Трансформаторные подстанции - какими бывают? Определение напряжения на стороне низшего напряжения подстанции

Трансформаторы напряжения характеризуются первичным и вторичным напряжением, классом точности, мощностью. Они бывают однофазные и трехфазные, двух-обмоточные и трехобмоточные с эпоксидной и масляной изоляцией. Несмотря на то что эпоксидные трансформаторы напряжения не имеют недостатков, свойственных масляным, они встречаются в схемах подстанций городского типа еще очень редко. Трансформаторы напряжения подсоединяют к точкам электрической цепи, между которыми хотят измерить напряжение. Включение трансформаторов напряжения 6-10 кВ производят разъединителями, а защиту электроустановок от их повреждения - предохранителями.

Трансформатор напряжения типа НОЛ (однофазный с литой изоляцией) представляет собой магнитопровод броневого типа из холоднокатаной стали, на среднем стержне которого расположены обмотки (рис. 1). Вторичная обмотка трансформатора является внутренней, первичная - внешней. Изоляция первичной и вторичной обмоток пропитана эпоксидным компаундом, обладающим хорошей адгезией с компаундом, которым заливают магнитопровод и обмотки, образуя литой блок 1.
Трансформатор может крепиться на конструкциях в любом положении с помощью двух металлический кронштейнов 2. На одном кронштейне есть болт заземления 3.

Рис. 1. Трансформатор напряжения типа НОЛ-10-06

Трансформатор напряжения НОМ (рис. 2) (однофазный, масляный) представляет собой сердечник из листовой стали, на котором расположены первичная и вторичная обмотки. Сердечник помещен в стальной бак 1 со съемной крышкой 2. В нее вмонтированы проходные изоляторы 3 а 4, через которые первичная обмотка (Выводы 5) соединяется с сетью высокого напряжения, а вторичная (выводы 6) - с различными приборами.

Рис. 2. Трансформатор напряжения типа НОМ

Для изоляции обмоток от стенок бака и создания лучших условий охлаждения бак заполняют трансформаторным маслом через отверстие в крышке, нормально закрытое винтовой пробкой 7. Для заземления на стенке бака трансформатора установлен болт 8.

В процессе ремонта почти любого РУ приходится сталкиваться с ремонтом измерительных трансформаторов напряжения, которые служат для преобразования напряжения любой величины в напряжение, удобное для измерения стандартными приборами (100 В), питания обмоток реле, отключающих устройств, а также для изолирования приборов и обслуживающего их персонала от высокого напряжения.

В ходе проведения ремонта подстанции трансформатор напряжения очищается от пыли и грязи и затем внимательно осматривается. Проверяются исправность эпоксидной и фарфоровой изоляции, надежность крепления трансформатора к конструкциям, количество масла в баке и отсутствие течи в его сварных швах и уплотнениях. Для исключения течи масла через уплотнения подтягивают скрепляющие болты. Если это не поможет, заменяют прокладку новой из пробки или маслостойкой резины. Для временного уплотнения пробку и маслостойкую резину можно заменить склеенным картоном толщиной 1,5 мм, промазанным бакелитовым лаком, или асбестовым шнуром диаметром 10-15 мм, пропитанным в течение 24 ч бакелитовым лаком при 25-30 °С, или пеньковым канатом диаметром 10-15 мм, пропитанным в течение 6-8 ч натуральной олифой при 50-60 °С.
Если течь масла обнаружена в сварном шве, то трансформатор заменяют. После устранения течи трансформатор заливают маслом. Как и у трансформаторов тока, у трансформаторов напряжения проверяют надежность контактных соединений трансформатора с внешними цепями, соединение вторичных обмоток с «землей».
Трансформаторы тока и напряжения, которые должны заменить поврежденный, подлежат испытанию, проверке на целость обмоток и проверке полярности обмоток (для трехфазных трансформаторов напряжения). Целость обмоток проверяется мегаомметром. Полярность проверяется по схеме, изображенной на рис. 3.

Рис. 3. :
1 - аккумулятор 1-2 В; 2 - рубильник; 3 - гальванометр; 4 - вторичная обмотка; 5 - первичная обмотка

При правильном обозначении выводов стрелка гальванометра в момент замыкания рубильника должна отклоняться вправо. Трансформатор с неправильно обозначенными выводами отправляют для пересоединения или перемаркировки. При проверке целости вторичной обмотки необходимо закоротить первичную обмотку.

