Компоновка и размещение трансформаторных подстанций

Комплектные трансформаторные подстанции состоят из шкафов ввода высокого напряжения (ВВ), силовых трансформаторов, шкафов ввода низшего напряжения (ВН), шкафов отходящих линий (ШЛ) и секционных шкафов (СШ).

Ввод высокого напряжения на подстанцию выполняется через шкаф ввода высокого напряжения, содержащий выключатель нагрузки типа ВН, либо выключатель нагрузки с предохранителем типа ВНП, или посредством «глухого ввода» через металлический короб, навешиваемый на трансформатор со стороны вводов высокого напряжения. Шкаф ввода высокого напряжения (ВВ) рассчитан на подключение от одного до трех питающих кабелей, «глухой ввод» рассчитан на подключение одного кабеля.

КТП комплектуются следующими типами силовых трансформаторов ТМ, ТМЗ (защита жидкого диэлектрика), ТСЗ.

Распределительное устройство низшего напряжения (РУНН) подстанции состоит из отдельных металлических шкафов с вмонтированной аппаратурой, ошиновкой и проводами вторичной коммутации. В состав РУНН однотрансформаторной подстанции входит шкаф ввода низшего напряжения (ВН) и шкаф отходящих линий (ШЛ). РУНН двухтрансформаторной подстанции состоит из двух шкафов ВН, секционного шкафа (СШ) и линейных шкафов (ШЛ).

Шкафы разделены на отсеки выключателей, шинные и кабельные отсеки и соединяются между собой болтовыми соединениями. В отсеках выключателей устанавливаются автоматические выключатели выкатного исполнения типа А3700 и « Электрон» закрываемые дверью, снабженной замками со специальным ключем. В верхней части со стороны фасада в шкафах ВН и СШ имеется релейная ячейка, в которой установлена аппаратура автоматики, защиты и сигнализации. В релейных ячейках вводных шкафов устанавливается трехфазный счетчик активной энергии. В вводных шкафах ВН предусмотрен выход сборных шин на магистраль.

В КТП с заземленной нейтралью измерение нагрузки каждой фазы ввода РУНН осуществляется амперметром с переключателями. На отходящих линиях измерение нагрузки осуществляется в фазе А.

Рис.3. Однорядное расположение двухтрансформаторной КТП: 1 - шкаф высокого ввода; 2 - силовой трансформатор; 3 - шкаф ввода низкого напряжения

По способам компановки трансформаторной подстанции выпускаются КТП однорядного (рис.3) и двухрядного (рис.4) расположения.

В зависимости от места размещения, подстанции промышленных предприятий подразделяются на пристроенные, встроенные и внутрицеховые.

Рис.4. Двухрядное расположение двухтрансформаторной КТП: 1 - шкаф высокого ввода; 2 - силовой трансформатор; 3 - шкаф ввода низкого напряжения

Пристроеннойназывают подстанцию, непосредственно примыкающую к основному зданию и имеющую с ним одну общую стену. Подстанция являетсявстроенной, если ее закрытое помещение имеет две или три общие стены со смежными помещениями или с самим зданием цеха.

Пристроенные или встроенные подстанции сооружаются в больших или средних по мощности цехах (мощность до нескольких МВт). На таких подстанциях устанавливают масляные трансформаторы с выкаткой наружу. Отдельно стоящие подстанции сооружаются для электроснабжения нескольких небольших по ощности объектов, располагаемых на территории предприятия.

Внутрицеховые КТП устанавливаются непосредственно в цехе открыто или в отдельных помещениях. Их располагают на тех производственных площадях, которые не могут быть использованы для установки технологического оборудования. При установке КТП в отдельных помещениях могут применяться масляные или сухие трансформаторы. При значительном количестве внутрицеховых КТП рекомендуется установка сухих трансформаторов, что позволяет применять легкие ограждающие конструкции.

КТП с масляными трансформаторами устанавливать выше второго этажа не допускается. Для внутрицеховых подстанций с сухими трансформаторами или с негорючим жидким диэлектриком не ограничиваются: устанавливаемая мощность трансформаторов, их количество, расстояние между ними, а также этаж их установки.

На пристроенных, встроенных, отдельно стоящих и внутрицеховых (открытых и закрытых) КТП с масляными трансформаторами не зависит от того, имеют они выходы в производственное помещение или наружу, должен быть устроен маслоприемник, вмещающий не менее 20% полного объема масла в трансформаторе, с отводом в маслосборник или заглубленный маслоприемник без отвода масла, рассчитанный на 100% его объема.

