И ДО 1,5 кВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

7.1. Цеховые подстанции третьего уровня системы электроснабжения

Цеховые трансформаторные подстанции напряжением 6—10/(0,4-0,69) кВ не имеют, как правило, сборных шин первичного напряжения как при ради­альном, так и при магистральном питании. При радиальной схеме питания глухое присоединение к линии 6-10 кВ (рис. 7.1, а) идет от распределитель­ной подстанции 4УР (к глухим присоединениям относят и применение штеп­сельного кабельного разъема). Коммутационный аппарат (разъединитель или выключатель нагрузки в сочетании с предохранителем) перед цеховым транс­форматором применяется в следующих случаях: источник питания находится в ведении другой эксплуатирующей организации (установка отключающего аппарата необходима по условиям защиты, например газовой или однофазных КЗ): подстанция значительно (более 3 км) удалена от источника питания (по воздушной линии, на стороне низкого напряжения не установлен отключаю­щий аппарат). На стороне 6-10 кВ коммутационный аппарат устанавливают и для создания видимого разрыва (при осмотрах и ремонтных работах). На давно эксплуатируемых подстанциях встречается присоединение трансформа­тора через высоковольтный предохранитель.

Подключение через разъединитель с плавкими предохранителями — наи­более дешевый вариант защиты трансформатора ЗУР (по сравнению с отдель­ным выключателем на подстанции 4УР). Эту схему применяют в следующих случаях: ток нагрузки трансформатора отключается аппаратами НН, разъеди­нитель ВН способен отключить ток холостого хода трансформатора; номенк­латура плавких предохранителей позволяет выбрать подходящие по номиналь­ному току трансформатора предохранители с требуемой отключающей способностью токов короткого замыкания; включение и отключение транс­форматора производится относительно редко (например, не более нескольких раз в месяц); не требуется дистанционное управление или телеуправление подстанцией, у трансформатора нет защит, требующих в цепи ВН выключа­теля. Когда необходимо отключение тока нагрузки со стороны ВН, вместо разъединителя применяют выключатель нагрузки (в случае частых, например ежедневных, коммутаций в цепи трансформатора и при применении сложных защит со стороны ВН трансформатора).

При магистральном (кольцевом, петлевом) питании на вводе трансформа­тора устанавливают: при номинальной мощности S > 630 кВА — предохра-

Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях

6-10 кВ _ми

6-10 кВ

Т2 ХСХ^2х Ю00 кВА Т КУ 400 кВА

0,4-0,69 кВ

_| 0,4- 0,69 кВ |

у у V у у у

о б в

Рис. 7.1. Схемы включения трансформаторов КТП в электрическую сеть (описание в тексте)

нитель и выключатель нагрузки (рис. 7.1, б); при 5_Н0М < 400 кВА разъедини­тель и предохранитель (рис. 7.1, в). Для трансформаторов 25-100 кВА можно устанавливать лишь один разъединитель.

При магистральной схеме распределения электроэнергии на напряжении 6-10 кВ установка отключающего аппарата не обязательна в следующих случаях: 1) если магистраль выполнена воздушной линией и обеспечена до­статочная чувствительность защиты на головном участке к повреждениям в трансформаторе; 2) если обеспечена необходимая степень резервирования электроприемников (применение схемы двойной магистрали и резервиро­вания на стороне низкого напряжения ТП); 3) если на двухтрансформатор-ной подстанции мощность одного трансформатора достаточна для питания 1 и 2 категории и установлена отключающая аппаратура со стороны низше­го напряжения трансформатора; 4) секции шин ТП оборудованы устройст­вами АВР.

При магистральной схеме питания на вводе к цеховому трансформатору в большинстве случаев устанавливают выключатель нагрузки последова­тельно с предохранителем или разъединитель в комплекте с предохраните­лем, так как при повреждении или ненормальном режиме работы транс­форматора это позволяет осуществить селективное отключение цеховой ТП. Глухое присоединение трансформаторов при магистральной схеме питания применяют редко, так как в этом случае повреждение трансформатора при­водит к отключению всей магистрали выключателем головного участка (вы­соковольтным выключателем подстанции 4УР) и к потере питания всех це­ховых ТП, подключенных к магистрали. Не рекомендуется (рис. 7.2, б) подключение к одной магистрали более трех трансформаторов 1000 кВА (за исключением специальных схем, в которых требуется, например, повы-

7. /. Цеховые подстанции третьего уровня системы электроснабжения

Q1

IQ2

4УР Т I—1 Т ^рп 6-Ю кВ

V V

4УР РП 6-10 кВ

5^

V V

1Л. 1А 1^1Л. 1Л. 1Л.

