Перечень стандартов на трансформаторы

Промышленные комплектные трансформаторные подстанции

Составитель ФЕДОТОВ Евгений Николаевич

Редактор С.И. К о с т е р и н а

Технический редактор Г.Н. Ш а н ь к о в а

Подписано в печать 24.09.01.

Формат 60х84 1/8. Бум. типогр. N 2.

Печать офсетная. Усл. п. л. 1,86. Усл. кр. -отт. 1,86.

Уч. изд. л. 1,75. Тираж 30 экз. С - 534

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университет

443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244, главный корпус

Министерство образования Российской Федерации   ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

К а ф е д р а «Электроснабжение промышленных предприятий»

ПРОМЫШЛЕННЫЕ

КОМПЛЕКТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ

ПОДСТАНЦИИ

Методические указания

К курсовому и дипломному

Проектированию

Самара 2001

Составитель: Е.Н.ФЕДОТОВ

УДК 681.31

Промышленные комплектные трансформаторные подстанции:Метод. указ. к курсовому и дипломному проектированию/ Самар. гос. техн. ун-т;Сост. Е.Н.Федотов. Самара, 2001. 32 с.

Приведены технико-экономические характеристики современных комплектных трансформаторных подстанций для промышленных предприятий.

Методические указания предназначены для самостоятельной работы студентов специальности 10.04 в ходе курсового и дипломного проектирования.

Ил. 14. Табл. 16. Библиогр.: 7 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Структура и состав………………………………………………………….2

Трансформаторы…………………………………………………………….5

Устройство высокого напряжения…………………………………………12

Распределительное устройство низкого напряжения…………………….14

Шкаф ввода низкого напряжения………………………………………14

Шкафы отходящих линий………………………………………………15

Секционный шкаф………………………………………………………19

Стоимости элементов электроснабжения…………………………………21

Библиографический список………………………………………………..24

П р и л о ж е н и я………………….………………………………………..25

П р и л о ж е н и е 3

Характеристики охлаждающей жидкости «Мидел-7131»

1. Пробивное напряжение при t=20-25 ⁰С (в стандартном пробойнике) - не менее 45 кв..

2. Тангенс угла диэлектрических потерь при 90 ⁰С - не более 0,03.

3. Плотность при 20 ⁰С равна 980 кг/м³.

4. Кинематическая вязкость при (–20)⁰С равна 1700 мм²/с, при (+40)⁰С - 35,0 мм²/с, при (+100)⁰С - 6,0 мм²/с.

5. Температура воспламенения не ниже 405 ⁰С, застывания – не ниже (-45) ⁰С.

Номенклатура выпускаемых в России комплектных трансформаторных подстанций (КТП) к настоящему моменту не установилась. Это объясняется исторически сложившимися причинами – большая часть КТП производилась на Чирчикском, Хмельницком и Армянском трансформаторных заводах, оказавшихся после распада СССР за пределами России.

ОАО «Укрэлектроаппарат» (Украина, г. Хмельницкий) выпускает КТП с трансформаторами собственного изготовления следующих типов: для КТП-250, 400 – ТМФ; для КТП-630, 1000, 1600 – ТМФ, ТСЗГЛ, ТСЗР; для КТП-2500 – ТМЗ (промышленный каталог Информэлектро 03.61.40-99).

Чирчикский трансформаторный завод (Узбекистан, г. Чирчик) производит КТП с трансформаторами ТМЗ, ТСЗ, ТСЗУ, ТСЗЛ мощностью от 630 до 2500 кВ×А. Отличительной особенностью КТП является возможность их тропического исполнения и комплектация трансформаторами нестандартной мощности 800, 1250 и 2000 кВ×А (промышленный каталог Информэлектро 03.61.15-94).

Орский завод электромонтажных изделий (Россия, г. Орск) начал выпуск КТП 630-2500 кВ×А с масляными, сухими и негорючими (жидкий диэлектрик) трансформаторами (промышленный каталог Информэлектро 03.61.52-00).

В настоящее время на Самарском заводе «Электрощит» (далее – «Электрощит») освоен выпуск КТП – промышленных, городских, блочных, мачтовых и др. В данных указаниях приведены характеристики промышленных КТП (КТПП), выпускаемых «Электрощитом» [1]. КТПП комплектуется оборудованием отечественных производителей: трансформа-торами (г. Екатеринбург) и автоматическими выключателями серий ВА и «Электрон» (г. Дивногорск и г. Ульяновск).

1

Структура и состав

КТПП служит для преобразования и распределения электрической энергии трехфазного тока частотой 50 или 60 Гц и предназначена для установки внутри помещений. В общем случае она может состоять (рис. 1-3) из устройства высокого напряжения (УВН), трансформатора и распределительного устройства низкого напряжения (РУНН).

Р и с. 1. Однотрансформаторная подстанция левого исполнения с трансформаторами типа ТМЗ или ТСЗ

(* - для мощности трансформаторов 1600 и 2500 кВ×А ширина ШНВ и ШНС равна 1200 мм, ШНЛ – 800 мм)

2

П р и л о ж е н и е 2

Перечень стандартов на трансформаторы

31

Р и с. П1.6. Габаритный чертеж трансформатора ТНЭЗ

мощностью 2500 кВ×А

30

Р и с. 2. Однотрансформаторная подстанция левого исполнения с трансформаторами типа ТМФ

Шкаф УВН предназначен для подключения высоковольтного кабеля 6-10 кВ к трансформатору через выключатель нагрузки. Такое подключение применяется при магистральной схеме питания КТП, когда одним кабелем питаются несколько (обычно две-три) КТП. Выключатель нагрузки снабжен дугогасительными камерами, поэтому позволяет коммутировать токи нагрузки трансформатора. При радиальной схеме подключения КТП нет необходимости в высоковольтном коммутационном аппарате, поэтому шкаф УВН не применяют. В этом случае используется глухое подключение кабеля 6-10 кВ к трансформатору.

