Трансформаторные подстанции
Схема использования трансформаторных подстанций
В состав оборудования трансформаторных подстанций входят: силовые трансформаторы, аппаратура защиты и коммутации, шинные устройства, измерительные трансформаторы и устройства автоматического контроля и управления.
Прием электрической энергии и дальнейшее распределение ее на подстанциях и в распределительных устройствах осуществляется посредством главных шин. Шины укрепляются с помощью крепежных деталей на фарфоровых изоляторах. Шины для закрытых распределительных устройств (ЗРУ) 6—10 кв представляют собой голые, обычно алюминиевые (реже медные) полосы прямоугольного поперечного сечения. Для распознавания отдельных фаз (и защиты шин от коррозии) их окрашивают в различные цвета: фаза А — в желтый, фаза В — в зеленый, фаза С — в красный цвет.
Электрические линии присоединяют к главным шинам с помощью специальной аппаратуры (выключатели, разъединители и т. д.). Все электрические соединения подстанций и распределительных устройств обычно изображают в виде однолинейных схем, на которых условными обозначениями показывают основные элементы установки (выключатели, предохранители и т. д.).
Измерительные трансформаторы применяют для включения измерительных приборов и обмоток реле защиты и управления.
К аппаратам защиты и коммутации, устанавливаемым на подстанциях, относятся выключатели мощности, выключатели нагрузки, разъединители, предохранители, разрядники и реакторы.
Примеры схем ТП:
Рис. 12. Типовые схемы подстанций а — тупиковая; б — ответвительная; в — проходная; г — с короткозамыкателем и отделителем.
1 — разъединитель; 2 — плавкие предохранители; 3 — масляный выключатель, 4 — отходящие линии; 5 — головной масляный выключатель; 6 — отделитель; 7 — короткозамыкатель
Общая характеристика высоковольтного оборудования электрических подстанций
Высоковольтные выключатели
Графическое обозначение
Предназначены для включения/выключения электрических присоединений как в нормальном режиме, так и при коротких замыканиях.
Перспективными выключателями являются: вакуумные, элегазовые выключатели. Ведутся работы по созданию устройств обеспечивающих управляемую коммутацию (при переходе синусоиды через ноль). Кроме того, создаются методики диагностики и мониторинга электрооборудования.
Выключатели снабжены различными видами электроприводов. Широко применяются в вакуумной технике электромагнитные приводы с «магнитной защелкой»
Разъединители
Графическое обозначение
Предназначенные для отделения в целях безопасности электрооборудования от сети на период ремонта.
Разъединитель создает видимый разрыв электрической цепи. Он имеет устройство (привод) для ручного управления.
Коммутация цепи с помощью разъединителя производится без нагрузки, допускается разрывать цепь трехполюсным разъединителем при токе не более 15А при напряжении до 10кВ
Включение цепи: разъед.→выкл.
Выключение цепи: выкл.→разъед.
Токоограничивающие реактора.
Графическое обозначение
Представляют собой индуктивные сопротивления, предназначенные для ограничения тока короткого замыкания в защищаемой зоне.
Реакторы делятся на линейные и секционные.
Измерительные трансформаторы тока и напряжения.
Графическое обозначение
Предназначены для изменения тока до величин удобных для измерения и для использования в релейной защите.
Вентильные разрядники
Графическое обозначение
Служат для защиты изоляции электрооборудования от перенапряжений в электрических сетях.
Вентильные разрядники устанавливают возле трансформаторов, а также у вводов воздушных линий в распределительное устройство. Действие вентильного разрядника основано на том, что при увеличении напряжения сопротивление уменьшается.
Более современными средствами защиты от перенапряжений являются нелинейные ограничители перенапряжения ОПН
Графическое обозначение
ОПН не имеет искровых промежутков, как у вентильных разрядников, и в них используются современные полупроводниковые резисторы на основе оксида цинка, обеспечивающие лучшие характеристики. Надежность устройства защиты улучшается.
Ведутся научные разработки вакуумных управляемых разрядников (РУВ), которые обеспечивают мгновенное замыкание цепи (порядка 1 мкс). Если объединить РУВ и выключатель, то может быть обеспечено одновременное включение всех трех полюсов высоковольтного выключателя с высоким быстродействием.
Существуют электрические схемы (в основном морально устаревшие), в которых по высокой стороне трансформатора устанавливаются не выключатели, а короткозамыкатели и отделители.
Короткозамыкатели
Графическое обозначение
Представляют собой одно или двух полюсный разъединитель, снабженный приводом (пружинным) для автоматического включения и создания искусственного короткого замыкания (т.е. соединение фазы с землей), по команде поступающей от релейной защиты или оператора.
Отделитель.
Графическое обозначение
Это трех полюсный разъединитель, снабженный приводом для автоматического отключения участка цепи, который предварительно отключен высоковольтным выключателем.
Отделитель изолирует поврежденное оборудование от сети (0,5-1)с. Включение производится вручную.
Использование короткозамыкателя с отделителем применяется в целях экономии, т.к. выключатели дороже.
Графическое обозначение
Но если в трансформаторе нагреется масло, то ставится газовое реле.
Выключатели нагрузки.
Графическое обозначение
Высоковольтный коммутационный аппарат для отключения рабочего (номинального) тока применяют на стороне высшего напряжения вместо силовых выключателей.
Автоматический выключатель.
Представляет собой силовой выключатель со встроенными релейными устройствами прямого действия, называемыми расцепителями (электромагнитными или тепловыми).
Плавкие предохранители.
Это коммутационные аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от сверхтоков (токов короткого замыкания). Действие предохранителей основано на процессе плавления аварийным током металлической вставки небольшого сечения и различного профиля и гашения образовавшейся дуги.