Схемы соединений ТП

При электроснабжении сельских потребителей от сетей крупных энергосистем предусматриваются две ступени трансформации напряжения:

1. с 110(35) на 10(6) кВ – выполняются на понижающих трансформаторных подстанциях, называемых районными;

2. с 10(6) на 0,4(0,23) кВ – выполняются на понижающих трансформаторных подстанциях, называемых потребительскими.

1. Схемы районных ТП 35/10 кВ и 110/10 кВ:

– устанавливаются как можно ближе к центру питаемых нагрузок;

– выбирается количество и мощности трансформаторов;

– определяется число отходящих линий 10 кВ;

– разрабатывается принципиальная схема электрических соединений подстанций с учетом следующих типов подстанций по способу подключения (рисунок 4.8):

а) тупиковые;

б) на отпайке;

Рис. 4.8.

в) проходные – наиболее сложные и дорогие, т.к. требуют большего количества аппаратуры.

Рассмотрим схему районной подстанции 110/10 кВ (рисунок 4.9). Подстанция присо-единена к магистральной линии 110 кВ, пита-ющей ряд подобных подстанций. Если слу-чится повреждение в трансформаторе, то авто-матически включится короткозамыкатель КЗ, установленный со стороны высшего напря-жения 110 кВ подстанции. Это вызовет искус-ственное замыкание на ЛЭП 110 кВ, что приведет к отключению масляного выключа-теля в начале ЛЭП (около РУ-110 кВ). После этого (в бестоковую паузу) автоматически отключится отделитель ОД и отъединит подстанцию от ЛЭП 110 кВ.

Рис. 4.9.

Спустя короткое время масляный выключатель ЛЭП 110 кВ снова автоматически повторно включится (АПВ), и остальные подстанции, подсоединенные к этой линии, снова начнут получать питание.

Если произойдет повреждение на шинах 10 кВ или отходящих линиях, то сработают соответствующие масляные вык-лючатели 10 кВ. К ЛЭП 110 кВ подстанцию подключают без нагрузки отделителем, предва-рительно отключив короткозамыкатель. После этого включают нагрузку.

По такой схеме подключаются подстанции с мощностью 2500 кВА и выше.

2. Схемы потребительских ТП 6-35/0,4кВ (рисунок 4.10):

– устанавливаются в непосредственной близости от потребителей;

– электроэнергия подается потребителям по отходящим линиям;

– разрабатывается наилучший технико-экономический вариант принципиальной схемы подстанции (с наименьшим сроком окупаемости, не более 8 лет).

	Рис. 4.10.

ГЛАВА 5. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Распределительные устройства РУ – электроустановки для приема и распределения электроэнергии, содержащие отключающую, защитную и измерительную аппаратуру, соединительные шины и вспомогательные устройства.

К РУ предъявляется ряд серьезных требований:

– надежность работы оборудования;

– безопасность и удобство обслуживания персоналом;

– экономичность эксплуатации;

– пожаробезопасность;

– возможность расширения без существенных переделок.

Три основных типа РУ:

1. Закрытые (ЗРУ) (на напряжение до 20 кВ), в которых все электрооборудование размещается внутри здания.

Простейшее ЗРУ – распределительный щит на напряжение до 1000В (рисунок 5.1).

Различают ЗРУ свободно стоящие (у стены) и прислонного типа (на расстоянии), размещаются в одноэтажном здании.

Рисунок. 5.1.

В конструкции ЗРУ предусмотрены ячейки, включающие в себя выключатель, разъединители, трансформаторы тока, участок сборных шин и часть здания, относящееся к одной цепи. Шаг ячейки составляет 1,5 м.

На рисунке 5.2 показан поперечный разрез по ячейке ЗРУ: 1 – шинные разъединители; 3 – выключатели; 4 – проходные трансформаторы тока; 5 – линейные разъединители;

6 – трансформатор напряжения; 7 – приводы; 8 – сетчатая дверь; 9 – кирпичные столбы для крепления реле и счетчиков.

На плане в показано двухрядное расположение ячеек по обе стороны коридора управления.

2. Комплектные (КРУ) (на напряжение до 35 кВ), состоят из закрытых металлических шкафов с встроенными в них аппаратами, сборными шинами, измерительными и защитными приборами и вспомогательными устройствами; изготовляются и комплектуются на заводе, поставляются в собранном виде.

