных шкафов – ШНЛ. Вводные (секционные) шкафы состоят из ячеек вводного (секционного) выключателя, ячеек отходящих линий, релейного отсека и шинного отсека. Линейные шкафы состоят из ячеек отходящих линий и шинного отсека.
В ячейках вводного выключателя (автомата) трансформаторы тока устанавливаются в каждой фазе и в PEN-проводнике, на отходящих линиях трансформаторы тока могут не предусматриваться. В качестве защитных коммутационных аппаратов применяются автоматы или блоки предохранитель-выключатель. Исполнение может быть выдвижным или стационарным.
Рис.7.3. Схема УВН КТП с указанием типов шкафов:
а – ВВ-1,
б – ШВВ-2 (для КТП-1600 и 2500 – с ВН-10/630),
в – ШВВ-2 (с ВНП-10/630),
г – УВН-ВВ (с BB/TEL-630/10/20).
Технические данные по КТП Хмельницкого трансформаторного завода приведены в табл.7.1 и 7.2.
Таблица 7.1. Технические характеристики КТП-250…2500/10/0,4У3
*1200 мм для шкафов с выключателем Э40.
Таблица 7.2. Технические данные шкафов РУНН КТП 630-2500 У3
Схемы правых шкафов ШНП являются зеркальным отражением схем левых шкафов ШНЛ.
Iн1 – номинальный ток вводного (секционного) автомата; Iн2 – номинальный ток отходящих линий; Iн3 – номинальный ток сборных шин.
Рис.7.4. Однолинейные схемы главных цепей шкафов РУНН производства Хмельницкого трансформаторного завода.
В соответствии с количеством отходящих линий и их током набираются шкафа РУНН. На рис.7.5 приведен пример выбора КТП на заданное количество линий в однорядном исполнении.
В качестве исходной информации было известно, что подстанция ТП1 подключена к магистральной кабельной линии, идущей от центра питания ЦП (линии Л1, Л2, Л3, Л4). В результате чего на рис.7.5 в шкафах высоковольтных вводов показаны по два кабеля: один из них подходит к подстанции к соответствующему трансформатору от источника питания, а другой уходит дальше к следующей подстанции, рис.7.5.
Рис.7.5. Принципиальная схема распределительной сети 10 кВ.
Для питания низковольтной нагрузки было принято 12 кабелей. В результате по два из них подключены в шкафах низковольтных вводов, 2 – в шкафу секционного автомата со стационарным расположением линейных автоматов, остальные 6 – в двух линейных шкафах. Типы шкафы выбраны в соответствии с номенклатурой, рис.7.4.
Токи автоматов должны соответствовать данным табл.7.2.
Конструктивное исполнение подстанции принято однорядным, рис.7.6.
Для выбора подстанций других заводов-изготовителей необходимо ознакомиться с соответствующей технической документацией: сеткой высоковольтных и низковольтных шкафов, их габаритными размерами. Так, от сечения подключаемых кабелей и номинальных токов автоматов зависит количество автоматов в шкафах линейных присоединений. При подключении шинопроводов необходимо выбирать низковольтные шкафы с выводом вверх (на рис.7.4 такие шкафы отсутствуют). Если расположение шкафов КТП двухрядное, что определяется помещением для размещения КТП, то необходимо использовать шкафы с шинным мостом для электрического соединения секций, и т.п.
Рис.7.6. Принципиальная однолинейная схема и план 2КТП-630/10/0,4 У3 Хмельницкого трансформаторного завода.
| КРУ выкатного исполнения внутренней установки напряжением 10 (6) КВ< Предыдущая | Следующая >Проектирование распределения электроэнергии |
|---|