Назначение и основные элементы трансформаторных подстанций

Электрические станции обычно располагаются вблизи естественных источников энергии и вырабатывают электрическую энергию напряжением от 0,4 до 24 кВ. Передача электроэнергии на дальние расстояния для снижения потерь мощности в линиях электропередач и уменьшения сечения проводов производится при высоких напряжениях. В Республике Беларусь применяются следующие уровни напряжений: 0,22; 0,38; 0,66; 10; 35, 110; 220; 330; 750 кВ. Для достижения таких напряжений на электростанциях устанавливают мощные повышающие трансформаторы. Распределение электроэнергии между городами, населенными пунктами и цехами предприятий чаще всего осуществляется по воздушным и кабельным линиям при напряжениях 220, 110, 35, 20, 10 и 6 кВ, в сельской местности – 10 и 6 кВ. Следовательно, во всех узлах распределительной сети необходимо устанавливать трансформаторы, понижающие напряжения. Большинство пользователей электроэнергии переменного тока работают при напряжениях 220 и 380 В, поэтому в местах потребления электроэнергии также необходимо устанавливать понижающие трансформаторы на подстанциях.

 Трансформаторной подстанцией  (ТП) называется электрическая установка, предназначенная для преобразования электрической энергии из одного напряжения в другое и распределение ее потребителям, состоящая из трансформаторов, распределительных устройств, устройств управления и других вспомогательных сооружений.

Трансформаторные подстанции классифицируются по количеству трансформаторов и числу ступеней трансформаторов, бывают одно- и двухтрансформаторными с установкой двух- и трехобмоточных трансформаторов или автотрансформаторов. Обмотки трансформаторов снабжаются дополнительными ответвлениями, с помощью которых можно изменять коэффициент трансформации и поддерживать определенный уровень напряжения на шинах подстанции.

По схеме питания трансформаторные подстанции подразделяются на тупиковые, ответвительные, проходные и узловые. В системе сельского электроснабжения используются чаще первые три типа.

Тупиковая подстанция – это подстанция, которая получает электроэнергию от одного источника по одной или нескольким параллельным линиям.

Ответвительная подстанция – это подстанция, которая присоединяется глухой отпайкой к одной или двум проходящим линиям.

Проходная подстанция включается в разрыв одной либо двух линий с двусторонним или односторонним питанием.

Узловая подстанция – наиболее сложная подстанция, к которым подходят две или более линии, питающиеся от двух и более источников.

Ответвительные и проходные подстанции иногда называют промежуточными, а проходные и узловые – транзитными.

По территориальному размещению подстанции бывают пристроенные, встроенные и внутри цеховые.

Пристроенная подстанция – это подстанция, непосредственно примыкающая к производственному или иному зданию либо сооружению.

Встроенная подстанция – это подстанция закрытого типа, находящаяся внутри производственного или иного здания либо сооружения.

Внутрицеховая подстанция – это подстанция, расположенная в производственном здании, при этом она может располагаться открыто (обнесенная ограждением) или в отдельном закрытом помещении.

По конструктивному исполнению они разделяются на мачтовые (столбовые), комплектные (КТП), открытые и закрытые. На открытых мачтовых подстанциях оборудование устанавливают на опорах воздушных линий или на специальных высоких конструкциях, рис 6.16, комплектные трансформаторные подстанции состоят из трансформаторов и металлических шкафов-блоков, в которых находятся в полностью собранном виде элементы присоединения к сети высокого напряжения 35-6 кВ и элементы распределительного устройства напряжения 380-220 В. В закрытых трансформаторных подстанциях все оборудование устанавливают в здании.

Мачтовые ТП имеют А-,П- или АП-образные конструкции, изготавливаемые из деревянных или железных стоек. На базе А-образной конструкции (иногда на одностоечной опоре) выполняют однофазные ТП мощностью 5-10 кВА. При этом А-образная конструкция одновременно может быть и концевой опорой воздушной линии высокого напряжения.

Подстанции П-образной конструкции используют с трехфазными трансформаторами мощностью до 100 кВА включительно.

Конструкции АП-образной формы применяют для подстанций с трансформаторами мощностью 160-250 кВА. Закрытые ТП бывают двух видов: с кабельными вводами К-42 и с воздушными вводами В-42. На закрытых ТП (ЗТП), как правило, устанавливаются два трансформатора мощностью 250-630 кВА. Оборудование ЗТП типа К-42 монтируют в одноэтажном здании, а В-42 в двухэтажном. На втором этаже располагается распределительное устройство высокого напряжения, на первом - силовые трансформаторы и РУ 0,4 кВА.

Рис. 6.16 Общий вид мачтовой ТП 10/0,38 кВ

1-разрядник, 2-предохранитель, 3-трансформатор, 4-площадка для обслуживания, 5-шкаф РУ 0,38 кВ, 6-выводы линии 0,38 кВ, 7-лестница

В сельских электрических сетях применяют как однотрансформаторные, так и двухтрансформаторные подстанции, в первую очередь напряжением 10/0,38, 35/10, 110/10, 110/35/10 кВ. Двухтрансформаторные подстанции обеспечивают более надежное электроснабжение и питают, в первую очередь, потребителей первой категории.

В сельскохозяйственных районах в большинстве случаев сооружают комплектные трансформаторные подстанции (КТП). Основными частями таких подстанций, кроме силовых трансформаторов, являются распределительные устройства на открытом воздухе (ОРУ) 35 (110) кВ и распределительное устройство (РУ) 10 кВ. Из экономических соображений РУ на напряжение 35…110 кВ выполняют обычно открытого типа, так как при этом значительно сокращается объем строительной части, упрощаются их расширение и реконструкции, а с другой стороны, при этом увеличивается занимаемая площадь, а оборудование, и особенно изоляторы, подвергаются большему запылению и загрязнению. Электрооборудование для наружной установки, используемое в ОРУ, отличается от соответствующего оборудования для внутренней установки в первую очередь конструкцией изоляторов. В ОРУ на 35-110 кВ многообъемные массивные выключатели установливаются на фундаментах, а малообъемные масляные выключатели, разъединители устанавливают на основаниях, высота которых определяется условием безопасности для людей. Минимальные изоляционные расстояния в воздухе между токоведущими частями и другими элементами ОРУ превышают соответствующие расстояния, принятые для внутренней установки, так как учитывают неблагоприятные условия работы электрооборудования. Территорию ОРУ ограждают забором высотой не менее 2,4 м.

