Ячейка трансформатора собственных нужд

Ячейка трансформатора собственных нужд

Шкаф ТСН может быть подключен либо к сборным шинам КРУН К-59 через ячейку трансформаторов напряжения с воздушным выводом, либо на ввод с воздушным выводом до вводного выключателя КРУН.

В составе КТПВ шкаф КРУН К-59 ТСН устанавливается на отдельном фундаменте между КРУН и силовым трансформатором напротив ячейки ввода.

Электрическая связь шкафа ТСН с релейными шкафами КРУН К-59, установленными в коридоре управления КРУН, осуществляется с помощью кабеля.

Конструктивно шкаф ТСН представляет собой металлическую конструкцию, состоящую из корпуса, рамы, опорных стоек и кронштейна. С двух сторон шкаф КРУН К-59 закрыт съемными стенками.

Для установки в шкафах КРУН К-59 трансформаторов типа ТМ разной (от 25 до 250кВА) мощности отверстия в опорных стойках для крепления шкафа КРУН К-59 расположены на различной высоте в определенной последовательности.

Для подключения ТСН к сети 6–10 кВ в шкаф КРУН К-59 вмонтировано устройство, состоящее из вала привода, соединенного через тягу с подвижной кареткой, которая в свою очередь, соединена тягами с защитными шторками.

На каретке смонтированы подвижные разъединяющие контакты. Предохранители соединены с выводами ВН трансформатора.

При разомкнутых контактах цепи ВН, в положении рукоятки «Отключено», защитные шторки закрыты, предотвращая тем самым доступ к находящимся под напряжением неподвижным контактам.

Доступ к предохранителям через дверь.

Для обеспечения безопасного осмотра токоведущих частей без снятия напряжения дверной проем закрыт предохранительной перегородкой.

На шкафу КРУН К-59 рядом с рукояткой привода установлены два блокировочных замка. Один из них позволяет отключать ТСН от сети ВН только при отсутствии нагрузки со стороны НН только после включения трансформатора в сеть ВН. Другой – исключает возможность включения ТСН в сеть ВН, если она заземлена.

Включение трансформатора в сеть ВН и отключение его от сети производится поворотом рукоятки привода при выведенном из зацепления с валом фиксаторе.

На подстанциях линий электроснабжения работает множество единиц обслуживающего оборудования. Для таких потребителей применяется трансформатор собственных нужд (ТСН). Агрегат стабилизирует работу подобных установок на различных категориях объектов. Этот тип трансформаторных приборов понижает напряжение для правильного функционирования потребителей. Какой принцип действия положен в основу представленного оборудования, что это такое, а также его назначение будут рассмотрены далее.

Область применения

Трансформаторы собственных нужд характеризуются особенной областью назначения. В список входит ряд устройств электростанций. Потребителями тока определенной мощности могут быть:

  • Электродвигатели охладительных систем.
  • Приборы обогрева включателей масляного оборудования, шкафов распределителей, включая сопутствующие приборы и установки.
  • Устройство контроля изоляции.
  • Осветительные приборы внутри и снаружи, отопление и прочие системы.
  • Регуляторы силового оборудования под нагрузкой.
  • Зарядные агрегаты, емкостные аккумуляторы.
  • Системы смазки подшипников категории СК.
  • Собственная водородная установка.
  • Насосное оборудование систем пожаротушения, водоснабжения.
  • Автоматика и компрессия воздушных систем.
  • Механизмы вентиляции, бойлеры.

Наиболее важными устройствами, которые питаются электричеством от трансформаторов собственных нужд, являются аппаратура систем управления, релейная защита, охранное оборудование, сигнализация, телемеханика и автоматические приборы. От них зависит полноценная работа установок. При кратковременном их отключении возможна частичное или полное прекращение подачи электроэнергии по линиям.

Существуют схемы питания, потребители в которой не влияют на работу подстанции. Действие этого оборудования второстепенное. Это неответственные приборы. Нет нужды питать их трансформаторами собственных нужд постоянно.