Выпускаются для:

– наружной (КРУН);

– закрытой установок.

КРУ в отличие от ЗРУ лучше отвечают требованиям, предъявляемым к РУ.

3. Открытые (ОРУ) (на напряжение до 750 кВ), в них все электрооборудование размещается вне здания, на открытом воздухе.

Недостатки ОРУ – занимают большие площади, подвержены влиянию окружающей среды (замерзание, запыление, загрязнение).

В ОРУ (в отличие от КРУ и ЗРУ) токоведущие части закрепляют на изоляторах, размещенных на опорах специальных конструкций, аппаратура устанавливается на основаниях и

фундаментах.

На рисунке 5.3 приведен разрез по цепи линии электропередачи ОРУ 400 кВ: 1 и 2 – системы сборных шин, 3 – два включателя на цепь, 4 – разъединитель вертикально-рубящего типа, 5 – трансформаторы тока опорного типа в фарфоровых рубашках с масляным наполнением, 6 – заградительные дроссели, 7 – конденсаторы опорного типа.

ГДАВА 6. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ И ПОДСТАНЦИЯХ

Основной причиной подавляющего числа аварий в электроустановках являются короткие замыкания, возникающие из-за:

1) нарушения электрической прочности изоляции токоведущих частей вследствие:

– атмосферных (гроза) и коммутационных (переходные режимы в самой установке) перенапряжений в электроустановке;

– естественный износ изоляции (старение);

– дефекты в изоляции;

– механические повреждения изоляции (в том числе от птиц и крыс);

– злоумышленные действия.

2) ошибочных действий эксплуатационного персонала.

В электроустановках с заземленной нейтралью повреждение междуфазной изоляции и изоляции отдельных фаз приводит к возникновению аварийного режима короткого замыкания.

В электроустановках с изолированной нейтралью эти повреждения вызывают ненормальный режим замыкания на землю.

В системах с неизолированной нейтралью могут возникать трехфазные (или симметричные) и двухфазные (несимметричные) короткие замыкания.

В системах с заземленной нейтралью могут возникать короткие замыкания симметричные (трехфазные) и (несимметричные):

а) двухфазные;

б) однофазные (на землю);

в) двухфазные через землю при замыканиях в одной точке;

г) двухфазные через землю при замыканиях в различных точках.

На рисунке 6.1 представлены схемы токов короткого замыкания.

Аварийная статистика показывает, что большинство к.з. являются несимметричными.

В системах с заземленной нейтралью трехфазные к.з. составляют 5%, двухфазные – 10%, однофазные – 65%, двухфазные на землю – 20%.

Поскольку токи к.з. значительно больше номинальных, то механические усилия при к.з. могут возрасти настолько, что могут разрушит электроустановку (при максимальном значении тока к.з., называемом ударным – ). Поэтому при выборе и установке электрооборудования, различных конструкций и устройств (через которые могут проходить токи к.з.) электростанций и подстанций, они должны проверятся на электродинамическую стойкость.

Кроме этого, токи к.з., протекая по элементам электроустановок, оказывают на них термическое действие (нагрев), что может привести к разрушению изоляции проводников. Поэтому электрооборудование проверяют и на термическую стойкость.

ГЛАВА 7. СЕЛЬСКИЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ

Сельские ТП в системе электроснабжения служат передающим устройством между электро-станцией и потребителями, и осуществляют преобразование электрической энергии одного рабочего напряжения в другое. В связи с этим различают:

1. повышающие ТП – если есть необхо-димость распределить электроэнергию более высо-кого рабочего напряжения, чем вырабатывается генераторами сельской электростанции;

2. понижающие ТП – для электроснабжения большинства сельскохозяйственных потребителей, различают:

– районные понижающие ТП: трансформация электроэнергии с напряжения 500-35кВ на 110-6кВ; эта электроэнергия распределяется к удаленным потребителям по высоковольтным воздушным или кабельным линиям передачи (рисунок 7.2).

– потребительские понижающие ТП: трансформация электроэнергии с напряжения 35-6 кВ на 0,4 кВ (до 630кВА); сооружаются в непосредственной близости от потребителей.

Оба типа ТП выполняются сейчас в комплектном варианте.