Основным блоком трансформаторной подстанции является силовой трансформатор. Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две или большее число обмоток и предназначенное преобразовывать систему переменного тока с изменением напряжения и числа фаз. Трансформаторы, предназначенные для преобразования электрической энергии в сетях энергосистемы и потребителей электрической энергии, называют силовыми. Для режима их работы характерны неизменная частота переменного тока и очень маленькие отклонения первичного и вторичного напряжений от номинальных значений.

Силовые трансформаторы, выпускаемые отечественными заводами, разделены на несколько групп (габаритов) от 1 до 8. В трансформаторах изоляцию обмоток подразделяют на главную – изоляцию их от магнитопровода и между собой (обмоток низкого напряжения (НН) от высокого напряжения ( ВН) и продольную – изоляцию между витками, слоями и катушками каждой обмотки.

Каждый трансформатор характеризуется номинальными данными, мощностью, токами первичной и вторичной обмоток, потерями холостого хода, потерями короткого замыкания (или потерями в меди), напряжение короткого замыкания, током холостого тока, а также группой соединения.

Напряжением короткого замыкания трансформатора называют напряжение, которое необходимо подвести к одной из обмоток при замкнутой накоротко другой, чтобы в последней протекал номинальный ток. Это напряжение в процентах от номинального, отнесенного к мощности наиболее мощной обмотки, дается в каталогах и составляет в зависимости от мощности трансформатора 4,5-12%.

Током холостого хода называют ток, который при номинальном напряжении устанавливается в одной обмотке при разомкнутой другой. Потери холостого тока определяются током, выраженным в процентах от тока соответствующей обмотки.

Группой соединения называют угловое (кратное 30 град.) смещение векторов между одноименными вторичными и первичными линейными напряжениями обмоток трансформатора. На электрических станциях и подстанциях наибольшее распространение получили следующие схемы и группы соединений двухобмоточных трансформаторов: звезда - звезда, звезда – треугольник, в трехобмоточных трехфазных трансформаторах наиболее часто применяется соединении звезда- звезда- ноль-треугольник.

Номинальные токи обмоток трансформатора указывают в каталогах. Под номинальным следует понимать нагрузку, равную номинальному току (номинальной мощности), которую трансформатор может нести непрерывно в течение всего срока службы при номинальных температурных условиям.

В обмотках и в стали магнитопровода трансформатора, включенного под нагрузку, выделяется значительное количество тепла. Чтобы поддерживать температуру нагрева трансформатора в определенных пределах, необходимо в течение срока эксплуатации трансформатора непрерывно отводить выделяющееся в нем тепло в окружающее пространство.

В зависимости от мощности в трансформаторах применяют различные виды охлаждения- с естественным воздущным охлаждением в трансформаторах с сухой изоляцией (С), естественное масляное (М), масляное с воздушным дутьем (Д), то же, с принудительной циркуляцией масла (ДЦ), масляно-водяное с естественной циркуляцией масла (МВ), то же с принудительной циркуляцией масла (Ц), с негорючим диэлектриком (Н).

При естественном воздушном охлаждении магнитопровод, обмотки и другие части трансформатора имеют непосредственное соприкосновение с окружающим воздухом, поэтому охлаждение их происходит путем конвекции воздуха и излучения. Сухие трансформаторы устанавливают внутри помещения ( в зданиях, производственных цехах и пр.), при этом главным требованием является обеспечение пожарной безопасности. В эксплуатации они удобнее масляных, так как исключают необходимость периодической очистки и смены масла.

Сухие трансформаторы с естественным воздушным охлаждением могут иметь открытое (С), защищенное (СЗ) или герметизированное (СГ) исполнение. На рис. 6.17 представлен итальянский трансформатор сухого типа марки ТТА- RES.

Рис.6.17Трансформатор сухого типа ТТА-RES(Италия):

1.Обмотка ВН, изготовленаиз алюминиевой фольги (исключает микроразряды и улучшает теплопередачу).

2. Сердечник из магнитной стали.

3. Обмотка НН, изготовленаиз алюминиевой фольги и изоляционных материалов (эпоксидная смола с наполнителем из оксида кремния и залитая в вакууме).

4. Вывод НН.

5. Вывод ВН для бокового присоединения.

6. Распорки с пластиковыми и резиновыми вставками для снижения вибрации и шума.

7. Отпайки на обмотке высокого напряжения для регулирования напряжения.

8. Рама.

9. Двунаправленные ролики для перемещения.

10. Термодатчики РТ и РТС, установленные в обмотке НН, в сочетании с применением специального блока автоматики обеспечивают постоянный контроль рабочей температуры трансформатора.

В трансформаторах с масляным охлаждением магнитопровод с обмотками помещен в бак, наполненный трансформаторным маслом.. Наличие трансформаторного масла обеспечивает более надежную работу высоковольтных трансформаторов, так как электрическая прочность масла намного выше, чем воздуха. Масляное охлаждение интенсивнее воздушного, поэтому габариты и вес масляных трансформаторов меньше, чем сухих такой же мощности. В трансформаторах малой мощности применяют баки с гладкими стенками, а в трансформаторах напряжением 110 кВ и выше применяют радиаторы.

Во время работы масло в трансфоматоре нагревается и расширяется. При уменьшении нагрузки оно, охлаждаясь, возвращается к первоначальному объему. Поэтому масляные трансформаторы мощностью 25 кВА и выше имеют дополнительный бак – расширитель, соединенный с внутренней полостью основного бака. При нагревании трансформатора изменяется объем масла, находящегося в расширителе. Объем его составляет около 10% от объема масла в баке. Применение расширителя позволяет значительно сократить поверхность соприкосновения масла с воздухом, что уменьшает его загрязнение и увлажнение. Расширители имеют воздухоочиститель, заполненный сорбентом – веществом, поглощающим влагу из воздуха, поступающего в расширитель. Существуют также исполнения трансформаторов с герметичным баком, в которых исключено взаимодействие масла с воздухом. Стенки бака в этом случае выполняются гофрированными, что обеспечивает компенсацию изменения объема трансформаторного масла в процессе работы. Трансформаторы с естественным охлаждением негорючим жидким диэлектриком ( синтетический изоляционный материал – соавтол) также выполняются с герметизированным баком.