LJTfnZrhPГ~

II II II И \ N¹

1Л. 1-1 1-1

АВР АВР АВР

Рис. 7.2. Схемы питания трансформаторов ЗУР:

а — радиальная; б — магистральная

сить токи КЗ на стороне 0,4 кВ). При магистральных кольцевых схемах и силовых трансформаторах небольшой мощности 10—400 кВА это ограниче­ние не используют.

Таким образом, цеховые трансформаторные подстанции ЗУР можно при­соединять к распределительным подстанциям 4УР по радиальной, магист­ральной или смешанной схеме. Схема радиального питания трансформаторов ЗУР, широко применяемая в базовых отраслях промышленности (с глухим присоединением), представлена на рис. 7.2, а. Создание РП предполагает две ячейки ввода (В-1 и В-2), двойную ячейку АВР, две ячейки, отходящие от подстанции 5УР. Поэтому в общем случае по экономическим соображениям РП 6—10 кВ сооружают, когда количество рабочих присоединений на секцию рано шести и более. До этого используют магистральную схему и занимают большее количество ячеек на 5УР.

Магистральная схема (рис. 7.2, 6) отличается меньшей надежностью элек­троснабжения и большим числом отключенных потребителей, она экономич­нее за счет меньшего количества используемых ячеек и меньшей длины ка­бельных линий. Что касается сечения питающих кабелей (и проводов воздушных ЛЭП), то из-за ограничений по механической прочности и терми­ческой стойкости выбрано одно — обычно 95 мм². Хотя подобные решения об унификации принимались неоднократно, но ценологические свойства элект­рического хозяйства не дали им осуществиться.

В последнее десятилетие ЗУР оснащают преимущественно комплектными ТП. Возможна отдельная установка трансформатора в цехе для непосредст­венного питания технологического агрегата: в отдельной камере (со щитом низкого напряжения или без); открыто у стены цеха (по требованиям собст­венников или условий эксплуатации).

Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях

Широко применяемые КТП не имеют сборных шин первичного напряже­ния и отличаются только конструкцией (в зависимости от завода-изготовите­ля). КТП комплектуют из следующих основных элементов (рис. 7.3): устрой­ство высокого напряжения — шкаф ВН; трансформатор; распределительное устройства низкого напряжения — шкаф НН с вводным автоматическим вы­ключателем, низковольтные шкафы отходящих линий и шкаф секционного низкого напряжения, обычно осуществляющий АВР. Шкаф ВН представляет собой блок высоковольтного ввода трех типов: ВВ-1 — с глухим присоедине­нием кабеля; ВВ-2 — с присоединением кабеля через разъединитель; ВВ-3 — с присоединением кабеля через разъединитель и предохранитель. В шкафу на­ходится коммутационно-защитный аппарат КТП, тип которого зависит от мощности трансформатора. Выбор выключателя нагрузки или разъединителя в качестве коммутационного аппарата зависит от необходимости отключения холостого хода трансформатора.

3 4

I

~1

V

Г

V

Рис. 7.3. Компоновки КТП с одним (а) и двумя трансформаторами (б) — линейное и П-образное расположение трансформаторов и шкафов (в):

1 — вводное устройство высокого напряжения (6, 10 кВ); 2 — силовой трансформатор (6-10/0,4 кВ); 3 — распределительное устройство низкого напряжения (0,4/0,23 кВ); 4 — низко­вольтный шкаф отходящих линий; 5 — шкаф секционный низкого напряжения; 6 — шинные коро­ба; 7 — ограждение подстанции

7. /. Цеховые подстанции третьего уровня системы электроснабжения

Комплектные ТП 6-10 кВ общего назначения для внутренней установки выпускают одно- и двухтрансформаторными с трансформаторами ТМФ, ТМЗ, ТСЗ, НТЗ*. Шкала трансформаторов стандартная: 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА. Все КТП выпускаются со вторичным напряжением 0,4 кВ, модифицированные 2КТПМ-1000-6 и 2КТПМ-2500-10 - на 0,69 кВ. Шкафы низкого напряжения КТП комплектуют шкафами типа КРП, КН, ШНВ, ШНЛ, ШНС, ШН и др.

