Комплектная ТП (КТП) – называется подстанция, состоящая из трансформаторов и блоков КРУ или КРУН, поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. КТПН – КТП для наружной установки.
Распределительным пунктом (РП) называется РУ, предназначенное для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без преобразования и трансформации, не входящее в состав ПС.
Камерой называется помещение, предназначенное для установки аппаратов и шин.
Изоляторы – электрически и механически прочные конструкции, служащие для электрической изоляции токопроводящих частей и аппаратов электроустановок. В РУ до 35 кВ применяют опорные и проходные изоляторы.
Предохранители – высоковольтные аппараты обеспечивающие защиту электрооборудования РУ от токов перегрузки и короткого замыкания, состоящие из корпуса и плавкой вставки.
Разъединитель – аппарат, предназначенный для оперативного изменения схем первичной коммутации и создания видимого разрыва электрической цепи (рис. 4.1), т. е. видимого воздушного промежутка между подвижными и неподвижными контактами. Наличие этого промежутка позволяет персоналу убедиться в безопасности производства работ на отключенном участки электроустановки. Разъединитель не имеет специальных дугогасительных устройств для гашения дуги при разрыве электрической цепи с большими токами. Разъединителями можно отключать отдельные части электроустановки только после того, как нагрузка отключена выключателем, то есть снимать напряжение и отключать небольшие нагрузочные токи. По конструкции разъединители бывают: рубящими, поворотными, поворотно-рубящими, внутренней и наружной установки, однополюсные и трехполюсные, с горизонтальным и вертикальным расположением ножей. Их различают по номинальному напряжению и току. Авторами предложено оригинальное техническое решение, повышающее отключающую способность разъединителей, предназначенных для работы на открытом воздухе в воздушных распределительных электрических сетях напряжением до 35 кВ [30, 31].
Рис. 4.1.Разъединитель
Отделитель – разъединитель с дистанционным приводом (управлением).
Короткозамыкатель – разъединитель, предназначенный для искусственного соединения токоведущих частей с землей.
Выключатели нагрузки – аппараты для отключения электрических цепей с рабочими токами, а так же для оперативных изменений схем коммутации (рис. 4.2).
Рис. 4.2.Выключатель нагрузки
Выключатели – аппараты, предназначенные для замыкания и размыкания электрических цепей высокого напряжения при наличии рабочих токов, а также автоматического размыкания этих цепей в момент возникновения в них токов опасной величины вследствие перегрузки или короткого замыкания.
Выключатели характеризуются номинальной величиной напряжения, длительным током, током термической и динамической устойчивости, током и мощностью отключения, а так же временем и полным временем включения и отключения выключателя (рис. 4.3, 4.4). Подробная классификация выключателей приведена в [32, 33].
Рис. 4.3.Вакуумный выключатель Рис. 4.4.Плавкие предохранители
На напряжение до 1 кВ как правило применяются различные автоматы типов ВА, АВМ и выкатные автоматы «Электрон».
На 6–10 кВ применяются выкатные вакуумные выключатели серии ВБТЭ-10, ВК-10, а так же выкатные маломасляные (горшковые) выключатели серий ВМП-10, ВМГ-10. Предпочтение следует отдавать вакуумным выключателям, ввиду их меньших размеров и более простой эксплуатацией, малого хода контактов.
Рис. 4.5Масляный выключатель
Рис. 4.6.Элегазовый выключатель
На 35–110 кВ самыми распространенными являются масляные выключатели серии ВМТ-110, МКП-110 (рис. 4.5). В последнее время стали получать распространение элегазовые выключатели, в которых в дугогасящих камерах применяется «элегаз» – инертный газ SF6.
Элегазовые выключатели отличаются высокой надежностью и низкими эксплуатационными затратами, поэтому, их монтируют на вновь строящихся и реконструируемых трансформаторных подстанциях взамен старых.
На 220 кВ и выше ранее применялись воздушные, масляные баковые и маломасляные выключатели, теперь же, как правило, их заменяют на элегазовые (рис. 4.6).
Силовые трансформаторы (рис. 4.7) изготавливают по шкале номинальных мощностей 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300, 10000 кВА и т.д. Трансформаторы бывают масляные и сухие.
Рис. 4.7.Силовой трансформатор
В городских электросетях, как правило, применяют двухобмоточные масляные трехфазные трансформаторы 1, 2, 3 габаритов и номинальных мощностей. Для компенсации потерь напряжения в передающих сетях, поддержания номинального напряжения в сетях и на зажимах электроприемников потребителей, а так же для изменения напряжения в процессе эксплуатации трансформаторы снабжаются переключающими устройствами со ступенями регулирования напряжения. Бывают устройства ПБВ – с переключением без возбуждения и с регулированием под нагрузкой – РПН.
Во многих случаях на подстанциях бывают нужны три вида напряжения: высшее (ВН), низшее (НН) и среднее (СН), например, 110/35/6 кВ или 500/110/10 кВ. В таком случае применяют трехобмоточные автотрансформаторы. В автотрансформаторах обмотка низшего напряжения магнитно связана с двумя другими, а обмотки высокого и среднего напряжений связаны между собой магнитно и электрически.