Для вывода наружу концов от обмоток в трансформаторах, охлаждаемых маслом или негорючим жидким изолятором, используют проходные фарфоровые изоляторы, размещаемые на крышке или стенке бака. Проходной изолятор вместе с токоведущим стержнем и крепежными деталями называют вводом.

Вводы предназначены для присоединения обмоток к сборным шинам подстанции и состоят из трех основных элементов: а) токоведущая часть, нижний конец которой находится в масляном баке трансформатора, соединяют с обмоткой, а верхний конец – с заземлением, б) металлический фланец – служит для крепления к крышке бака, в) фарфоровой изолятор.

Обмотка трансформатора представляет собой часть электрической цепи (первичной и вторичной) и состоит из: а) проводникового материала ( обмоточный провод, медный или алюминиевый), б) изоляционных деталей. В комплект обмотки также входят вводные концы, ответвления для регулирования напряжения, емкостные кольца и электростатические экраны емкостной защиты от перенапряжений. Для крупных трансформаторов применяется непрерывная обмотка, которая состоит из катушек, соединенных между собой последовательно. Катушки наматываются прямоугольным проводом. Непрерывная обмотка наматывается на рейки и на бакелитовые цилиндры. Между катушками ставятся прокладки из электрокартона, создающие каналы для охлаждения обмотки.

Компоновка трансформатора производится с учетом расположения основных узлов. Магнитопровод располагается вертикально по отношению к поддону бака. Крепление стержней обеспечивается бандажами, а ярм – ярмовыми балками, которые между собой соединяются вертикальными и горизонтальными шпильками. Сверху и снизу у ярм располагается изоляция, а на самих стержнях по две обмотки НН и ВН (иногда на каждом стержне имеется и третья обмотка – среднего напряжения).

Устройство трехфазного масляного трансформатора средней мощности представлено на рис 6.18.

Рис.6.18.Устройство трехфазного масляного трансформатора средней мощности: 1 – бак, 2 – переключатель числа витков обмотки ВН, 3 – привод к переключателю, 4 – термометр, 5 и 6 – проходные изоляторы ВН и НП соответственно, 7 – пробка, 8 – расширитель, 9 – масломерная стеклянная трубка, 10 – циркуляционные трубы, 11 – магнитопровод, 12 – обмотка НН, 13 – обмотка ВН, 14 – сливное отверстие.

Структура маркировки трансформатора типа ТМ следующая:

ТМ-630/10 – У1

ТМ – трансформатор масляный ( естественное охлаждение),

630 – мощность (кВА),

10 – напряжение первичной обмотки (кВ),

У1 – климатическое исполнение ( умеренный климат).

Первая буква Т или О означает число фаз (трехфазный или однофазный).

На втором месте стоит буква(или две буквы), означающая систему охлаждения: М – масляное охлаждение с естественной циркуляцией масла, Д – масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла, ДЦ- масляное с дутьем и принудительной циркуляцией масла, Н- естественное охлаждение негорючим жидким диэлектриком, С- естественное воздушное охлаждение при открытом исполнении, СЗ- естественное воздушное охлаждение при защитном исполнении.

На третьем месте стоит буква, означающая характерную особенность данного типа трансформатора, Т- трехобмоточный, Н- с регулированием под нагрузкой, Г- грозоупорный, т.е. имеет емкостную защиту от перенапряжения.

На крышке шкафа устройства высокого напряжения (УВН) установлены проходные изоляторы, высоковольтные разрядники, а также штыревые высоковольтные изоляторы. В верхней части шкафа УВН расположен кронштейн для установки штыревых низковольтных изоляторов, к которым присоединяются провода линий 0,4 кВ. Также в шкафу УВН размещены высоковольтные предохранители. Для защиты выводов трансформатора от случайного прикосновения к токоведущим частям и предотвращения попадания посторонних предметов установлен кожух.

В электрических сетях сельскохозяйственного назначения в подстанциях чаще применяют комплектные распределительные устройства наружной установки (КРУН) заводского изготовления. Они представляют собой металлические шкафы в брызгозащитном исполнении. В которые встроены все аппараты, сборные шины, измерительные приборы, устройства защиты и сигнализации, а также вспомогательное оборудование. Различают две принципиально отличные конструкции КРУН, со стационарной установкой основного оборудования и на выкатных тележках (с выдвижными элементами). Вторая конструкция более совершенная, так как при ней облегчается обслуживание, сокращаются перерывы в электроснабжении, повышается безопасность работы.

К основному оборудованию, которое встраивается в КРУН, относятся- выключатели, разрядники, трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, конденсаторы, трансформаторы собственных нужд.

Блок высоковольтных ячеек содержит следующие ячейки – ввода, отходящих линий, трансформаторов напряжения, секционного выключателя, секционного разъединителя. В ячейках, кроме высоковольтного оборудования, размещены шкафы с аппаратурой вспомогательных цепей.

К высоковольтной аппаратуре относятся высоковольтное распределительное устройство с разъединителями типа РЛНД-10, который является коммутационным аппаратом высокого напряжения и предназначен для включения под напряжение 10 кВ и отключение участков цепи без тока нагрузки. Разъединитель устанавливается на ближайшей от КТП опоре воздушной линии. Разъединители выпускаются в двух и в трехполюсном исполнении. Изоляция разъединителя состоит из четырех или шести изоляторов, два или три из которых устанавливаются на рычагах, а остальные на швеллерах. На верхних фланцах изоляторов разъединителя установлена токоведущая система, выполненная в виде двух контактных ножей Габаритные размеры и общий вид разъединителя представлены на рис.6.19 и 6.20.