Читайте также:  Интерьер с планом и размерами

Принципы организации подачи электроэнергии на подстанциях схожи. Однако категории потребителей могут быть различными в зависимости от разновидности объекта. На обычных подстанциях применяются агрегаты мощностью 6 (10) кВ. Тяговые подстанции запитаны от оборудования с номиналом 27,5 кВ. Если по линиям подстанции передается постоянное напряжение, шины оборудования имеют мощность 35 кВ.

Особенности

Сумма мощностей обслуживающего оборудования подстанции невелика. Поэтому подобные агрегаты подсоединяются с низкой стороны к понижающему трансформатору. Количество представленного оборудования зависит от особенностей подстанции. Если здесь установлено два основных трансформатора, потребуется применять в таких условиях 2 ТСН. Нужда в необходимом количестве, мощности определяется в соответствии с нагрузкой подстанции, включая возможные перегрузки.

Если на подобной подстанции имеется множество единиц ответственных приборов, устанавливается сразу 3 ТСН. Каждым трансформатором в совокупности обеспечивается стабильная работа объекта. Чаще для таких условий эксплуатации применяется оборудование 10/0,4 кВ. Их граничная мощность может составлять до 1600 кВа.

Расчет мощности

Мощность ТСН, которые будут применяться на подстанции, можно рассчитать по определенной формуле. При этом учитывают тип обслуживания объекта. В первой ситуации расчет производится для подстанции, где не предусмотрено постоянное дежурство персонала. Если применяется один ТСН, мощность трансформатора должна быть следующей:

Мт ≥ Мрасч

При установке двух ТСН на объекте с круглосуточным дежурством в делитель добавляется величина Кап – коэффициент максимально допустимой аварийной перегрузки. Обычно он составляет 1,4. Формула с таким делителем будет иметь вид:

Мт ≥ Мрасч/Кап

На подстанции может применяться более двух ТСН. В этом случае делителем будет величина предельной аварийной нагрузки – П. В этом случае расчет будет таким:

Мт ≥ Мрасч/П

Представленным действием становится возможным установить требуемую мощность агрегатов. Приведенными выше делителями становится возможным вычислить потребность объекта в трансформаторных установках. Мощность каждого из ТСН не должна превышать 630 кВА.

Схемы подключения

При введении в эксплуатацию, подключении оборудования, применяются жесткие нормы и требования. Такой подход повышает надежность оборудования, препятствует нарушению изоляции трансформаторов вследствие перегрева.

Сеть с напряжением 6-10 кВ требует применения нейтрали. Она может быть покрыта изоляцией или заземляется через катушку, гасящую дугу. Линии электропередач имеют большую протяженность, характеризуются высокими емкостными показателями. Кабель выступает в роли конденсатора. При появлении в линии однофазного замыкания в месте повреждения определяется ток на землю в количестве сотен ампер. Изоляция здесь быстро разрушается. Это приводит к появлению двух- и трехфазного замыкания. Поэтому сети с емкостным кабелем при возникновении аварийной ситуации полностью прекращают снабжение электричеством потребителей.

Видео: Осмотр трансформатора собственных нужд, тип ТМ-400/10-01-У1

Чтобы предотвратить подобное неблагоприятное явление, в сети в нулевую точку устанавливается заземляющая катушка индуктивности. Эта деталь компенсирует емкостный ток заземляющего замыкания.

Рассмотрев особенности работы и выбора трансформаторов собственных нужд, можно определить потребность приборов и систем подстанции в представленном оборудовании.

Трансформаторы собственных нужд или ТСН предназначены для питания нагрузки подстанций, КРУН, КРУ для обеспечения своих потребностей.

ТСН обеспечивает работу электроустановки и функциональность подключенных потребителей нагрузки.