Трансформаторные подстанции 6…10/0,38 кВ, которые нередко именуют потребительскими, созданы для питания распределительных линий напряжением 0,38 кВ, почти всегда трехфазных четырехпроводных с заземленной нейтралью.

В распределительных сетях употребляются как однотрансформаторные, так и двухтрансформаторные трансформаторные подстанции мощностью от 25 до 630 кВ-А почти всегда внешней установки. При особом обосновании могут устанавливаться закрытые трансформаторные подстанции (ЗТП). В текущее время почти всегда проектируются сети с комплектными трансформаторными подстанциями внешней установки, хотя для потребителей первой категории по надежности электроснабжения все более обширно употребляются ЗТП. В эксплуатации находятся также мачтовые трансформаторные подстанции внешней установки.

Главные схемы первичных соединений распределительного устройства 10 кВ комплектной трансформаторной подстанции (КТП) приведены на рисунке 1 (в неких схемах не показаны дополнительные разъединители, которые могут устанавливаться на концевых опорах для присоединения КТП к линиям). Комплектная трансформаторная подстанция тупикового типа с одним трансформатором (рис. 1, а) обширно применяется для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

Набросок 1. Главные схемы соединений распределительного устройства РУ 10 кВ трансформаторных подстанций 10/0,38 кВ

Разъединитель, обычно, устанавливают на концевой опоре полосы 10 кВ, а предохранители 10 кВ - в КТП. Заместо разъединителя в цепи трансформатора при соответственном обосновании может быть применен выключатель нагрузки. Схема б также с одним трансформатором и шинами с выключателями нагрузки может применяться в сетях 10 кВ, не только лишь с однобоким, да и с двухсторонним питанием, когда по условиям надежности допускаются ручные послеаварийные переключения. Трансформатор присоединяют к шинам через разъединитель и предохранители.

При включенных выключателях нагрузки может осуществляться питание от 1-го источника с транзитом мощности через шины подстанции. В этой схеме допускается один из выключателей нагрузки поменять на разъединитель с выполнением соответственных блокировок.

Схема е совмещает однотрансформаторную подстанцию с пт автоматического секционирования либо пт автоматического включения резерва (АВР) полосы 10 кВ. Схема применяется в сетях напряжением 10 кВ с однобоким и двухсторонним питанием, в каких по условиям надежности электроснабжения требуются автоматическое и ручное секционирования линий 10 кВ.

Схема г — распределительное устройство с 2-мя трансформаторами и шинами 10 кВ, секционированными выключателем нагрузки и разъедителем применяется в главном в сетях 10 кВ с двухсторонним питанием, где допускается ручное секционирование линий 10 кВ.

Основной режим работы подстанции - питание каждого трансформатора от независящего источника по полосы 10 кВ (секционный выключатель нагрузки отключен). При включенном секционном выключателе нагрузки можно выполнить питание от 1-го источника с транзитом мощности через шины трансформаторной подстанции. Заместо секционного выключателя нагрузки может быть установлен масляный выключатель (с подменой выключателя нагрузки на разъединитель с левой стороны от него, схема г). Такая схема (схема мостика с одним выключателем) совмещает двухтрансформаторную подстанцию с пт автоматического секционирования либо пт АВР полосы 10 кВ.

На рисунке 2 приведена основная схема соединений УЗТП 10/0,38 кВ, разработанная для электроснабжения ответственных сельскохозяйственных потребителей, где нужно обеспечить АВР на стороне 10 кВ. Подстанция двухтрансформаторная, мощностью 2×400 кВ-А, с РУ 10 кВ узлового типа по схеме с секционированной системой шин, с 4-мя отходящими ВЛ 10 кВ и применением ячеек КРУ, с выключателями типа ВК-10 сооружается тупикового типа с применением КТП (рис. 2, а).

Набросок 2. Основная схема соединений подстанции УЗТП 10/0,38 кВ

Принципная электронная схема комплектной трансформаторной подстанции 10/0,38 кВ мощностью 25 … 160 кВ-А приведена на рисунке 3.

Набросок 3. Схема электронная соединений КТП-25 … 160/10

Распределительное устройство (РУ) 10 кВ состоит из разъединителя Q S с заземляющими ножиками, устанавливаемого на наиблежайшей опоре полосы 10 кВ, вентильных разрядников FV1 … FV3 для защиты оборудования от атмосферных и коммутационных перенапряжений на стороне 10 кВ и предохранителей F1 … F3, установленных в аква устройстве высшего напряжения, обеспечивающих защиту трансформатора от многофазных маленьких замыканий. Предохранители соединены соответственно с проходными изоляторами и силовым трансформатором. Остальная аппаратура располагается в нижнем отсеке (шкафу), другими словами распределительное устройство 0,38 кВ.