1225

Рис.6.19. Габаритные размеры разъединителей РЛНД-1-10-200 У1, РЛНД-1-10-400 У1, РЛНД-1-10-630 У1 с приводом:1 - продольная тяга; 2 - рама; 3 - вал заземления; 4 - рычаг с валом; 5 - регулируемая тяга

Рис 6.21. Общий вид разъединителей РЛНД-1-10-200 У1, РЛНД-1-10-400 У1, РЛНД-1-10-630 У1 (I- изолятор; 2, 6 - контактные выводы; 3 - козырек; 4 - контактный нож; 5, 12 - разъемные контакты;7- заземлитель; 8- рычаг; 9 - труба;10 - блок-замок; II- контакт заземлителя)

КТП подключается к ЛЭП 10кВ посредством разъединителя наружной установки, который устанавливается на ближайшей от КТП опоре ЛЭП. Разъединитель имеет стационарные заземляющие ножи со стороны КТП. В целях обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала и исключения ошибочных переключений на подстанции установлены защитные и блокировочные устройства.

Рядом, на одном уровне с силовым трансформатором, устанавливают распределительный шкаф низкого напряжения.

В шкафу РУ низкого напряжения расположены низковольтные коммутационные аппараты, а также аппаратура защиты, автоматики и учета, табл.6.4.

Таблица 6.4. Перечень аппаратуры защиты и автоматики в КТП

Обозначение на схеме	Наименование и тип оборудования	Назначение
1	2	3
QS1 ТV FU1…FU3 FV1…FV3 QS2 ТА1…ТА5 FU4…FU6 КМ Р1 R1…R3 SА1 SА2 HL SА3 ХS SQ КК QF1…QF3 КА1…КА3 КV R5,R6 R4 =А1	Разъединительный пункт РП 1У Трансформатор ТМ-160/10 Предохранитель ПК1-10 Разрядники РВО-10, РВН-0,5 Рубильник Р-3243 Трансформатор тока Предохранитель Е27 Магнитный пускатель ПМЕ-200 Счетчик СА 4У Резистор ПЭ-50 Переключатель ПКП-10 Переключатель ПКП-10 Лампа накаливания Переключатель ПКП-10 Штепсельная розетка Конечный выключатель ВПК-2110 Тепловое реле ТРН-10 Автоматические выключатели А3700 Токовое реле ТРН-10 Промежуточное реле РП-25 Резисторы П-50 Фоторезистор ФСК-Г1 Фотореле ФР-2У3	Включение и отключение КТП Преобразование напряжения 10 кВ в напряжение 0,38/0,22 Защита трансформатора от токов короткого замыкания (ТКЗ) Защита КТП от атмосферных перенапряжений на линиях 10 и 0,38 кВ Отключение низковольтного шкафа Снижение величины тока для подключения счетчика Защита линий уличного освещения от ТКЗ Автоматическое включение и отключение уличного освещения Учет потребления активной энергии Подогрев счетчика в холодное время Включение подогрева счетчика Подключение лампы на фазы А,В,С для проверки наличия напряжения и освещения шкафа Сигнализация наличия напряжения на фазах и освещение шкафа Переключение на автоматическое или ручное управление уличным освещением Подключение приборов и электроинструмента Отключении линии 0,38 кВ при открывании дверцы шкафа Защита трансформатора от токов перегрузок Включение и отключение линий на 0,38 кВ Защита линий 0,38 кВ от однофазных замыканий проводов на землю Отключение автоматических выключателей линий N 1,3 Снижение напряжения на катушке промежуточного реле Преобразование светового сигнала в электрический Автоматическое управление магнитным пускателем

Для безопасности обслуживания аппаратура, провода и ошиновка РУ низкого напряжения защищены панелями. Панели защиты имеют устройства для запирания в рабочем положении, в них предусмотрены отверстия для выхода рукояток коммутационной аппаратуры и наблюдения за показаниями счетчика электроэнергии.

На левой боковой стенке шкафа РУ 0,4 кВ установлен фотодатчик. Провода для присоединения низковольтных линий проложены по наружным боковым стенкам УВН и защищены коробами.

Шкафы РУ 0,4 кВ и УВН закрывают двери с самозапирающимися замками. Для закрепления в открытом положении на дверях имеются фиксаторы. Двери приспособлены для пломбирования. На двери шкафа УВН установлен блок-замок сблокированный с приводом заземляющих ножей разъединителя.

Конструкцией КТП предусмотрена площадка для обслуживания шкафа РУ 0,4 кВ. Она крепится к салазкам подстанции крепежом, входящим в комплект монтажных частей.

КТП имеют блокировки, предотвращающие:

1) включение заземляющих ножей разъединителя при включенных главных ножах;

2) включение главных ножей разъединителя при включенных заземляющих ножах;

3) открывание двери шкафа УВН при отключенных заземляющих ножах разъединителя;

4) отключение заземляющих ножей разъединителя при открытой двери шкафа УВН;

5)отключение рубильника под нагрузкой.

Параметры комплектных трансформаторных подстанций мощностью от 25 до 250 кВА и напряжением 10 кВ представлены в таблицах 6.5-6.6

Таблица 6.5

Наименование параметра	Значение параметра
1 Мощность силового трансформатора, кВА	25; 40; 63; 100; 160; 250
2 Номинальное напряжение на стороне ВН, кВ	6; 10
3 Наибольшее рабочее напряжение на стороне ВН, кВ	7,2; 12
4 Номинальное линейное напряжение на стороне НИ, кВ	0,4
5 Номинальный ток сборных шин на стороне ВН, А	5; 8; 10; 16; 20; 31,5
6 Номинальный ток сборных шин на стороне НН, А	250; 400; 630

Таблица 6.6

Тип КТП	Номинальный ток, А					Масса кг.
	сторона ВН	сторона НН
	плавкой вставки предохранителя	линии №1	линии №2	линии №3	линии осв
КТП-25-10/0,4 У1	5	25	16	25	16	350
КТП-40-10/0,4 У1	8	16	25	40	16
КТП-63-10/0,4 У1	10	40	63	40	16
КТП-100-10/0,4 У1	16	40	100	80	16
КТП-160-10/0,4У1	20	80	160	100	16
КТП-250-10/0,4 У1	31,5	80	160	100	16	400

Принципиальная электрическая схема КТП-25-160 представлена на рис 6.22.