Количественный состав и тип нагрузки собственных нужд электроустановки зависят от вида, мощности силовых тр-ров, предусмотрены или нет синхронные компенсаторы и от класса подключенного электрооборудования.


Рис. №1. Размещение и внешний вид трансформаторов собственных нужд на ПС

Читайте также:  Медиаплеер из raspberry pi

Потребители, которые питаются от собственных нужд электроустановки

К нагрузке ТСН относятся: обогреватели релейных шкафов, ячеек приводов силовых выключателей нагрузки, а при использовании постоянного тока зарядных устройств аварийного и действующего освещения.

ТСН обеспечивает действие релейных защит, систем пожаротушения, средств оперативной связи и телемеханики.

К ТСН ПС класса напряжения до 220 кВ с трансформаторами с возможностью к повышенной нагрузке подключена форсированная система охлаждения высоковольтных трансформаторов и потребителей, отвечающих за жизнеспособность электроустановки.

Перечень нагрузки для собственных нужд электроустановок:

Электродвигатели для системы обдува и охлаждения трансформатора.

Обогрев ячеек масляных вакуумных выключателей и шкафов управления с электрическими аппаратами и приборами контроля и измерения.

Сеть освещения электроустановки.

Электропитание приводов коммутирующих устройств.

Таб. №1. Классификация электроприемников СН в зависимости от ответственности и продолжительности работы

Выбор трансформатора собственных нужд

Для выборе трансформаторов, от которых питаются потребители учитывают наличие различных режимов нагрузки подстанции и способность к перегрузке. ТСН выбирается с резервным запасом мощности.

Для повышения надежности все двухтрансформаторные ПС35/750 кВ должны иметь два ТСН, по одному на каждую секцию. Один трансформатор СН возможен только на подстанциях 35/220 кВ с постоянным оперативным током в период монтажа и начала работы. Второй трансформатор присоединяется в процессе работы электроустановки.

При выборе ТСН руководствуются нормами «Технического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35 – 750 кВ», Пункт № 6. 1. Собственные нужды.

Условия расчета мощности ТСН

Мощность ТСН для питания внутренних потребителей рассчитывают в зависимости от подключенной нагрузки с учетом коэффициентов одновременности максимумов нагрузки и коэффициента загрузки по активной мощности:

номинальное напряжение, которое является первичным рабочим напряжением ТСН;

нагрузка во вторичной обмотке;

коэффициенты загрузки и одновременности максимумов нагрузки.

Формула ориентировочной нагрузки ТСН:

Kc – коэффициент одновременности и загрузки, принимаемый как 0,8;

Рнагруз. – активная мощность;

Qустав – реактивная мощность.

Кзагр = Sзагр / nтр x Sтсн коэффициент загрузки должен быть меньше 0,7, что означает возможное беспрепятственное подключение других дополнительных потребителей.

Расчет мощности в зависимости от времени года и ремонтных работ

Сейчас большинство подстанций работают без дежурных, поэтому важное значение в подборе ТСН играет степень загруженности в теплое и холодное время. Например, включение постоянно работающего обогрева.

Значит, S расчет = S зим

На выбор ТСН также влияет подключение дополнительного электрического оборудования в периоды ремонтных работ. Это сварочные аппараты, компрессоры, воздуходувки и прочее дополнительное освещение.

Мощность трансформатора без дежурных электриков и с одним тр-ром выбирают как Sm ≥Sрасч

В случае наличия двух трансформаторов и с постоянным обслуживающим персоналом принимается:

где Kn – коэффициент возможной перегрузки трансформатора в аварийном режиме, условно равен 1,4. При отключении одного ТСН, другой должен обеспечить мощность с учетом 40% перегрузки.

В случае наличия двух трансформаторов коэффициент принимается как 2.

Формула Sm ≥Sрасч/n;

Максимальная мощность ТСН не должна превышать 630 кВА. При наличии технико-экономического обоснования ТСН могут иметь мощность до 1000 кВА всего при 8% загруженности.