Это позволяет добиваться большей экономической эффективности автотрансформатора по сравнению с трехобмоточным трансформатором.
Измерительные трансформаторы бывают двух видов: трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН). ТТ с вторичными токами 1–5 А служат для измерения величины тока первичной цепи и для безопасного питания токовых цепей приборов учета, контроля, релейной защиты и автоматики РУ. ТН используются в РУ ТП и РП для питания цепей напряжения приборов учета, контроля, релейной защиты и автоматики.
Реактор – аппарат, выполненный в виде катушки с большим индуктивным сопротивлением, предназначенный для ограничения токов короткого замыкания в мощных электрических сетях и одновременного подержания заданного уровня напряжения на шинах РУ при аварийных режимах. Реакторы устанавливают на сборных шинах РУ и отходящих линиях, включая последовательно в три фазы, что искусственно увеличивает сопротивление цепи короткого замыкания, ограничивая ток КЗ.
При электроснабжении городских потребителей должны обеспечиваться: необходимый уровень надежности, соответствующий категории потребителей; необходимый уровень мощности; безопасность и удобство обслуживания ПС и сетей; низкая стоимость сооружения электросетей; высокие технико-экономические показатели эксплуатации всех элементов сети.
Распределительные сети городов, не имеющих крупных потребителей электроэнергии и потребителей первой категории, строятся по не резервируемой схеме. В крупных городах построение распределительной сети должно быть основано на обязательном резервировании всех элементов сети и, в частности, резервирования линий 6–10 кВ и трансформаторов; линий 6–10 кВ и трансформаторов через сеть 0,4 кВ.
В городских электрических сетях применяются, как правило, универсальные двух трансформаторные подстанции, унифицированные по схемам и конструкциям (единые серии 11 типоразмеров).
В городских электросетях, комплектно-распределительные устройства (КРУ) нашли широкое применение (рис. 4.8). Они позволяют сократить сроки сооружения ТП, вести их строительство индустриальными методами, максимально типизировать ПС, а так же обеспечить удобную и безопасную эксплуатацию.
Рис. 4.8. Камера КСО
В городских ТП и РП применяются преимущественно высоковольтные камеры марок КСО-2УМ, КСО-266 и КСО-366, низковольтные панели ЩО-70 и ЩО-94, отличающиеся различными схемами и типами оборудования.
Камера КСО, в зависимости о комплектации, может состоять из: корпуса, линейного и шинного разъединителей, приводов линейного разъединителя (ЛР) и шинного разъединителя (ШР), заземляющих ножей, защитного ограждения, выключателя (масляного или вакуумного), трансформаторов тока и другого оборудования.
4.2. Некоторые вопросы проектирования трансформаторных подстанций
Выбор мощности силовых трансформаторов, должен производиться с учетом нагрузочной и перегрузочной способности трансформаторов, вывода в ремонт одного из трансформаторов. Трансформатор должен быть рассчитан на допустимую перегрузку на 40% (для двухтрансформаторных подстанций).
В спальных корпусах школ, в дошкольных учреждениях, в палатных корпусах больниц, а так же в жилой зоне зданий, размещение пристроенных и встроенных ТП не разрешается.
Для встроенных ТП, комплектно-трансформаторных подстанций (КТП) и закрытых распределительных устройств (ЗРУ) напряжением до 10кВ необходимо предусмотреть следующее:
Не размещать их под помещениями с мокрыми технологическими процессами, под душевыми, ванными, уборными.
Выполнять надежную гидроизоляцию над помещениями ТП и КТП и ЗРУ, исключающую возможность проникновения влаги в случае аварии систем отопления, водоснабжения, канализации.
Полы камер трансформаторов и ЗРУ напряжением до 1кВ и выше со стороны входов должны быть выше полов примыкающих помещений не менее чем на 10 см. Если вход в ТП предусмотрен снаружи здания, отметка пола помещения ТП должна быть выше отметки земли не менее чем на 30см.
Устраивать дороги для подъезда автомашин к месту расположения ПС и подъема трансформатора.
4.3. Монтаж электрооборудования
Перед монтажом изоляторы должны быть проверены на отсутствие: сколов и трещин, сопротивление изоляции фарфоровых изоляторов (мегомметром напряжением 2,5 кВ).
Установку, сборку и регулировку выключателей следует производить в соответствие с монтажными инструкциями завода изготовителя.
Ножи аппаратов (разъединителей, отделителей, короткозамыкателей) должны правильно попадать в неподвижные контакты, входить в них без ударов и перекосов и при включении не доходить до упора на 3–5 мм. Штурвал или рукоятка рычажного привода должна иметь (при включении и отключении) направление движения (включено, отключено).
Блокировка разъединителей с выключателями, а также главных ножей разъединителей с заземляющими ножами не должно допускать оперирования приводом разъединителя при включенном положении выключателя, а так же заземляющими ножами, при включенном положении главных ножей и главными ножами при включенном положении заземляющих ножей.