На вводе распределительного устройства 0,38 кВ установлены рубильник S, вентильные разрядники FV4 … FV6 для защиты от перенапряжений на стороне 0,38 кВ, трансформаторы тока ТА1 … ТАЗ, питающие счетчик активной энергии PI, и трансформаторы ТА4, ТА5, к которым подключено термическое реле КК, обеспечивающее защиту силового трансформатора от перегрузки. Включение, отключение и защита отходящих линий 0,38 кВ от маленьких замыканий и перегрузки осуществляются автоматическими выключателями QF1 … QF3 с комбинированными расцепителями. При всем этом для защиты линий от однофазовых маленьких замыканий в нулевых проводах воздушной полосы N1 … 3 установлены токовые реле КА1 … КA3, которые при срабатывании замыкают цепь обмотки независящего расцепителя. Реле настраиваются на срабатывание при однофазовых маленьких замыканиях. в более удаленных точках сети. Линия уличного освещения от маленьких замыканий защищена предохранителями F4 … F6.

При перегрузке силового трансформатора размыкающие контакты термического реле КК, шунтирующие в обычном режиме обмотку промежного реле KL, размыкаются, подавая на нее через резисторы R4 и R5 напряжение. В итоге срабатывания реле KL отключаются полосы № 1 и 3 и выводится из работы резистор R4, увеличивая сопротивление в цепи обмотки реле KL. Это нужно для ограничения до номинального значения (220 В) напряжения, подаваемого на обмотку реле KL после притягивания якоря, что связано с повышением сопротивления обмотки реле. Защита от перегрузки срабатывает менее чем через 1,3 ч при токе, составляющем 1,45 номинального тока силового трансформатора.

Линия № 2 и уличного освещения защитой от перегрузки не отключается. Автоматическое включение и отключение полосы уличного освещения производит фотореле KS, а при ручном управлении этой линией пользуются тумблером SA2. Фотореле и тумблер SA2 действуют на обмотку магнитного пускателя КМ.

Для поддержания обычной температуры поблизости счетчика активной энергии PI в зимних критериях служат резисторы R1 … R3, включаемые тумблером SA1.

Для контроля наличия напряжения и освещения РУ 0,38 кВ предназначена лампа EL, включаемая тумблером SA3. Напряжение определяют переносным вольтметром, который включают в бытовую розетку X, расположенную в РУ 0,38 кВ. Тумблер SA3 позволяет измерить напряжение всех фаз.

Для предотвращения отключения рубильника под нагрузкой предусмотрена блокировка, которая работает последующим образом. При открывании панели закрытия РУ 0,38 кВ замыкающие контакты выключателя блокировки SQ, шунтирующие обмотку промежного реле K.L, размыкаются и реле KL срабатывает, отключая автоматические включатели линий № 1 и 3. Сразу снимается напряжение с обмотки магнитного пускателя КМ и отключается линия уличного освещения.

Размыкающие контакты выключателя блокировки SQ при всем этом размыкаются и отключают автоматический выключатель полосы № 2 (положение контактов выключателя SQ на рисунке 3 показано при открытой панели, закрывающей РУ 0,38 кВ). Предусмотрены также механические блокировки, не допускающие открывания двери вводного устройства высшего напряжении при отключенных заземляющих ножиках разъединителя, также отключения заземляющих ножей разъединителя при открытой двери вводного устройства 10 кВ. Блок-замок двери вводного устройства 10 кВ и блок-замок привода заземляющих ножей имеют однообразный секрет. К ним имеется один ключ. Во включенном положении разъединителя ключ с привода заземля-тощих ножей снять нереально. После отключения основных и включения заземляющих ножей разъединителя ключ свободно снимается с привода заземляющих ножей и им можно открыть дверь устройства ввода 10 кВ.