Рис. 7.1. Современное исполнение КТП

Основной конструктивной формой сельских КТП являются мачтовые ТП, установленные на П-образных промежуточных опорах. В эксплуатации еще остались маломощные мачтовые КТП, установленные на деревянной или железобетонной

опоре. На рисунке 7.3 изображена тупиковая мачтовая

ТП. Ее питание обеспечивается от концевой анкерной

опоры (она не показана), расположенной в 15-25 м от ТП. Через разъединители 1 и предохранители 2 питающие голые провода подводятся к трансформатору 3, расположенному на смотровой площадке, от которой вниз идет складная металлическая лестница. От трансформатора уже изолированными проводами (в стальной трубе 6), напряжение 0,4 кВ подводится к щиту, расположенному в стальном ящике 5. После ящика изолированными проводами (в стальных трубах 7) напряжение подводится к линиям 8. Разъединителями управляют с земли ручным рычажным приводом 4.

Рисунок 7.3. Тупикавая мачтовая ТП

Рисунок 7.3. Тупиковая мачтовая ТП

Наряду с МТП в сельских электросетях применяют КТП закрытые киоскового типа (трансф-ые киоски, рисунок 7.4) и шкафного типа (рисунок 7.5).

Рисунок 7.4. Киосковя КТП

Комплектация электрооборудования в киосковых КТП та же, что и у мачтовых ТП, но расположено оно в металлическом (кирпичном) киоске, установленном на бетонном фундаменте. Шкаф высшего напряжения, силовой трансформатор и шкаф низшего напряжения расположены горизонтально на полу и имеют между собой дополнительное запираемое сетчатое ограждение. На входной в киоск двери также предусмотрен замок со съемной ручкой. Такое исполнение киосковой ТП обеспечивает большую защищенность оборудования от внешних условий.

Рисунок 7.5. КТП шкафного типа Рисунок 7.6. Разъединитель

с приводом на опоре

Список используемой литературы

1. Г е с с е н В. Ю., Г р и г о р ь е в Ю. А. Электрические станции и подстанции. – М.: Колос, 1968. – 423 с.

2. В а с и л ь е в А. А., К р ю ч к о в И. П., Н а я ш к о в а Е.Ф. Электрическая часть станций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 575 с.

3. Б у д з к о И. А., З у л ь Н. М. Электроснабжение сельского хозяйства. – М.: ВО «Агропромиздат», 1990. – 491 с.

4. Правила устройства электроустановок. 7-е издание. – СПб: издательство ДЕАН, 2007. – 625 с.

С О Д Е Р Ж А Н И Е:

Введение 3

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ И

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ 4

1.1. Типы электростанций 4

1.2. Связь между электростанциями, энергосистемой и потребителями 5

1.3. Общие сведения об энергосистемах 7

1.4. Общие сведения об электрооборудовании электростанций 9

1.5. Режимы работы электрооборудования электростанций и подстанций 10

ГЛАВА 2. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

И ПОДСТАНЦИЙ 11

2.1. Синхронные генераторы 11

2.2. Синхронные компенсаторы и статические конденсаторы на подстанциях 16

2.3. Электродвигатели 17

2.4. Силовые трансформаторы 18

ГЛАВА 3. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ 21

3.1. Отключающее оборудование 21

3.2. Ограничивающее оборудование 25

3.3. Измерительное оборудование 26

3.4. Защитное оборудование 29

3.5. Сигнальное оборудование 32

3.6. Собственные нужды электростанций и подстанций 33

ГЛАВА 4. СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ 34

4.1. Виды схем соединений и их назначение 34

4.2. Исходные данные для выбора схемы соединений.

Требования, предъявляемые к принципиальным схемам 34

4.3. Схемы соединений электростанций при электроснабжении

потребителей на основные напряжения 35

4.4. Схемы соединений ТП 38

ГЛАВА 5. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА 40

ГДАВА 6. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙ

НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ И ПОДСТАНЦИЯХ 43

ГЛАВА 7. СЕЛЬСКИЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ 45

Список используемой литературы 48

Конспект лекций по дисциплине

«Электрические станции и подстанции»

Авторы Л.И. Васильев

Е.А. Тур

Редактор Е.А. Тур

Подписано в печать П. л. Уч. из. Тираж 150 экз. Заказ

Санкт-Петербургский государственный

аграрный университет

кафедра Электротехники и электроснабжения

г. Пушкин, ул. Садовая, 14

Дата добавления: 2014-01-15