25.      Компенсация реактивной мощности в сетях напряжением до 1 кВ.

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, является вопрос о компенсации реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности с одновременным улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленных предприятий является одним из основных направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятий.

При выборе средств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий необходимо различать по функциональным признакам две группы промышленных сетей в зависимости от состава их нагрузок: 1-я группа - сети общего назначения; 2-я группа - сети со специфическими нелинейными, несимметричными и резкопеременными нагрузками. Решение задачи компенсации реактивной мощности для обеих групп различно.

На начальной стадии проектирования определяют наибольшие суммарные расчетные активные Р_р и реактивные Q_р электрические нагрузки предприятия в соответствии с расчетом электрических нагрузок в промышленных установках.

Наибольшая суммарная реактивная нагрузка предприятия, принимаемая для определения мощности компенсирующих устройств (КУ), равна

 ,           (1)

где К_нс,В - коэффициент, учитывающий несовпадение по времени наибольших активной нагрузки энергосистемы и реактивной нагрузки промышленного предприятия.

Значения коэффициента несовпадения К_нс,В для всех объединенных энергосистем (ОЭС) принимают в зависимости от отрасли промышленности:

Суммарную мощность КУ Q_к1 определяют по балансу реактивной мощности на границе электрического раздела предприятия и энергосистемы в период наибольшей активной нагрузки энергосистемы

.

где Q_э1 - реактивная мощность передаваемая предприятию в режиме наименьшей активной нагрузки.

Для промышленных предприятий с присоединенной суммарной мощностью трансформаторов менее 750 кВ · А значение мощности КУ Q_к1 задается непосредственно энергосистемой и является обязательным при выполнении проекта электроснабжения пром. предприятия.

На предприятиях со специфическими нагрузками средства КРМ должны обеспечивать надлежащие показатели качества электроэнергии у приемников электроэнергии и на границе электрического раздела предприятия и энергосистемы.

Средствами КРМ являются: в сетях общего назначения - батареи конденсаторов (низшего напряжения - НБК и высшего напряжения - ВБК) и СД; в сетях со специфическими нагрузками, дополнительно к указанным средствам, - силовые резонансные фильтры, устройства динамической и статической КРМ (прямого или косвенного действия) и специальные быстродействующие синхронные компенсаторы (ССК).

К сетям напряжением до 1 кВ на промышленных предприятиях подключается большая часть потребителей реактивной мощности. Коэффициент мощности нагрузки НН обычно не превышает 0,8. Сети напряжением 380 - 660 В электрически более удалены от источников питания, поэтому передача реактивной мощности в сеть НН требует увеличения сечений проводов и кабелей, повышения мощности силовых трансформаторов и сопровождается потерями активной и реактивной мощностей. Затраты, обусловленные перечисленными факторами, можно уменьшить или даже устранить, если осуществлять КРМ непосредственно в сети НН.

Источниками реактивной мощности в сети НН являются СД напряжением 380 - 660 и конденсаторные батареи. Выбор оптимальной мощности НБК осуществляют одновременно с выбором цеховых ТП.

Если распределительная сеть выполнена только кабельными линиями, то ККУ любой мощности рекомендуется присоединять непосредственно к шинам цеховой ТП.

Для схем с магистральными шинопроводами ККУ единичной мощностью до 400 квар подключают к сети без дополнительной установки отключающего аппарата (ввиду установки последнего в комплекте ККУ), а при мощности более 400 квар - через отключающий аппарат с выполнением требований ПУЭ.

При мощности ККУ более 400 квар рекомендуется подключать их к шинам цеховой ТП с использованием соответствующего автоматического выключателя подстанции. На одиночном магистральном шинопроводе предусматривают установку не более двух близких по мощности ККУ суммарной мощностью .Если основные реактивные нагрузки шинопровода присоединены ко второй его половине, устанавливают только одну НБК. Точку ее подключения определяют из условия ,

Рис.1. Схема подключения НБК к магистральным шинопроводам:

а - одна НБК; б - две НБК

где Q_h, Q_h+1 - наибольшие реактивные нагрузки шинопровода перед узлом h и после него соответственно (рис.1, а).

При присоединении к шинопроводу двух НБК точки их подключения находят из следующих условий:

точка подключения дальнейшей НБК (рис.1, б)

;

точка подключения ближней к трансформатору НБК (рис.1, б)