Для электроснабжения сначала массивных производственных потребителей применяется также серия КТП 10/0,38 кВ с одним и 2-мя трансформаторами проходного типа КТПП и тупикового типа КТПТ мощностью 250 … 630 и 2 (250 … 630) кВ-А с воздушными вводами внешней установки. Конструктивно однотрансформаторные КТПП и КТПТ делают в виде 1-го блока, в каком в соответственных отсеках расположены РУ 10 и 0,38 кВ, также силовой трансформатор. Оболочка блока (шкаф) сделана из листовой стали и имеет двери для обслуживания РУ 10 кВ и 0,38 кВ. Предусмотрены блокировки для неопасного обслуживания. ). А именно, распределительное устройство 10 кВ КТПП мощностью 250 … 630 кВ-А с одним трансформатором выполнено по схеме б (рис. 1 ). Схема распределительного устройства 0,38 кВ в главном подобна схеме на рисунке 3 , но предусматривается также вариант с установкой блоков предохранитель-выключатель заместо автоматов на отходящих линиях, число которых увеличено до 4. Мачтовые подстанции мощностью 25 … 100 кВ-А монтируют на П-образной опоре, а 160 … 250 кВ-А - на АП-образной опоре. Подстанции почти всегда делают тупиковыми. На рисунке 4 показан вид мачтовой трансформаторной подстанции 10/0,38 кВ. Все оборудование расположено на П-образной опоре.

Трансформатор 3 установлен на огражденной площадке 4 на высоте 3 … 3,5 м. Напряжение к трансформатору подается через линейный разъединительный пункт и предохранители 2. Линейный разъединительный пункт включает разъединитель с приводом, установленный на концевой опоре. Распределительное устройство 0,38 кВ представляет собой железный шкаф 5 брызгозащищенного выполнения с установленной снутри аппаратурой. Ввод в шкаф от трансформатора и выводы 6 к линиям 380/220 В выполнены в трубах. Для подъема на площадку 4 служит раскладная железная лестница 7, которая (в сложенном виде) так же, как дверцы шкафа и привод разъединителя, закрывается на замок. Для защиты трансформаторной подстанции от перенапряжений установлены вентильные разрядники 1.

Наверняка каждый из нас замечал во дворе жилых домов будки, от которых отходит множество электрических проводов. Называется такое небольшое здание сложным на первый взгляд словом - электрическая трансформаторная подстанция.

Многие до сих пор не знают, что это за сооружение и для чего оно используется. Об этом мы и расскажем в этой статье.

Как известно, основным преимуществом электричества перед другими видами энергии является возможность его передачи на огромные расстояние с малыми потерями. Однако, небольшие потери всё равно неизбежны, так как провода обладают собственным сопротивлением и нагреваются в результате передачи по ним электрического тока.

Для того, что бы снизить потери при передаче до минимума необходимо передавать ток высоким напряжением, т.к. силу тока при этом можно снизить, в результате чего нагревание проводов значительно уменьшится, уменьшив в результате и потери тока. Принцип довольно простой - чем длиннее линия электропередачи (ЛЭП), тем большее напряжение на ней используется.

Генераторы электрического тока на электростанциях вырабатывают ток низкого для эффективной передачи на большие расстояния напряжения, поэтому на них используются трансформаторы повышающего типа.

После доставки тока до потребителя по линии электропередачи, для его использования в бытовых целях напряжение снова должно быть понижено до 500, 380 или 220 вольт, которые мы имеем в дома в розетке. Для этого используются трансформаторные подстанции понижающего типа.

Именно понижающими подстанциями и являются те сооружения, которые стоят в большинстве дворов жилых домов. Получая ток высокого напряжения они преобразуют его в 220-вольтный, который и используется для питания большинства бытовых электрических приборов.

Говоря простым языком, трансформаторная подстанция понижающего типа состоит из следующих основных частей.

• Вводная часть - прием тока высокого напряжения.
• Трансформатор - преобразование тока.
• Выводная часть - выход тока низкого напряжения.

Помимо разделения на повышающие и понижающие, трансформаторные подстанции принято разделять и на блочные комплектные и контейнерные комплектные. Первые отличаются от вторых лишь своим корпусом - блочная электроподстанция устанавливается в бетонном помещении и собирается на месте - то есть является стационарной. В подстанциях контейнерного типа в качестве корпуса используется металлическое сооружение, а собираются и укомплектовываются они на заводе-изготовителе. Такие подстанции являются транспортабельными и могут быть без проблем перемещены с одного места в другое.

Если вам интересны цены на эти агрегаты, вы можете ознакомиться с ними, например, в каталоге компаний http://www.ru.all.biz/ . Там представлены различные компании, занимающиеся производством и продажей трансформаторных подстанций.