Линия10кВ

Рис. 6.22 Принципиальная электрическая схема КТП-25-160

Технология монтажа трансформаторных подстанций

 Перед монтажем проводят ревизию оборудования трансформаторной подстанции.  Ревизию проводят при получении со склада, приемки от заказчика и при сдаче в эксплуатацию. До начала ревизии должно быть проверено: наличие паспорта и другой заводской документации на ТП и комплектующее оборудование, комплектность ТП в соответствии с заводской документацией; целостность корпусов ТП и блоков, отсутствие вмятин, наличие и прочность закрепления оборудования, приборов, ошиновки, электропроводок.

В ходе ревизии оборудование очищают от пыли и грязи, проверяют все контактные и резьбовые соединения, исправность изоляции и состояние покраски. В ревизию также входит внешний осмотр оборудования.

В трансформаторе без вскрытия и подъема сердечника проверяют целостность бака, радиаторов и наличие арматуры трансформатора, отсутствие трещин, сколов на изоляторах, комплектность гаек и состояние резьбы выводов, наличие и уровень масла в расширительном бачке, отсутствие течи масла в уплотнениях крышки, кранах, радиаторах, изоляторах и др. При осмотре удаляют временные уплотнения и пробки.

В опорных изоляторах, высоковольтных предохранителях проверяют отсутствие трещин, сколов фарфора, крепление колпачков и фланцев изоляторов; присоединение контактных устройств, исправность пружинящих скоб и контактов; надежность крепления патронов предохранителей в контактах; целостность и герметичность патронов предохранителей; целостность плавкой вставки и исправность указателя срабатывания.

В разрядниках и проходных изоляторах проверяют отсутствие повреждений и загрязнений фарфора; крепление изоляторов и разрядников к корпусу; наличие и состояние крепежных деталей, проходных шпилек, уплотнений, присоединение ошиновки; присоединение заземляющих перемычек разрядников.

В рубильниках, переключателях проверяют надежность крепления к основанию; свободу перемещения рукоятки; работу блокировки; состояние подвижных и неподвижных контактов, надежность их замыкания; подключение шин и проводов.

В автоматах, магнитных пускателях, реле проверяют целостность корпусов и крепления; опробуют работу контактной системы вручную на включение и отключение; отсутствие перекосов и заеданий при работе подвижной системы; работу теплового реле; замыкание и размыкание контактов в первичной и вторичных цепях; надежность присоединений и состояние изоляции проводов.

В счетчиках и трансформаторах тока проверяют надежность закрепления, присоединение проводов, функционирование выключателей, кнопок при ручном переключении.

Перед монтажом оборудования трансформаторной подстанции изучают проектно-сметную документацию, составляют графики производства работ и поставки материалов и оборудования на объект. Место размещения ТП должно быть согласовано с заказчиком и отмечено специальным пикетом. Монтаж ТП организуют в две стадии индустриальными методами с максимальной механизацией работ. Первая стадия (выполняют в мастерских) включает: проверку комплектности ТП, ревизию, предварительную наладку и испытания оборудования, изготовление метизных деталей и т.п.

Вторая стадия включает монтаж конструкций и оборудования не посредственно на объекте.

Расстояние между ТП и опорами, габаритные размеры до проводов и других сооружений выбирают по ПУЭ и типовому проекту. Сопротивление заземляющего устройства должно соответствовать проекту. Все металлические части ТП должны зануляться и заземляться, а разъединительного пункта - заземляться.

Последовательность выполнения работ.  Проверяют комплектацию материалами и оборудование, которое должна быть 100%-ой. Подготавливают подъезды для доставки материалов и последующей эксплуатации ТП, завозят материалы. Территорию планируют с уклоном для отвода ливневых вод. В соответствии с типовым проектом размечают места установки стоек КТП и траншей для монтажа заземляющего устройства. Котлованы под стойки размечают так, чтобы линия, проходящая через их центры, была перпендикулярна оси ВЛП 10 кВ, а центр КТП совпадал с осью ВЛ. Бурение котлованов под стойки и установку стоек выполняют при помощи бурильно-крановых машин, стойки устанавливают в котлован на подсыпку из гравия высотой 300 мм или на бетонную плиту, засыпают котлованы со стойками песчано-гравийной смесью с послойным трамбованием. Размеры трансформаторной подстанции и котлована для установки представлены на рис.6.23.

Мощность, кВА	Материал корпуса	Обозначение	Размер, мм
			А	В	Н
до 630	бетон	КТПб 10/0,4кВ, 6ЗОкВА	2900	2010	2400
до 1000	бетон	КТПб10/0,4кВ, 6ЗОкВА	3100	2100	2770
до 2x1000	бетон	КТПб 10/0,4кВ, 2х1000кВА	6500	2300	2400

Рис. 6.23Размеры трансформаторной подстанции и котлована для установки

На стойки монтируют металлоконструкции и устанавливают КТП. После выверки положения по уровню и отвесу КТП закрепляют болтами, все металлоконструкции окрашивают антикоррозийными красками.

Для обслуживания КТП площадку устанавливают на шарнирах (после окончания работ площадку поднимают и закрепляют).

На КТП монтируют проходные изоляторы, разрядники, изоляторы ВЛ 0,38 кВ. Фотореле устанавливают так, чтобы исключить срабатывание от света фар автомашин. Контактные поверхности зачищают и смазывают техническим вазелином. На концевой опоре ВЛ 10 кВ монтируют разъединительный пункт, включающий разъединитель и привод. Расстояние между неизолированными токоведущими частями должно быть не меньше 20 мм по поверхности изоляции и 12 мм по воздуху.

В разъединителе РЛНД-10 проверяют комплектность, крепление изоляторов к раме; отсутствие трещин, сколов опорных изоляторов; крепление колпачков, фланцев и токоведущих частей к изоляторам; состояние контактной части ножей пружин; легкость вхождения в контакты токоведущих и заземляющих ножей (ножи должны входить по центру контактов без перекосов и ударов). Между витками контактных пружин при включенном состоянии должен оставаться зазор не менее 0,5 мм.

В приводе ПРН-10М проверяют перемещение рукоятки переключений, состояние и работу блокировок.

 Монтаж заземляющего устройства выполняют в траншее из заземлителей (круглой стали диаметром 12 мм и длинной 5 м), положенных в грунт наклонно или вертикально и соединенных между собой перемычками на сварке. Заземляющие проводники присоединяют к корпусу КТП. При отсутствии механизмов пробивку скважин для заземлителей выполняют вручную при помощи штыка из стали диаметром 12...14 мм со стальным заостренным наконечником диаметром 16...18 мм.

