8.2. Электроснабжение предприятий связи

Классификация электроприемников по надежности. Все электроприемники предприятий связи в зависимости от требований к надежности подачи электрической энергии разделяются на три категории.

К первой категории отнесены электроприемники, перерыв в подаче электрической энергии которых может вызвать перерыв связей и вещания и, как следствие, - нарушение передачи важной информации. К первой категории принадлежат технологические электроприемники центральных усилительных станций радиотрансляционных узлов, городских АТС емкостью 500…3000 номеров, сельских АТС, районных узлов связи для сельскохозяйственных работ.

Из электроприемников первой группы выделена особая группа потребителей, предъявляющих повышенные требования к надежности подачи электрической энергии. В особую группу первой категории входят электроприемники, перерыв в подаче электроэнергии которых может вызвать нарушение особо важных сообщений, а также нарушение сложного технологического процесса, что может создать угрозу жизни людей. В особую группу первой категории входят технологические электроприемники междугородных телефонных станций, телеграфных станций и узлов, сетевых узлов и узлов автоматической коммутации, обслуживаемых усилительных пунктов районных узлов связи для промышленных районов, городских АТС емкостью более 3000 номеров, а также аппаратура аварийного и эвакуационного электроосвещения.

Ко второй категории отнесены технологические электроприемники подстанций городских телефонных сетей, опорных усилительных подстанций, блок-станций и станций радиотрансляционных узлов с ламповой аппаратурой, перерыв в подаче электроэнергии которых может вызвать перерыв связей или местного вещания.

К третьей категории относятся все остальные электроприемники.

В соответствии с «Ведомственными нормами технологического проектирования (ВНТП 332-81)» все электроприемники, относящиеся к особой группе первой категории, должны быть обеспечены электроснабжением от трех независимых источников электроэнергии трехфазного переменного тока.

8.3. Трансформаторные подстанции

Предприятия связи снабжаются электроэнергией от государственных энергосистем или от собственных дизель-электрических станций. Энергосистемой называют совокупность электростанций, подстанций и приемников электрической энергии, связанных между собой линиями электрической сети. Электрическая энергия передается высоким напряжением по высоковольтным линиям электропередач. Преобразовательные ступени напряжения равны 1150, 750, 500, 330, 220, 110, 35, 10 и 6 кВ частотой 50 Гц.

Повышение или понижение напряжения осуществляется с помощью трансформаторных подстанций. Для получения электрической энергии государственной энергосистемы предприятия связи оборудуются собственными трансформаторными подстанциями, преобразующими напряжение 6 или 10 кВ в напряжение 0,4 кВ.

Трансформаторные подстанции разделяются на главные понижающие подстанции (ГПП), центральные распределительные подстанции (ЦРП), распределительные пункты (РП), цеховые трансформаторные подстанции и специальные подстанции.

Главные понижающие подстанции получают электроэнергию от энергосистемы и, понижая напряжение, распределяют ее по территории предприятия; центральная подстанция распределяет электроэнергию между потребителями, но без трансформации. Трансформаторные подстанции принимают электроэнергию высокого напряжения (6, 10, 35 кВ) от РП или ЦРП и распределяют ее но напряжениям 500, 380, 220 В между отдельными предприятиями.

Трансформаторные подстанции могут быть открытого и закрытого типов. Подстанция открытого типа устанавливается отдельно от предприятия связи на открытой огражденной сеткой площадке. Закрытые подстанции помещаются в специальном помещении со сплошными стенами и дверью.

Если предприятие связи имеет несколько зданий, то на территории предприятия устанавливается главная трансформаторная подстанция, которая получает энергию от сети и распределяет ее по подстанциям отдельных зданий. Подвод электропитания на подстанции осуществляется по двум подземным отдельным кабелям, каждый из которых на полную мощность потребителя. Трансформаторные подстанции имеют типовое оборудование: понижающие трансформаторы, высоковольтные выключатели, разъединители, высоковольтные предохранители, измерительные трансформаторы, разрядники для защиты воздушных вводов, аппараты и приборы низкого напряжения.

Распределительное устройство (РУ) - это электрическая установка, которая осуществляет прием и распределение электрической энергии. Оно содержит коммутационные, измерительные и защитные аппараты, соединительные шины и вспомогательное оборудование. Распределительные устройства бывают закрытого и открытого типов. Они изготавливаются на 3, 6, 10 и 35 кВ.

Распределительное устройство напряжением до 1000 В, оборудование которого смонтировано на панелях, установленных на общем каркасе, называется распределительным щитом.

Оборудование трансформаторных подстанций. Силовые трансформаторы предназначаются для понижения напряжения 6 (10) кВ до 0,4 кВ для питания потребителей. Они бывают воздушные и масляные. В масляных трансформаторах сердечник помещается в стальной бак с трансформаторным маслом. Обмотки трансформатора соединены по схеме звезда-звезда с выводом нулевой точки.

Высоковольтные выключатели применяются для включения и отключения высоковольтных цепей от нагрузки. Большинство выключателей - масляные. Конструктивно масляные выключатели бывают баковые и горшковые. В баковых выключателях вся контактная система помещается в бак с маслом. В горшковых - контактная система каждой фазы размещается в отдельном изолированном стальном горшке, наполненном маслом.

