18 Вопрос Компенсирующие устройства и их размещение

Рациональное размещение компенсирующих устройств зависит от многих факторов, в частности от соотношения мощностей синхронных и асинхронных двигателей, установленных в сетях высшего и низшего напряжений. Дополнительным источником реактивной мощности в распределительных сетях служат БК (конденсаторные батареи) Конденсаторные установки напряжением выше 1000 В целесообразно располагать на стороне вторичного напряжения ГПП или распределительных подстанций, а также на РП в системе электроснабжения предприятия. Устанавливать БК напряжением свыше 1000 В на бесшинных цеховых подстанциях, на которых трансформаторы присоединены наглухо или через разъединитель, выключатель нагрузки и предохранитель, не рекомендуется, так как присоединение конденсаторных установок вызовет усложнение и удорожание этих подстанций. Нерегулируемые конденсаторные установки на напряжение до 1000 В обычно присоединяют к цеховым распределительным пунктам, магистральным шинопроводам, если этому не препятствует окружающая среда. Место установки регулируемых конденсаторных установок напряжением до 1000 В выбирают с учетом требований регулирования напряжения или реактивной мощности. Не рекомендуется чрезмерное дробление мощности конденсаторных установок в сетях напряжением до и свыше 1000 В, так как это приводит к значительному увеличению удельных (на 1 квар установленной мощности батареи) затрат на отключающую аппаратуру, измерительные приборы и т.д. Единичную мощность БК напряжением свыше 1000 В принимают не менее 400 квар, если присоединение выполняется с помощью отдельного выключателя. В сетях низшего напряжения применять БК мощностью менее 30 квар не рекомендуется. В связи с внедрением в промышленности СД средней мощности (500... 1600 кВт) вопрос о размещении дополнительных компенсирующих устройств приобретает важное значение и усложняется. Синхронные двигатели, находящиеся в узле сосредоточенной нагрузки напряжением 6 (10) кВ, должны быть оптимально использованы для повышения его коэффициента мощности. На крупных металлургических предприятиях мощность СД в ряде случаев составляет около 70% всей нагрузки предприятия.  Использовать всю реактивную мощность СД для повышения cosφ в цехах предприятия нецелесообразно, так как переток ее по ЛЭП напряжением 6 (10) кВ экономически не всегда оправдан. Поэтому для компенсации реактивной мощности потребителей и в этих случаях широко применяются БК.

19 Вопрос Цеховые трансформаторные подстанции

По своему назначению, мощности, сложности устройства и особенностям эксплуатации заметно различаются цеховые подстанции для питания цеховых сетей от распределительной сети ВН предприятия и ГПП (ПГВ) предприятия, питающие распределительную сеть ВН от сети ВН энергосистемы.

Цеховые подстанции, предназначенные для питания одного или нескольких цехов, выполняются:

а). отдельно стоящими;

б). пристроенными и встроенными с установкой трансформаторов в закрытых

камерах и распределительных щитов на   кВ.

в). внутрицеховыми в основном как комплектные типа КТП с установкой на них одного – двух трансформаторов мощностью 400 кВА и более, размещаемыми в отдельном помещении цеха или непосредственно в цехе в зависимости от условий окружающей среды и характера производства.

Каждая ПТ имеет три основных узла: РУ высшего напряжения, трансформатор, РУ НН.

РУ – содержит коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства.

По конструктивному выполнению РУ делят на открытые и закрытые. Они могут быть комплектными (сборка осуществляется на предприятии изготовителе) или сборными (сборка частично или полностью на месте применения).

Комплектное распределительное устройство (КРУ) – распределительное устройство, состоящее из шкафов, закрытых полностью или частично, или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматами, измерительными приборами и вспомогательными устройствами, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде и предназначенное для внутренней установки.

КРУН – это КРУ, предназначенное для наружной установки.

Наибольшее распространение для цеховых подстанций получили КТП. Их поставляют заводы изготовители в полностью собранном виде, подготовленными для монтажа на месте установки. КТП изготавливаются для внутренней (КТПВ) и натужней (КТПН) установки, они могут быть открытые и закрытые.

Размеры КТП меньше обычных подстанций тех же схем и мощностей, что позволяет размещать их близко к центру нагрузки.