К заземляющему устройству присоединяют корпус КТП, привод разъединителя, все металлические части оборудования и аппаратов КТП, которые могут оказаться под напряжением при нарушении изоляции. После монтажа заземляющее устройство до засыпки траншеи осматривают заказчик и подрядчик и составляют акт на скрытые работы.

Для закрытых ТП перед началом монтажных работ производят приемку от строителей по акту помещения РУ или территории открытого распределительного устройства (ОРУ) под монтаж в соответствии с требованиями ПУЭ и СНиП (помещения, тоннели и каналы, кабельные полуэтажи должны быть чистыми с дренажными каналами, необходимыми уклонами, гидроизоляцией и отделочными работами, установлены закладные детали и оставлены монтажные проемы, выполнен подвод питания для временного освещения во всех помещениях). В помещениях должны быть введены в действие системы отопления и вентиляции, смонтированы и испытаны мостики, сооружены подъездные пути, проложены снаружи и внутри здания по строительным чертежам асбоцементные трубы. Поверхность всех конструкций для установки камер должна быть в одной горизонтальной плоскости, при этом отклонение допускается не более 1 мм на 1 м длины и не более 5 мм на всю длину конструкции. Стальные конструкции должны быть тщательно сварены с помощью накладок из полосовой стали для обеспечения непрерывности цепей заземления. Накладки должны быть приварены с боковых сторон конструкций или снизу так, чтобы они не выступали над поверхностью, на которой устанавливаются камеры. Закладные детали должны быть установлены в соответствии с проектом. Для установки камеры распределительных устройств (КРУ) черный пол должен быть на 10-20 мм ниже отметки чистого пола. По всей длине закладочных конструкций должны быть оставлены борозды для установки опорных швеллеров камер КРУ. Если камеры устанавливают на междуэтажных перекрытиях, то в них должны быть заложены отрезки стальных труб для проводов и кабелей. Концы труб должны выступать из конструкции не менее чем на 30 мм. Во время монтажа для предотвращения пожара трубы должны быть заглушены. Все двери из помещений распределительных устройств должны открываться наружу, в них должны устанавливаться самозапирающиеся замки, открываемые наружу без ключа.

После приемки под монтаж строительной части помещений приступают к монтажным работам второй стадии. Перемещение камер осуществляется кранами, установку камер начинают с крайней камеры в ряду. По окончании монтажных работ каждую камеру КСО приваривают вместе с подкладками к закладным конструкциям по всем четырем углам, а у камер КРУ приваривают к закладным конструкциям не менее чем в двух местах каждый из трех швеллеров вместе с подкладками. Перед приваркой швеллеров КРУ проверяют совпадение разъединяющих контактов первичных и вторичных цепей и заземляющих контактов. Монтажные работы в части первичных цепей завершают проверкой уровня масла в бачках выключателей и при необходимости доливки чистого, сухого, прошедшего испытания масла, проверкой работы выключателей, разъединителей, вспомогательных контактов и блокировочных устройств.

Одновременно с работами по первичным цепям во второй стадии монтажных работ выполняют монтаж вторичных цепей. В релейных шкафах камер КРУ и на фасаде камер КСО устанавливают приборы и аппараты защиты, управления и сигнализации, измерения и учета электроэнергии, демонтированные на время транспортировки. При установке камер КСО прокладывают в коробе провода межкамерных соединений и производят их подсоединение.

В соответствии с проектом прокладывают, разделывают и подключают контрольные кабели, кабели питания оперативным током и кабели освещения. Разделку концов контрольных кабелей производят, как правило, после окончания всех монтажных работ. Все проходы кабелей из каналов через отрезки труб уплотняют бандажами из шпагата и изоляционной ленты. В соответствии с кабельным журналом на концы кабелей вешают бирки с надписями. Силовые кабели прокладывают в каналах, в помещениях РУ или ТП после установки камер на место. Места выходов кабелей из труб тщательно уплотняют для отделения кабельного сооружения от помещения РУ или ТП на случай загорания кабелей. Перед сдачей в эксплуатацию восстанавливают поврежденную отделку камер, окрашивают дополнительно установленные монтажные изделия и конструкции, а также места сварок. На фасадах камер при наличии прохода позади камер и с задней стороны, выполняют четкие надписи в соответствии с проектом, где указывают наименование присоединений. Камеры КСО поставляют с надписями, выполненными на верхнем коробе (карнизе) для магистрали освещения и установки светильников. У всех приводов выключателей и разъединителей делают надписи "ВКЛЮЧЕНО", "ОТКЛЮЧЕНО". В камерах КСО рядом с приводами разъединителей предприятие-изготовитель выполняет надписи, поясняющие к какому разъединителю относится данный привод. На фазах каждой секции сборных шин предусматривают места для наложения переносного заземления. Шины в этих местах зачищают, смазывают тонким слоем технического вазелина и окаймляют с обеих сторон полосками, закрашенными черной краской. У мест, предназначенных для наложения заземления, делают надписи "ЗАЗЕМЛЯТЬ ЗДЕСЬ" или наносят условный знак заземления на дверях, выходящих из помещения РУ или ТП наружу или в другое помещение, с внешней стороны делают надписи с наименованием РУ или ТП и закрепляют стандартные металлические предупредительные плакаты "ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ - ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!"

Монтаж трансформаторов без ревизии активной части и подъема колокола решается представителем предприятия - изготовителя, при его отсутствии - представителем монтажной организации на основании протоколов осмотра трансформатора и демонтированных узлов, выгрузки трансформатора, перевозки трансформатора на место монтажа, хранение трансформатора до передачи в монтаж. Трансформаторы поставляют на место монтажа полностью собранными и подготовленными к включению в работу. Передвижение трансформаторов по наклонной плоскости производят с уклоном не более 15 градусов, скорость перемещения на собственных катках - не более 8 м/мин. При установке мешков под крышкой бака под катки со стороны расширителя кладут стальные пластины (подкладки).