При монтаже измерительных трансформаторов, вторичные обмотки трансформаторов тока, и высоковольтные вводы трансформаторов напряжения должны быть закорочены.
Щиты и шкафы должны поставляться предприятием изготовителем полностью смонтированными, прошедшими ревизию, регулировку и испытания в соответствии с требованиями ПУЭ, ГОСТ или ТУ предприятия изготовителя.
Перед монтажом трансформатора необходимо убедиться в наличии актов и протоколов на ревизию, сушку, осмотр, испытания, хранения, транспортировки
4.4. Установка силовых трансформаторов и реакторов
Установка трансформаторов должна обеспечивать удобные и безопасные условия его осмотра без снятия напряжения.
Трансформаторы необходимо устанавливать так, чтобы отверстие защитного устройства выброса масла не было направлено на близко установленное оборудование. Для защиты оборудования допускается установка заградительного щита между трансформатором и оборудованием.
Перед входом в трансформаторную камеру должен быть установлен барьер красного цвета высотой 1 м, с расположенным на нем знаком безопасности.
Расстояния в свету между открыто установленными трансформаторами определяются технологическими требованиями и должны быть не менее 1,25 м.
Пол камер масляных трансформаторов должен иметь 2%-ный уклон в сторону маслоприемника.
Вентиляционные проемы должны быть закрыты сетками с размером ячейки не более 11 см и защищены от попадания через них дождя и снега.
На дверях трансформаторных пунктов и камер, с наружной и внутренней стороны, должны быть указаны подстанционные номера трансформаторов, а также с наружной стороны должны быть предупреждающие знаки. Двери должны быть постоянно закрыты на замок. Надпись на дверях трансформаторной камеры должна быть продублирована на противоположной стене.
На каждой трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ, должно быть нанесено ее наименование, адрес и телефон владельца.
Нейтраль трансформатора 6–10/0,4 кВ по высокой стороне должна быть присоединена к заземляющему устройству.
4.5. Требования к распределительным устройствам
Покрытие полов в ЗРУ, КРУ и КРУН должно быть таким, чтобы не происходило образования цементной пыли. Полы помещений РУ рекомендуется выполнять на одной отметке, устройство порогов в дверях не допускается.
Стены, пол и потолок должны быть окрашены пыленепроницаемой краской. Все металлические части РУ должны иметь антикоррозионное покрытие. Все места сварки должны быть окрашены.
Двери из РУ должны открываться в направлении других помещений или наружу и иметь самозапирающиеся замки с внешней стороны.
Прокладка в трансформаторных камерах транзитных кабелей и в РУ кабелей другого напряжения допускается только в стальных трубах.
Размер вентиляционных отверстий должен быть не более 1010 мм.
Шины должны иметь окраску: фаза А желтый, В зеленый, С красный, шина N голубой, шина РЕ желто-зеленый.
Помещения должны быть вентилируемыми с отсосом воздуха снизу.
Кабельные каналы и наземные кабельные лотки ОРУ и ЗРУ должны быть закрыты несгораемыми плитами, массой не более 50 кг, а места выхода кабелей из кабельных каналов, лотков, с этажей и переходы между кабельными отсеками должны быть уплотнены легкоудаляемым огнеупорным материалом.
РУ, как правило, должны иметь мнемосхему.
На всех ключах, кнопках и рукоятках управления должны быть надписи, указывающие операцию, для которой они предназначены («Включать», «Отключать», «Убавить», «Прибавить» и др.).
На сигнальных лампах и сигнальных аппаратах должны быть надписи, указывающие характер сигнала («Включено», «Отключено», «Перегрев» и др.).
Выключатели и их приводы должны иметь указатели отключенного и включенного положений.
Рукоятки приводов заземляющих ножей должны быть окрашены в красный цвет, а приводы заземляющих ножей, как правило, – в черный. Операции с ручными приводами аппаратов должны производиться с соблюдением правил безопасности.
При отсутствии стационарных заземляющих ножей должны быть подготовлены и обозначены места присоединения переносных заземлений к токоведущим частям и заземляющему устройству.
На дверях и внутренних стенках камер ЗРУ, оборудовании открытых распределительных устройств (ОРУ), лицевых и внутренних частях КРУ наружной и внутренней установки, сборках, а также на лицевой и оборотной сторонах панелей щитов должны быть выполнены надписи, указывающие назначение присоединений и их диспетчерское наименование.
На дверях РУ должны быть предупреждающие плакаты и знаки установленного образца. На предохранительных щитках и (или) у предохранителей присоединений должны быть надписи, указывающие номинальный ток плавкой вставки.
Все металлоконструкции РУ, за исключением съемных плит кабельных каналов, должны быть заземлены.
С кабелей находящихся внутри ПС должно быть снято джутовое покрытие. На концевых муфтах должна быть бирка, на которой указывается название потребителя, марка и сечение кабеля.