Подстанции с трансформаторами 630 и 1000 кВА комплектуются шкафами типа КН, КРН, ШРН с универсальными втычными (выкатными) автоматиче­скими выключателями с моторным приводом или без него со следующими схемами заполнения: 1) шкафы ввода — с выводами шин вверх на магистраль и двумя отходящими линиями; 2) шкафы ввода и секционный — с двумя вы­ключателями на отходящих линиях; 3) шкаф отходящих линий — с тремя выключателями. Подстанции с трансформаторами 1600 и 2500 кВА комплек­туют выключателями на вводе, которые отключают соответствующие номи­нальные токи и токи КЗ. На отходящих линиях могут устанавливаться выклю­чатели, как и для 1000 кВА.

На вторичном напряжении трансформаторов 0,4—0,69 кВ применяют схе­му с одной системой шин или схему блока трансформатор-магистраль и уста­навливают автоматические выключатели, рубильники или разъединители. Ре­комендуется использовать автоматические выключатели в тех случаях, когда их параметры достаточны по нормальному режиму и режиму КЗ. При боль­ших токах КЗ, в частности при установке трансформаторов единой мощнос­тью 1600 и 2500 кВА, используют специальные автоматические выключатели.

Автоматические выключатели в цепи вторичного напряжения трансформа­торов и между секциями шин устанавливают при устройстве АВР. Рубильни­ки применяют сравнительно редко при кабельных вводах от небольших транс­форматоров к распределительному щиту низкого напряжения или при секционировании магистралей. Шире используют блоки рубильник-предохра­нитель. Для отходящих линий от трансформаторов мощностью до 1000 кВА на ток менее 600 А, как правило, применяют автоматические выключатели или блоки рубильник-предохранитель.

Схема распределения низковольтной электрической энергии (рис. 7.4) мо­жет быть радиальной, магистральной или смешанной. Принятая схема дикту­ет особенности второго уровня системы электроснабжения 2УР.

* Маркировка означает Т — трехфазный, М — естественная циркуляция воздуха и масла, 3 — без расшири­теля, защищенный азотной подушкой, герметичный, С — сухой трансформатор при открытом защищенном (СЗ) и герметичном (СГ) исполнениях, Ф — фланцевый вывод; Л — исполнение с литой изоляцией, Н — ес­тественное охлаждение негорючим жидким диэлектриком Так, ТМ-1000/10-78У1 — трехфазный двухобмо-точный трансформатор, с охлаждением М, номинальной мощностью 1000 кВА, класса напряжения 10 кВ, конструкция 1978 г, исполнение У, категория 1 ТНЭЗ-1000/10 — Т — трехфазный, Н — с естественным ох­лаждением негорючим экологически чистым диэлектриком (Э), 3 — герметизированный, 1000 кВА, 10 кВ Трансформаторы с негорючей жидкостью типа «совтол» запрещено устанавливать из-за высокой экологиче­ской опасности и опасности для здоровья человека, их следует уничтожать В настоящее время получили развитие трансформаторы с заливкой экологически нейтральными негорючими синтетическими и кремний-органическими жидкостями Так, в России выпускают трансформаторы с негорючим диэлектриком «Midel 7131», биологически расщепляемым, низкой токсичностью, беспроблемной утилизацией

Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях

i F FR

&

а₆ <

I

1±~2а

I--------- Н

I--------- h

I--------- К-

l-f

35J

Lrm-i

<—I

-лп-Г

L-пп-

н;/ н+

J°l

Ъ

^,±±

Рис. 7.4. Схемы распределения электрической энергии:

а — радиальная; б — магистральная; в — смешанная; 1 — трансформатор; 2 — щит низкого на­пряжения; 3 — питательный пункт; 4 — распределительный пункт; 5—крупный электродвигатель; 6 — крупный электроприемник; 7 — автоматический выключатель на подстанции; 8 — магистраль­ный токопровод (шинопровод); 9 — распределительный токопровод (шинопровод); 10 — шкаф с рубильником (разъединителем или автоматическим выключателем); 11 — устройство переключе­ния резерва (на автомате — АВР)

Дата добавления: 2015-07-17