 Изоляторы и ошиновка.  Перед монтажом изоляторов производят их ревизию: проверяют отсутствие у них трещин (увеличительным стеклом или смазкой поверхности керосином, от которого трещина темнеет), металлических закреплений, отбитых краев и сколов; прочность армирования колпачка и фланца (отсутствие выкрашиваний замазки, цельность лакового покрова). Если дефект не превышает допускаемые пределы, то его устраняют: места скола или трещину покрывают двумя слоями бакелитового или лифталинового лака с просушкой каждого слоя, а при наличии агрессивной среды- эмалью марки ПХВ. Допускаемая непараллельность плоскостей колпачка и фланца составляет 1 мм, а разновысотность отдельных изоляторов +2 мм.

Укрепляют изоляторы на металлоконструкциях или на стенах толщиной 100 мм - штырями, вмазанными на цементном растворе. Линейные вводы устанавливают таким образом, чтобы наружная часть ввода была расположена в положении, исключающем скопление в нем влаги и твердых осадков.

Технологические операции при выполнении ошиновки закрытых распредилительных устройств включают правку, резанье, гнутье, монтаж контактных соединений. При отсутствии комплектных камер заводского изготовления работы по ошиновке для РУ цеховых подстанций (обработка контактных поверхностей, сварка соединений, сверление для болтовых соединений и гнутье) выполняют в мастерских по эскизам, составленным по предварительным замерам. В ряде случаев применяют макетный способ заготовки узлов ошиновки.

Для монтажа шин на объекте в помещении распределительного устройства заканчивают все работы по установке опорных и проходных изоляторов и аппаратов на металлоконструкциях, на штырях, на сквозных болтах. Проходные изоляторы, рассчитанные на токи 1500 А и более устанавливают на железобетонной плите или рамах из угловой стали. Рамы выполняют так, чтобы в них не было замкнутых металлических контуров вокруг отдельных фаз. Во избежание чрезмерного нагревания шинодержателей и изоляторов от вихревых токов необходимо разорвать магнитный контур на шинодержателе. Поэтому при рабочем токе более 1000 А детали шинодержателей снабжают прокладками из электрокартона, а при токах более 1500 А одну из шпилек шинодержателя изготавливают из немагнитных материалов (чаще из латуни).Крепление шинодержателя или шины винтом к металлической головке изолятора выполняют так, чтобы конец крепящего винта не упирался в фарфоровую часть изолятора.

Устанавливают и крепят алюминиевые и медные шины на изоляторах различными способами в зависимости от количества шин в каждой фазе. Для установок, работающих на большие токи, обычно применяют многополосные шины или блоки шин, заранее изготовленные на монтажно-заготовительном участке. При монтаже многополосных шин, чтобы сохранить зазор между полосами и обеспечить жесткость ошиновки, ставят прокладки (сухари). Расстояние между точками установки прокладок определяется в проекте в зависимости от расчетной величины тока короткого замыкания. Правку шин на ребро выполняют так, чтобы шины не имели видимого прогиба.

В однополосных шинах, укрепляемых на головках изоляторов, делают овальные вырезы для компенсации изменения длины шины при нагревании ее током, а при креплении многополосных шин между верхней планкой шинодержателя и пакетом шин оставляют зазор в 1,5-2 мм. Шины вследствии нагрева изменяют свою длину. Эти изменения тем больше, чем больше длина шин, поэтому на длинных участках ошиновки (более 20-30 м) устанавливают компенсаторы. В середине такого участка на одном шинодержателе выполняют жесткое крепление, на остальных шинодержателях шины крепят свободно с указанным зазором.

Необходимо отметить, что угол в ошиновке также является своего рода компенсатором. Поэтому при присоединении шин к выводам аппарата делают специальные изгибы, а при больших сечениях полос ставят компенсаторы. Это необходимо для того, чтобы тяжение от шин не передавалось на выводы изоляторов и не привело к повреждению фарфоровой части изоляции или нарушению герметичности аппарата. В присоединениях к аппаратам гибких шин допускается усилие тяжения, создаваемое только весом гибкой шины.

Контактные соединения жестких шин при монтаже современных РУ выполняют преимущественно электросваркой, иногда используют болты и сжимы.

Соединение шин давлением (холодная сварка) не получило широкого применения в электромонтажной практике. Для соединения гибких шин и присоединения их к аппаратам применяют болтовые и прессуемые зажимы. Болтовые соединения жестких шин внахлестку при помощи сквозных болтов или сжимных накладок (плит) используют только в случае присоединения к аппаратам или в местах, где необходим разъем шин. В остальных случаях, как правило, применяют сварку.

Непосредственное болтовое соединение применяют только для шин, выполненных из однородных, медно-алюминиевых переходных пластин. Болтовое соединение стальных шин с алюминиевыми не допускается.

Способ присоединения жестких алюминиевых шин к зажимам аппаратов выбирают в зависимости от конструкции зажима. Сложность состоит в том, что контактные части аппаратов, как правило, выполняют из меди. Если аппарат имеет несколько контактных болтов, то алюминиевые шины крепят непосредственно к выводам. Если имеется один болт на фазу, то применяют медно-алюминиевую пластину, которую и присоединяют к аппарату. В последнее время заводы электротехнической промышленности начали изготовлять специальные зажимы для присоединения алюминиевых шин. Зачистка таких контактных поверхностей напильником или наждачной бумагой недопустима. Если необходима очистка, то ее осуществляют с помощью растворителей.

Гибкие шины к плоским контактным выводам аппаратов присоединяют с помощью болтовых зажимов, изготавливаемых для медных проводов из сплава меди, а для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов из сплава алюминия или с помощью прессуемых ответвительных зажимов. В последнее время шины к аппаратам присоединяют сваркой. Шины РУ после монтажа окрашивают ровным слоем эмали или масляной краски.

Прежде чем приступить к работам по такелажу оборудования и аппаратуры РУ, проверяют исправность такелажных и монтажных приспособлений, целость тросов, канатов и их соответствие весу перемещаемых грузов. Петли на концах тросов выполнены заплеткой, длина которой не менее 25 диаметров троса, или ставят не менее трех болтов зажимов, укрепляя конец троса. Перед применением тросов убеждаются в том, что они не имеют петлеобразных заломов (барашков). На тросах или пеньковых канатах, применяемых в полиспастах и талях, не должно быть сращений.