Трансформатор служит для преобразования электроэнергии переменного тока напряжением 6-10 кВ в электроэнергию напряжением 0,4 или 0,66 кВ. КТПП может комплектоваться трансформаторами разных заводов-изготовителей: масляными

3

(ТМЗ или ТМФ), сухими (ТСЗ) и с негорючим экологически чистым жидким диэлектриком (ТНЭЗ).

Р и с. 3. Планы расположения оборудования двухтрансформаторных подстанций: а – однорядная подстанция; б – двухрядная подстанция; 1 – шкаф УВН-СТ; 2 – силовой трансформатор; 3 – РУНН; 4 – секционный шинопровод. (Размеры L1 и L2 – из рис. 1 и 2. L3 = 1800 мм или 2800 мм в зависимости от заказа L = 2700 мм для мощности трансформатора до 1000 кв.×А и 2790 – свыше 1000 кв.×А)

4

Р и с. П1.5. Габаритный чертеж трансформатора ТНЭЗ

мощностью 1600 кВ×А

29

Р и с. П1.4. Габаритный чертеж трансформатора ТНЭЗ

мощностью 1000 кВ×А

28

РУНН реализует функции распределения электроэнергии, ее учета, защиты подстанции и отходящих линий, автоматического резервирования питания. Оно может включать шкаф ввода низкого напряжения (ШНВ), шкафы отходящих линий (ШНЛ) и для двух трансформаторных подстанций секционный шкаф (ШНС). Минимальный состав РУНН – ШНВ для однорансформаторных и два ШНВ и один ШНС для двухтрансформаторных подстанций.

Габаритные размеры одно- и двухтрансформаторных подстанций приведены на рис. 1-3.

Трансформаторы

В настоящей работе рассматриваются три типа защищенных трансформаторов КТПП, отличающиеся способом охлаждения: масляные (ТМЗ), сухие (ТСЗ) и заполненные жидким негорючим диэлектриком (ТЭНЗ). Охлаждение жидким диэлектриком в трансформаторах ТМЗ и ТНЭЗ позволяет создавать компактные устройства меньшей стоимости, обладающие большей перегрузочной способностью. Стоимость трансформаторов ТМЗ в несколько раз ниже стоимости трансформаторов ТСЗ и ТНЭЗ. Достаточно высокая цена трансформаторов ТНЭЗ вызвана в настоящее время импортом дорогостоящей охлаждающей жидкости «Мидел-7131». По данным завода изготовителя при серийном выпуске стоимость трансформаторов ТНЭЗ будет меньше на 10-15% стоимости трансформаторов ТСЗ.

Основным недостатком трансформаторов ТМЗ является их пожарная опасность, обуславливающая существенные ограничения по их размещению, приведенные в ПУЭ. Кроме этого установка их связана со строительством маслоприемника и соответствующими дополнительными затратами средств. Эксплуатация их также дороже за счет необходимости периодического контроля качества трансформаторного масла.

5

В трансформаторах с жидким диэлектриком установлено большее число устройств и приборов, увеличивающее вероятность отказа трансформатора в целом (радиаторы, термосифонный фильтр, реле давления, газовое реле, моновакуумметр и др.).

К недостаткам сухих трансформаторов, кроме высокой цены, можно отнести меньшую перегрузочную способность и больший шум при работе.

Переключатель отпаек трансформаторов установлен на стороне ВН. При этом коммутируются меньшие токи, и конструкция переключателя оказывается дешевле. Переключение отпаек трансформаторов с ПБВ (переключение без возбуждения) осуществляется при отключенной нагрузке. Обмотки ВН трансформаторов имеют ответвления (отпайки) +5; +2,5; 0; -2,5; -5, которым соответствуют добавки напряжения на стороне НН равные 0; +2,5; +5; +7,5 и +10 %.

Трансформаторы могут изготавливаться со следующими схемами соединения обмоток: Υ/Υ₀ (звезда-звезда с нулем), Δ/Υ₀ (треугольник-звезда с нулем) и Υ/Z₀ (звезда-зигзаг с нулем). Трансформаторы со схемой Υ/Υ₀ наиболее экономичны, однако имеют наибольшее сопротивление нулевой последовательности, что уменьшает значения токов однофазного короткого замыкания и ухудшает условия безопасной работы персонала в сети НН. Поэтому для КТПП применяют трансформаторы мощностью 630-2500 кВ·А со схемой Δ/Υ₀, а для мощности до 400 кВ·А – желательно со схемой Υ/Z₀. Кроме этого трансформаторы со схемой Δ/Υ₀ уменьшают несимметрию фазных напряжений в сети НН, а также являются фильтром-пробкой для гармоник, кратных трем.

Далее приведены технико-экономические характеристики сухих (табл.1), масляных (табл.2) трансформаторов, а также более подробные сведения о новой серии трансформаторов ТНЭЗ. Следует отметить ориентировочность приведенных цен, которые имеют договорной характер и могут существенно зависеть от завода изготовителя, условий оплаты, объема заказа и т.п.

6

Р и с. П1.3. Габаритный чертеж трансформатора ТНЭЗ

мощностью 630 кВ×А

27

Р и с. П1.2. Габаритный чертеж трансформатора ТНЭЗ

мощностью 400 кВ×А

26

Таблица 1