Основным конструктивным исполнением КТПВ является модульная шкафная компоновка его основных элементов с передним обслуживанием трансформаторов, шкафов ВН и НН, имеющих металлических или полимерные защитные кожухи.

При конструировании КТПН применяют бетонный строительный модуль со съемной крышей для устройства транспортировки и монтажа.

КТПВ на напряжение 6-10/0,4-0,23кВ.

Устанавливается в цехах и других помещениях в непосредственной близости от потребителей от потребителей, что значительно упрощает и удешевляет распределительные сети и дает возможность выполнять их совершенными в конструктивном отношении магистральными (ШМА) и распределительными (ШРА) шинопроводами.

Цеховые КТП выполняется напряжением 6-10/0,4-0,23кВ с трансформаторами до 2500 кВА. На сравнительно небольшой площадке, занимаемой КТП, размещается силовой трансформатор, коммутационная, защитная и измерительная аппаратура и при необходимости секционный автомат для присоединения второго комплекта двух трансформаторной КТП.

Цеховые ТП выполняются без сборных шин первичного напряжения, как при радиальном, так и при магистральном питании. При радиальной схеме питания цеховой трансформатор обычно имеет глухое присоединение к линии 6-10 кВ.

Коммутационный аппарат (разъединитель или выключатель нагрузки) перед цеховым трансформатором применяется в следующих случаях:

1. источник питания находится в ведении другой эксплуатирующей организации.

2. Подстанция значительно (более 3 км) удалена от источника питания.

3. Питается по ВЛ.

4. На стороне НН не установлен отключающий аппарат.

При магистральной схеме питания на вводе к цеховому трансформатору в большинстве случаев устанавливают выключатель нагрузки последовательно с предохранителем или разъединитель в комплекте с предохранителем, позволяющий осуществлять селективное отключение цеховой ТП при повреждениях или нормальном режиме работы трансформатора. Рекомендуется схема включения предохранитель – перед выключателем нагрузки.

Глухое присоединение трансформаторов при магистральной схеме питания применяется редко, т. к. при повреждениях трансформатора отключается вся магистраль выключателем головного участка. При этом питание теряют все цеховые ТП, подключенные к магистрали.

Не рекомендуется подключать к одной магистрали более трех трансформаторов.

Широко применяемые КТП отличаются только конструкцией. Они комплектуются из следующих основных элементов: устройства ВН - шкафа ВН; трансформатора; РУ НН – шкаф НН.

Шкаф НН представляет собой блок высоковольтного ввода трех типов: ВВ1 – с глухим присоединением кабеля; представляет собой металлический шкаф укрепленный на баке силового трансформатора.

Если цеховая ТП не КТП то возможно применение вместо ВН разъединителя т. е.

эта схема применима в следующих случаях:

1. ток нагрузки трансформатора отключается аппаратами НН;

2. разъединитель ВН способен отключать ток х. х. трансформатора (допустимый отключающий ток х. х. трансформатора находится в пределах до 10 А, подробнее в ПУЭ).

3. Включение и отключение трансформатора происходит относительно редко.

4. Не требуется дистанционное управление или телеуправление подстанцией.

В качестве силовых трансформаторов для КТП наиболее широко применяются трансформаторы типов ТМЗ, ТНЗ, ТСЗ (М – масляный; Н – с негорючей жидкостью; С – с сухой изоляцией; З - закрытый).

Соединение трансформаторов со сборными шинами РУ НН может осуществляться следующим образом:

1. без применения коммутационных аппаратов, если источник подачи напряжения на трансформатор со стороны НН, а отключение трансформатора в нормальных и аварийных режимах производится аппаратами ВН.

2. с применением не автоматических аппаратов (рубильников), если на трансформатор не может подаваться напряжение со стороны НН, но требуется ручное отключение нагрузки или ручное отделение трансформатора со стороны НН.

3. с применением аппаратов защиты (плавкими предохранителями или автоматическими выключателями), если на трансформаторов может быть подано напряжение со стороны НН.

Шины НН двух трансформаторных подстанций секционированы. Если параллельная работа секций не предусмотрена, то между ними применяют неавтоматические аппараты. В противном случае между секциями применяются автоматические выключатели.

КТПН:

Они предназначаются для электроснабжения строительных объектов промышленных предприятий и отдельных районов.

Их нельзя использовать для работы в атмосфере с токопроводящей пылью, химически активными газами и испаренями.