Прежде чем приступать к подъему груза, точно определяют расположение строп на монтируемом элементе. Если поднимают длинные элементы оборудования, то их крепят не менее чем двумя стропами с применением траверсы. Электрооборудование поднимают только за ушки и кольца (рамы), предназначенные специально для этой цели.

Перед монтажом ошиновки, чтобы не поранить руки, с фланцев изоляторов, болтов, шпилек перед их установкой на конструкциях распределительного устройства удаляют заусеницы. Разъединители и электроконструкции весом 30 кг поднимают только механизмами и специальными приспособлениями. Подъемные тросы и стропы нельзя крепить за изоляторы и контактные детали, которые поднимают на высоту при помощи тросов, пропущенных через отверстия в установочных лапах-рамах. Поднятый разъединитель закрепляют, затем снимают стропы. Перемещение, подъем и установку разъединителей и аппаратов "рубящего" типа производят в положении "ВКЛЮЧЕНО".

Перемещение, подъем и установку выключателей напряжением выше 1000 В и автоматов, снабженных возвратными пружинами или механизмами свободного расцепления, производят в положении "ОТКЛЮЧЕНО". Выключатели с напряженными (натянутыми или сжатыми) отключающими пружинами поднимают или перемещают, если пружины снабжены надежными стопорными приспособлениями.

Шкафы КРУ и другое тяжеловесное электрооборудование перемещают и устанавливают специальными гидравлическими подъемниками или тележками, причем при подъеме узлов ошиновки работу таких кранов спаривают. Персонал, принимающий участие в такелажных работах, должен хорошо знать все уставные сигналы и команды.

 

Приемно-сдаточная документация при монтаже оборудования для электроснабжения.

При приемке-сдаче монтажных работ для электроснабжения оформляется документация отдельно на основные элементы линии электропередач на воздушные, воздушно кабельные, кабельные линии и трансформаторные подстанции.

При приемке в эксплуатацию вновь сооруженной ВЛ сдающей организацией передается эксплуатирующей организации:

- проект линии с расчетами и изменениями, внесенными в процессе строительства и согласованными с проектной организацией;

- исполнительную схему сети с указанием на ней сечений проводов и их марок, защитных заземлений, средств грозозащиты, типов опор и др.;

- акты осмотра выполненных переходов и пересечений, составленные

вместе с представителями заинтересованных организаций;

- акты на скрытые работы по устройству заземлений и заглублений

опор;

- описание конструкций заземлений и протоколы измерений сопротивлений заземлений;

- паспорт линии, составленный по установленной форме;

- инвентарная опись вспомогательных сооружений линий, сдаваемого аварийного запаса материалов и оборудования;

- протокол контрольной проверки стрел провеса и габаритов ВЛ в пролетах и пересечениях.

Перед приемкой в эксплуатацию вновь сооруженной или вышедшей из капитального ремонта ВЛ проверяют техническое состояние линии и соответствие ее проекту, равномерность распределения нагрузки по фазам, заземляющие и грозозащитные устройства, стрелы провеса и вертикальное расстояние от низшей точки провода в пролетах и пересечениях до земли.

На опорах ВЛ должны быть нанесены обозначения, предусмотренные ПТЭ (N опоры, год ввода ВЛ ). На первой опоре от источника указывается наименование ВЛ.

Кабельная линия может быть принята в эксплуатацию при наличии следующей технической документации:

- проекта линии со всеми согласованиями, перечнем отклонений от проекта;

- исполнительного чертежа трассы и муфт с их координатами;

- кабельного журнала;

- актов на скрытые работы, актов на пересечения и сближения кабелей со всеми подземными коммуникациями, актов на монтаж кабельных муфт;

- актов приемки траншей, каналов, туннелей, блоков коллекторов и т.п. под монтаж кабелей;

- актов о состоянии концевых заделок на барабанах;

- протоколов заводских испытаний кабелей;

- монтажных чертежей с указанием исполнительных отметок уровня концевых разделок.

Открыто проложенные кабели, а также все кабельные муфты должны быть снабжены бирками с обозначением:

- протоколов осмотра и проверки изоляции кабелей на барабанах перед прокладкой;

- протокол испытаний КЛ после прокладки;

- актов об осуществлении антикоррозийных мероприятий и защиты от блуждающих токов;

- протоколов грунтов трассы КЛ;

- паспорта КЛ составленного по установленной форме.

КЛ в эксплуатацию принимает специальная комиссия. Определяют целостность кабеля и фазировку его жил, активное сопротивление жил кабеля и рабочих емкостей; измеряют сопротивление заземлений у концевых муфт; проверяют действие устройств защиты при возникновении блуждающих токов; мегаомметром испытывают изоляцию линий до 1 кВ, повышенным напряжением постоянного тока - линии напряжением свыше 2 кВ.

В эксплуатацию принимают весь комплекс сооружений: кабельные колодцы для муфт, туннели, каналы, антикоррозийную защиту, сигнализацию т.п.

Для сдачи трансформаторной подстанции в эксплуатацию монтажная организация готовит следующую документацию:

1) перечень отклонений от проекта;

2) исправленные чертежи;

3) акты на скрытые работы; в т.ч. по заземлениям;

4) протоколы осмотров, формуляры монтажа оборудования.

Пусконаладочная организация представляет документы:

1) протоколы измерений, испытаний и наладки;

2) исправленные принципиальные схемы;

3) сведения о замене аппаратуры.

Включение ТП производят 3х кратным толчком: кратковременное включение и отключение, включение на 1-2 мин. и проверка работы оборудования с последующим выключением и включением на постоянную работу.

Контрольные вопросы.

1. Назовите назначение и перечислите типы ТП?

2. Назовите основные узлы ТП и их назначение?

3. Объясните принципиальную электрическую схему КТП?

4. Как осуществляется приемка строительной части ТП под монтаж?

5. Последовательность монтажа ТП.

6. Как выполняется монтаж КТП?

7. Как осуществляется монтаж заземляющих устройств?

8. Как выполняется монтаж шин?

9. Правила ТБ при выполнении монтажных работ на ТП.

10. Как осуществляется приёмка-сдача законченных монтажом ТП?