5 Подстанции и распределительные устройства предприятий

1. Назначение подстанций и распределительных устройств

Подстанцией называется ЭУ, состоящая из трансформаторов или других преобразователей ЭЭ, распределительных устройств (РУ) напряжением до и выше 1кВ, служащая для преобразования и распределения ЭЭ.

Каждая п/ст имеет три основных узла: РУ высшего напряжения (РУВН), трансформатор, РУ низшего напряжения (РУНН).

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

Если РУ расположено внутри помещений п/ст, то оно называется закрытым (ЗРУ), если расположено на открытом воздухе, то - открытым (ОРУ).

Комплексным распределительным устройством (КРУ) называется РУ, состоящее из полностью или частично закрытых шкафов или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, измерительными приборами, поставляемое в полностью или частично собранном и подготовленном к сборке виде.

Комплектное распределительное устройство наружной установки (КРУН) – это КРУ, предназначенное для наружной установки.

В зависимости от назначения п/ст выполняются трансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП) – выпрямительными. ТП являются одним из основных звеньев СЭС.

На территории промышленных предприятий размещают ТП следующих видов:

1). Заводские п/ст

• ГПП и ПГВ с ОРУ для приема ЭЭ 110-35 кВ и преобразования в напряжение 6-10 кВ для питания цеховых п/ст и мощных ЭП;

• п/ст и РП с ЗРУ, с установкой на них высоковольтного оборудования 6-10 кВ и трансформаторов 6-10/0,4 кВ.

2). Цеховые п/ст для питания одного или нескольких цехов выполняются:

• внутрицеховыми, которые размещаются внутри зданий (открыто или в отдельных помещениях в зависимости от условий окружающей среды и характера производства);

• встроенные – это закрытые ТП, вписанные в контур основного здания или примыкающие к его стенам с внутренней стороны цеха, что позволяет выкатывать трансформатор из камеры прямо за пределы цеха;

• пристроенные – ТП, примыкающие непосредственно к стенам основного производственного здания и применяемые при недопустимости установки внутрицеховых ТП по условиям загрязненности воздуха рабочей зоны и когда значительная часть нагрузок расположена за пределами цеха;

• отдельно стоящие – ТП, расположенные отдельно от здания цеха и применяются когда по условиям технологического процесса невозможно размещения встроенных ТП и для питания нескольких цехов.

Чаще всего ТП выполняются комплектными (КТП), которые состоят из трансформаторов и блоков КРУ или КРУН, поставляемых в собранном или подготовленном для сборки виде.

По количеству трансформаторов ТП бывают одно- и двухтрансформаторными.

[1,с.252-263; 2,с.220-222]

2. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанций

Однотрансформаторные ТП применяют при питании ЭП, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки «складского» резерва, или при резервировании осуществляемой по перемычкам на вторичном напряжении, т.е. для питания ЭП II и III категории.

Двухтрансформаторные ТП применяют при преобладании потребителей I и II категории (особой группы ЭП), а также при наличии неравномерного графика нагрузки (суточного или годового). В условиях максимальных нагрузок один из трансформаторов отключается.

Для уменьшения токов к.з. работа трансформаторов двухтрансформаторных ТП в сетях промышленных предприятий, как правило, предусматривается раздельная.

Ориентировочно число и мощность трансформаторов можно выбирать по удельной плотности нагрузки. При удельной плотности 0,2 0,3 кВ*А/м² целесообразно применять в цеховых ТП трансформаторы мощностью 1600-2500кВ*А. При меньшей плотности нагрузки наиболее экономичны трансформаторы мощностью 1000, 630, 400 кВА и менее.

Выбор мощности трансформаторов производится исходя из расчетной нагрузки объекта электроснабжения, Т_max, предполагаемого роста нагрузок, допустимой перегрузки трансформаторов и их экономической загрузки.

Рекомендуется применять следующие коэффициенты загрузок трансформаторов в нормальном режиме:

а) при преобладании нагрузок I категории на двухтрансформаторных ТП k_з=0,65 0,7;

б) при преобладании нагрузок II категории при однотрансформаторных ТП и взаимном резервировании на вторичном напряжении k_з=0,7 0,8;

в) при преобладании нагрузок II категории и при наличии централизованного (складского) резерва трансформаторов, а также при нагрузках III категории k_з=0,9 0,95.

При выборе мощности трансформаторов цеховых ТП необходимо стремиться к возможно большей однотипности трансформаторов.

Мощность трансформатора двухтрансформаторной ТП выбирается с таким расчетом, чтобы при выходе из строя одного трансформатора оставшейся в работе мог бы нести всю нагрузку потребителей I и II категории (потребители III категории могут временно отключаться).

В соответствии с требованиями «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» допускается перегрузка трансформаторов сверх номинальной до 40% общей продолжительностью не более 6 часов в сутки в течении 5 суток подряд при условии, что коэффициент начальной загрузки не превышал 0.93. Т.е. К_З в послеаварийном режиме (например, при одном оставшемся в работе трансформаторе двухтрансформаторной ТП) не должен быть более 1.4.

[1,с.287-293; 2,с.278-286]