Масляные выключатели обеспечивают надежное гашение электрической дуги, возникающей между контактами при размыкании высоковольтной цепи под нагрузкой или при коротком замыкании.

При токах нагрузки I_н  400А применяют воздушные выключатели, оборудованные специальным дугогасительным приспособлением. Выключатели могут срабатывать автоматически с помощью соленоидных приводов и имеют ручной привод.

Разъединители представляют собой рубильники, смонтированные на высоковольтных изоляторах и установленные на высоте, исключающей возможность случайного прикосновения к ним (2,5 м). Они обеспечивают видимость разъединения цепи при проведении ремонтных работ на подстанции. Выключаются они специальной изолированной штангой или приводом с ручным управлением.

Высоковольтные предохранители применяются для защиты в основном измерительных цепей, а при отсутствии масляных выключателей - и силовых цепей. Они делаются закрытого типа: плавкая вставка помещается в фарфоровой трубке, заполненной кварцевым песком, способствующим гашению дуги при перегорании предохранителя.

Измерительные трансформаторы понижают напряжение и отделяют высоковольтные цепи от низковольтных. Первичные обмотки трансформатора - высоковольтные, а вторичные - низковольтные. Для безопасности вторичные обмотки заземляются.

Разрядники предназначены для защиты аппаратуры трансформаторных подстанций (ТП) от перенапряжений, возникающих при грозовых разрядах, обеспечивая пробой (разряд) на землю при больших увеличениях напряжения. Разрядник включают между проводом и землей. При появлении перенапряжения на проводе в искровом промежутке разрядника возникает электрическая дуга. По окончании перенапряжения дуга гаснет и разрядник не пропускает тока. Для уменьшения тока через разрядник последовательно с ним включают сопротивления.

Реактор — это индуктивная катушка из нескольких витков полированной медной проволоки большого поперечного сечения. Стального сердечника в реакторе нет. Реактор имеет большое индуктивное и малое активное сопротивления и ограничивает токи короткого замыкания.

Структурная схема понижающей подстанции приведена на рис. 8.1. Энергия к подстанции подается по двум высоковольтным линиям ВЛ1 и ВЛ2, через разъединители Q2 и Q8 поступает на шины 10 кВ. К этим шинам со стороны потребителя подключены понижающее трансформаторы через разъединители Q3 и Q9 и предохранители F1 и F2. Со вторичных обмоток трансформатора напряжение подается на шины низкого напряжения через автоматические масляные выключатели Q1 и Q12. Заземление шин при ремонте осуществляется разъединителями Q1 и Q12.

Автоматическое включение резерва на предприятиях связи осуществляется на низкой стороне низкого напряжения (рис. 8.2). При питании от фидера 1 реле Р своими замыкающими контактами 1 включает контактор К1, а размыкающими 2 - контактор К2. В случае исчезновения напряжения в фидере реле Р обесточится, и напряжение питания будет подаваться по фидеру 2.

Собственные электростанции предприятий связи предназначены для обеспечения электроэнергией при отключении внешней сети. Они, как правило, автоматизированы. По степени автоматизации все агрегаты делятся на три группы: с 1-й, 2-й и 3-й степенью автоматизации. Собственные электростанции автоматизированы по 3-й степени автоматизации, которая предусматривает работу автоматической дизель электрической станции (АДЭС) без постоянного присутствия обслуживающего персонала, при выполнении автоматически ряда операций, обеспечивающих работу электроустановки предприятия связи:

управление пуском, остановкой, подзарядом пусковых аккумуляторных батарей, подключением нагрузки и совместной работой нескольких агрегатов;

поддержание номинального выходного напряжения;

остановка агрегата и выдача сигналов в случае появления неисправностей в нем.

Оборудование собственных электростанций. На предприятиях связи широко применяются автоматизированные электростанции с агрегатами мощностью 48, 200, 315 и 500 кВт. Генератор агрегата ДГА-3-48М обеспечивает номинальную выходную мощность. до 50 Вт и напряжение 3400 В.

В течение 1 ч допускается отбор мощности на 10% больше номинальной. Ресурс непрерывной работы не более 20 ч, а до капитального ремонта 18 000 ч. Продолжительность времени включении, электростартера для пуска агрегата не более 12 с. Последующее включение стартера через 60 с. Время приема нагрузки при пуске с первой попытки не более 15 с. При появлении неисправностей дизель останавливается. Цепи управления питаются от постоянного напряжения 24 В. Устройства пополнения топливных баков, подогрева воды и масла работают от переменного напряжения 220 В.

Дизельный агрегат АСДА-200-Т1400-ЗД обеспечивает выходную, мощность 200 кВт и напряжение 3400 В. Нестабильность выходного напряжения не хуже ±2% при изменении отдаваемой мощности от 0 до 100%. Непрерывная работа агрегата с дозаправкой топливом и маслом составляет 240 ч. Пуск и прием нагрузки при автоматическом управлении из состояния горячей готовности происходит за время не более 30 с. Ресурс работы до капитального ремонта 8000 ч. Перерыв между двумя перегрузками 2 ч.

Электростанция с агрегатами АСДА-200 применяется в качестве резервной с автоматическим управлением. На предприятиях связи используются автоматизированные дизельные электростанции ДС-806/1, АС-814/1, АС-804/1. Срок эксплуатации 10 лет.