Мощность ТСН выбирается из возможности покрытия всех действующих потребителей в любых аварийных и ремонтных режимах одним трансформатором. Запаса мощности должно хватить на всю нагрузку.

Подстанции средней мощности до 63 МВА проектируются с расчетом питания защитных цепей, управления и сигнализации, действующих на переменном оперативном токе.

Читайте также:  Помпа слива воды в стиральной машине

От чего зависит схема подключения ТСН от питающей сети

На способ присоединения ТСН в питающую сеть влияет тип оперативного тока. Если в цепях управления электроустановкой действует постоянный ток, то подключение ТСН производится через предохранители или выключатели нагрузки непосредственно к шинам распредустройства 35 кВ. Иногда, когда распредустройства нет про проекту, присоединение осуществляют прямо к обмоткам низшего напряжения основных трансформаторов.

Рис. №2. Питание ТСН на ПС с цепями управления на постоянном оперативном токе

Если оперативные цепи управления действуют на переменном или выпрямленном токах, то ТСН присоединяют через предохранители к вводам низкого напряжения силовых трансформаторов до высоковольтных выключателей. Это условие обеспечивает запуск подстанции в независимости присутствия напряжения в сети 6 или 10 кВ.

Рис. №3. Питание ТСН на ПС с оперативным переменным и выпрямленным током


Рис. №4. Схема подключения ТСН к вводу НН трансформатора до выключателя отпайкой к силовому трансформатору через защитные плавкие предохранители

Рис. №5. Схема подключения ТСН с одной секционированной системой шин

Классы ТСН для КРУН наружной и КРУ закрытой установки, способы размещения

Для питания потребителей в шкафах КРУ используются сухие ТСН. Подключение производится через воздушный вывод ячейки, где размещаются трансформаторы напряжения или до вводного выключателя КРУ отпайкой от воздушного ввода в КРУ. Использование «сухих» ТСН с естественным воздушным охлаждением и изоляцией без применения масла упрощает обслуживание и уменьшает влияние на окружающую среду.

Для КРУН применяются масляные ТСН. Если выбран ТСН с мощностью более 63 кВА, то он размещается вне КРУ, а устройство коммутации устанавливается внутри КРУ.

На всех двух трансформаторных подстанциях 35 кВ и выше предусмотрены два ТСН.

Особенности эксплуатации ТСН

При проектировании и эксплуатации ТСН должны соблюдаться следующие особенности и условия:

Не допускается подключать от собственных нужд сторонних потребителей.

Питание двух ТСН должно быть от разных источников питания, то есть от двух секций.

При работе ТСН от стороны НН они должны функционировать раздельно от АВР.

Для сети ТСН переменного тока используется питающая сеть напряжением 380/220 В с применением заземленной нейтрали.

Оперативный ток ТСН питается через стабилизаторы U – 220 В.

Для повышения надежности электропитания трансформаторы подключают с использованием изолированной или заземленной нейтрали. Заземленная нейтраль подключается через установленную в нулевую точку катушку индуктивности, компенсирующей емкостной ток при замыкании на землю одной из фаз, протяженных воздушных линий электропередач.

При осмотре ТСН проверяется:

уровень масла в расширительном баке;

отсутствие нагрева контактных соединений, если осмотр происходит зимой, не должно быть видно подтаявшего снега, летом проверка на нагрев производится тепловизором;

отсутствие коронации на шинах;

отсутствие течи масла на изоляторах.

Рис. №6. Уровень масла в расширительном баке ТСН в зимнее время не менее — 45 градусов Цельсия

Рис. №7. Осмотр ТСН зимой, об отсутствие нагрева контактных соединений на изоляторах свидетельствует ровный слой снега на поверхностях, без наледи

Правильный выбор и последующая эксплуатация ТСН обеспечивают бесперебойное питание внутренних потребителей подстанции, которые предназначены для защиты и нормальной работы подстанционного оборудования.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector