При использовании на КТП сухого трансформатора применяется облегченная изоляция.
Рис 2. Пример устройства КТП
трансформаторный подстанция электроустановка напряжение
Дополнительное оборудование. Чтобы подключить КТП при помощи кабеля по воздуху к ближайшей ЛЭП, на ней используют следующее оборудование для воздушного ввода:
· опорные, штыревые и проходные изоляторы
· ограничители напряжения
Сама камера, портал высокого ввода крепится на крыше КТП при помощи болтов над отсеком РУВН или РУНН.
Для обеспечения безопасности людей обслуживающих КТП, на ней предусмотрен контур заземления. Его отсутствие на подстанции не допустимо. Он представляет собой металлическую полосу, соединенную с грунтом и уходящую в него на 40-50 см, нетоковедущих частей, служащих для вывода из системы блуждающих электрических токов, а также препятствует скоплению на электрическом оборудовании подстанции статического
3.4 Устройство и работа шкафов РУНН
В шкафах РУНН устанавливаются аппараты защиты, измерительные приборы, средства релейной защиты и автоматики, а также вспомогательные устройства со всеми внутренними электрическими соединениями главных и вспомогательных цепей.
В шкафах РУНН напряжение 0,4 кВ через вводные автоматические выключатели подается на сборные шины, от сборных шин через линейные автоматические выключатели к потребителю. Конструкция шкафов РУНН позволяет выполнить любую комбинацию автоматических силовых выключателей выдвижного или стационарного исполнения отечественного (серий ВА (ОАО «Контактор», ОАО «ДЗНВА»), «Электрон» (ОАО «Контактор»)) или импортного производства (cерий Sentron VL, WL фирмы Siemens, серий Compact NS, NT, NSX, Masterpact NT и NW фирмы Schneider Electric и SACE Emax, Tmax фирмы ABB и т. д.). Марка и тип выключателя определяется заказом (опросным листом).
Каждый шкаф разделен на отсеки выключателей и релейный отсек, где установлена аппаратура управления автоматики и учета электроэнергии, а также отсек шин, где размещены сборные шины, шинные ответвления для кабельных и шинных присоединений и трансформаторы тока. Ошиновка ввода и сборные шины РУНН, а также вводной выключатель выполняются на ток, равный номинальному току силового трансформатора с коэффициентом 1,3 Iн в соответствии с ГОСТ 14695-80.
Распределительное устройство низкого напряжения однотрансформаторной подстанции состоит из одной секции шкафов РУНН. Секция - это набор шкафов, состоящих из одного шкафа ввода и одного или нескольких шкафов отходящих линий.
Распределительное устройство низкого напряжения двухтрансформаторной подстанции состоит из двух секций и одного шкафа секционирования. Наличие двух секций позволяет обеспечивать бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией при отключении одного из вводов через шкаф секционирования.
В качестве комму тирующего аппарата в шкаф секционирования могут быть установлен выключатель или разъединитель.
Рис 3. Принципиальная схема РУНН
При работе двухтрансформаторных подстанций предусмотрена схема АВР. Возможна реализация схемы АВР как на электромеханических реле, так и на микропроцессорной аппаратуре.
Если РУНН оборудовано дополнительным вводом от дизельной электростанции (ДЭС), при исчезновении напряжения на главных вводах включается данный ввод. Отключение ввода от ДЭС происходит при появлении напряжения на одном из основных вводов.
3.5 Устройство и работа шкафов РУВН
Распределительное устройство (РУ) высокого напряжения состоит из ячеек, в которых размещается вся высоковольтная аппаратура масляные выключатели, разъединители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, сборные шины и реле зашиты.
Преобразовательные агрегаты машинного зала соединяются бронированными кабелями с масляными выключателями распределительного устройства высокого напряжения. Кабели прокладываются частично под полом, частично в земле между зданиями.?
Рис 4. Принципиальная схема РУВН
3.6 Устройство и работа трансформатора
Рис 5. Схема работы трансформатора
На схеме изображены основные части: ферромагнитный сердечник, две обмотки на сердечнике. Первая обмотка и все величины которые к ней относятся (i1-ток, u1-напряжение, n1-число витков,Ф1 - магнитный поток) называют первичными, вторую обмотку и соответствующие величины - вторичными.
Первичную обмотку включают в сеть с переменным напряжением, её намагничивающая сила i1n1 создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф, который сцеплен с обеими обмотками и в них индуцирует
ЭДС e1= -n1 dФ/dt, e2= -n2dФ/dt.
При синусоидальном изменении магнитного потока
Ф = Фm sinщt , ЭДС равно e = Em sin (щt-р/2).
Для того чтобы посчитать действующее значение ЭДС нужно воспользоваться формулой
E=4.44 f n Фm,
где f- циклическая частота, n - количество витков, Фm - амплитуда магнитного потока. Причем если вы хотите посчитать величину ЭДС в какой либо из обмоток, нужно вместо n подставить число витков в данной обмотке.
Из приведенных выше формул можно сделать вывод о том, что ЭДС отстает от магнитного потока на четверть периода и отношение ЭДС в обмотках трансформатора равно отношению чисел витков E1/E2=n1/n2.
Если вторая обмотка не находится под нагрузкой, значит трансформатор находится в режиме холостого хода.
В этом случае i2 = 0, а u2=E2, ток i1 мал и мало падение напряжения в первичной обмотке, поэтому u1?E1 и отношение ЭДС можно заменить отношением напряжений u1/u2 = n1/n2 = E1/E2 = k.
Из этого можно сделать вывод, что вторичное напряжение может быть меньше или больше первичного, в зависимости от отношения чисел витков обмоток. Отношение первичного напряжения ко вторичному при холостом ходе трансформатора называется коэффициентом трансформации k.
Как только вторичная обмотка подключается к нагрузке, в цепи возникает ток i2, то есть совершается передача энергии от трансформатора, который получает ее из сети, к нагрузке.
Передача энергии в самом трансформаторе происходит благодаря магнитному потоку Ф.
Обычно мощность на выходе и мощность на входе приблизительно равны, так как трансформаторы являются электрическими машинами с довольно высоким КПД, но если требуется произвести более точный расчет, то КПД находиться как отношение активной мощности на выходе к активной мощности на входе з = P2/P1.
Магнитопровод трансформатора представляет собой закрытый сердечник собранный из листов электротехнической стали толщиной 0,5 или 0,35мм. Перед сборкой листы с обеих сторон изолируют лаком.
По типу конструкции различают стержневой (Г-образный) и броневой (Ш-образный) магнитопроводы. Рассмотрим их структуру.
Стержневой трансформатор состоит из двух стержней, на которых находятся обмотки и ярма, которое соединяет стержни, собственно, поэтому он и получил свое название. Трансформаторы этого типа применяются значительно чаще, чем броневые трансформаторы.
3.7 Опорные, штыревые и проходные изоляторы
Опорные изоляторы для внутренней установки на напряжение 3 - 35 кв выполняются, как правило, стержневого типа и состоят из фарфорового тела и металлической арматуры. В изоляторах с внутренней герметизированной полостью (рис. 6, а) арматура в виде шапки для закрепления шин и круглого или овального основания скрепляется с фарфором с помощью цемента.
Рис 6. Опорные изоляторы типа ОФ-6 для внутренней установки
Ребристость развита слабо и служит для некоторого увеличения разрядного напряжения.
Наибольшее влияние оказывает ребро, расположенное у шапки, которое несколько выравнивает поле в области наиболее высоких напряженностей, откуда начинается развитие разряда.
Изоляторы с внутренней заделкой арматуры (рис. 6, б) имеют меньшие вес, высоту и несколько лучшие электрические характеристики по сравнению с изоляторами с воздушной полостью.
Достигается это потому, что при внутренней заделке арматуры наибольшие напряженности наблюдаются в фарфоре, воздушная полость отсутствует, а арматура играет роль внутреннего экрана.
Проходной изолятор предназначен для провомда токоведущих элементов через стенку, имеющую другой электрический потенциал.
Проходной изолятор с токопроводом содержит токоведущий элемент, механически соединенный с изоляционной частью.
Рис 7. Керамический проходной изолятор ИПУ-10\630
Штыревые изоляторы состоят из одного или двух фарфоровых элементов и армируются на металлических штырях, закрепляемых в траверсах опор.
Все штыревые изоляторы обеспечивают жесткое крепление проводов на опорах.
Рис 8. Штыревые изоляторы ИШОС 10 и фарфоровый ОНШ 10
3.8 Устройство и работа ограничителя напряжения
ОПН-электрические аппараты, предназначенные для защиты оборудования систем электроснабжения от коммутационных и грозовых перенапряжений.
ОПН конструктивно представляет собой колонку варисторов, заключенных в высокопрочный полимерный корпус из высокомолекулярного каучука (в случае полимерной изоляции прибора), либо колонку варисторов, прижатую к боковой поверхности стеклопластиковой трубы, расположенной внутри фарфора (в случае фарфоровой изоляции).
В ОПН с полимерной изоляцией пространство между стеклопластиковой трубой и колонкой варисторов заполняется низкомолекулярным каучуком, а сама стеклопластиковая труба имеет расчетное количество отверстий для обеспечения взрывобезопасности конструкции при прохождении токов короткого замыкания.
У ограничителей перенапряжений с фарфоровой изоляцией на торцевых сторонах покрышки располагают мембраны и герметизирующие резиновые уплотнительные кольца, а на фланцах устанавливают специальные крышки с выхлопными отверстиями. На крышке ограничителя перенапряжений имеется контактный болт для подключения к токоведущей шине. ОПН снабжён изолированной от земли плитой основания. Внутренняя стеклопластиковая труба, мембраны и крышки обеспечивают взрывобезопасность конструкции при прохождении токов короткого замыкания.
Рис 9. Пример исполнения принципиальной схемы ОПН
Принцип действия ОПН заключается в ограничении перенапряжения тем, что появлении опасного для изоляции перенапряжения, вследствие высокой нелинейности резисторов через ограничитель перенапряжений протекает значительный импульсный ток, в результате чего величина перенапряжения снижается до уровня, безопасного для изоляции защищаемого оборудования.
В нормальном рабочем режиме ток через ограничитель имеет емкостный характер и составляет десятые доли миллиампера. Но при возникновении перенапряжений резисторы ОПН переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание перенапряжения до уровня, безопасного для изоляции защищаемой электроустановки. Когда перенапряжение снижается, ограничитель вновь возвращается в непроводящее состояние.
Вольт-амперная характеристика ограничителя состоит из 3 участков:
1. - область малых токов;
2. - область средних токов;
3. - область больших токов.
Рис 10. Вольт-амперная характеристика ОПН
4. Маркировка и пломбирование
Пломбирование может быть осуществлено после стыковки и монтажа КТП на месте монтажа эксплуатирующей организацией.
Маркировка шкафов РУНН выполнена следующим образом: вводные шкафы обозначены как В1, В2; шкафы секционного выключателя имеют таблички с надписью: "СВ1, СВ2" и т.д.; шкафы линии имеют маркировочные таблички с номером шкафа, например, "1", "2" и т. д. в соответствии с опросным листом заказчика. Шкаф УВН имеет маркировочную табличку с надписью "УВН".
На торцевых стенках РУНН имеется товарный знак завода-изготовителя. Грузовая маркировка выполнена по ГОСТ 14192-96. На фасадной панели шкафа ввода РУНН прикреплена табличка с паспортными данными.
Для облегчения сборки при монтаже демонтированные элементы на время транспортирования КТП имеют условную маркировку номером чертежа в соответствии со схемами монтажа и комплектовочными ведомостями на конкретные заказы. Провода вспомогательных цепей маркированы в соответствии со схемами электрических соединений.
5. Упаковка
КТП должны быть упакованы в ящики типов II-1, II-2, IV-1 по ГОСТ 10198-91 и закреплены в соответствии с требованиями ГОСТ 23216-78.
Все неокрашенные металлические поверхности КТП (винты, таблички, замки, ручки приводов и др.) должны быть подвергнуты консервации по ГОСТ 23216-78. Упаковка технической и сопроводительной документации производится в соответствии с требованиями ГОСТ 23216-78.
Упаковывание запасных частей и (или) принадлежностей производится по технической документации изготовителя. Составные части изделия упаковываются по тем же требованиям что и само изделие.
Упаковка КТП должна быть приспособлена к крановым перегрузкам и погрузочно-разгрузочным работам машинами и механизмами с вилочными захватами, и тележками с подъемными платформами и для крепления к транспортным средствам. КТП, транспортируемые в виде отдельных грузовых мест, могут в целом не иметь упаковки, если этому позволяют условия транспортирования, хранения и сроки сохраняемости шкафа.