Трансформаторные подстанции и распределительные пункты

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Для передачи и распределения электрической энергии на территории города предусматривается соответствующая система электроснабжения. Она представляет собой совокупность трансформаторных подстанций (ТП) и электрических сетей различного напряжения. Схема системы электроснабжения, параметры ее отдельных элементов, количество трансформаций энергии при передаче и другие характеристики системы определяются величиной города.

Электрические линии напряжением 6 – 10 кВ и 0.4 кВ, находящиеся между сборными шинами 6 – 10 кВ городских подстанций и вводами напряжением 0.4 кВ в жилые дома и предприятия, образуют городскую распределительную сеть. Она предназначается для распределения электроэнергии между потребителями.

Распределительное устройство (РУ) 6 – 10 кВ понижающих подстанций называется центром питания. В состав питающей сети 6 – 10 кВ включаются питающие сети, распределительные пункты (РП) и прямые связи 6 – 10 кВ между ними. Питающей линией называется линия 6 – 10 кВ, питающая РП от центра питания и не имеющая распределения энергии по длине. Распределительным пунктом (РП) называется подстанция 6 – 10 кВ городской сети или промышленного предприятия, предназначенная для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без ее преобразования и трансформации.

Распределительная сеть представляет собой совокупность распределительных линий 6 – 10 кВ, трансформаторных подстанций (ТП) и распределительных линий 0,4 кВ с вводами к потребителям.

Распределительной линий называется линия, питающая ряд ТП от РП или центра питания, или вводы к электроустановкам потребителей.

Трансформаторной подстанцией (ТП) называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов, распределительных устройств напряжением до и выше 1000 В, устройств управления и вспомогательных сооружений.

По распределительной сети 6 – 10 кВ производится питание ТП, которые, в свою очередь, могут использоваться для питания распределительной сети напряжением 0,4 кВ общего пользования. Распределительная сеть 0,4 кВ предусматривается для питания жилых домов, магазинов и других потребителей города.

Схемы построения питающих и распределительных сетей определяются требованиями к надежности электроснабжения потребителей. Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), все электроприемники потребителей делятся на три категории. ПУЭ устанавливают условия питания не потребителей, а входящих в их состав отдельных электроприемников.

К первой категории относятся электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб и нарушение особо важных элементов городского хозяйства. К этой категории относятся совокупности электроприемников городских потребителей с общей нагрузкой более 10000 кВА. К надежности электроснабжения электроприемников первой категории предъявляются самые высокие требования. Они должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников, и перерыв их электроснабжения может быть допущен лишь на время автоматического ввода резервного питания.

Независимым источником питания называется источник питания данного объекта, на котором сохраняется напряжения при исчезновении его на других источниках.

Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых связан с недоотпуском продукции, простоем рабочих и механизмов, нарушением нормальной деятельности значительного числа городских жителей. К этой группе относятся потребители с общей нагрузкой от 300 до 10000 кВА для кабельных сетей и от 1000 кВА и более для воздушных сетей. Для приемников второй категории допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Все остальные электроприемники относятся к третьей категории. Для них допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента сети, но не свыше одних суток. В городских распределительных сетях применяют только закрытые, отдельно стоящие подстанции с оборудованием для внутренней установки. Согласно ПУЭ, распределительные устройства (РУ) напряжением до и выше 1000 В, а также силовые трансформаторы, как правило, должны размещаться в отдельных помещениях. Распределительным устройством (РУ) называется электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы, сборные и соединительные шины и вспомогательные устройства. РУ состоит из камер, которых устанавливаются коммутационные аппараты и шины. Выключатели нагрузки, трансформаторы напряжения и другое оборудование 6 – 10 кВ устанавливается в огражденных камерах, которые отделяются друг от друга металлическими перегородками. Остальные проемы защищаются полностью или частично сетчатыми ограждениями, высотою не менее 1,7 м.При выполнении РУ 6 – 10 кВ должны, выдержаны соответствующие расстояния между голыми токоведущими частями разных фаз, от голых токоведущих частей до заземленных конструкций и ограждений, а также между неогражденными токоведущими частями

 

Таблица 1. Наименьшие расстояния (мм) в свету от токоведущих частей до

различных элементов РУ 6 – 10 кВ

Расстояние	При напряжении
6 кВ	10 кВ
От токоведущих частей до заземленных конструкций и частей здания
Между проводниками разных фаз
От токоведущих частей до сплошных ограждений
От токоведущих частей до сетчатых ограждений
Между неогражденными токоведущими частями разных цепей
От неогражденных токоведущих частей до пола

 

Для того чтобы избежать случайных прикосновений к голым токоведущим частям, последние ограждают сетками с отверстиями не более 25×25 мм или помещают в камеры.

При входе в камеры выключателей, трансформаторов и других аппаратов, непосредственно за дверью допускается установка барьеров высотой 1,2 м для осмотра камер при напряжении на токоведущих частях.

Во всех цепях РУ необходимо предусматривать разъединяющие устройства с видимым разрывом. Они обеспечивают возможность отсоединения всех аппаратов (выключателей, трансформаторов и т.д.) каждой цепи от сборных шин и других источников напряжения. Это требование диктуется правилами техники безопасности. Оно выполняется путем установки в цепях 6 – 10 кВ разъединителей, в цепях напряжением 0,4 кВ – рубильников.

Для обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала в РУ и в других местах подстанции, где требуется закорачивание и заземление цепи, разъединители напряжением 6 – 10 кВ должны снабжаться стационарными заземляющими ножами, которые окрашиваются в черный цвет. Рукояти приводов заземляющих ножей окрашиваются в красный цвет. В случаях, когда стационарные заземляющие ножи не могут быть применены, на токоведущих и заземляющих шинах подготавливаются очищенные контактные поверхности для присоединения переносных заземляющих проводников.

Шины РУ и токопроводы выполняются алюминиевыми голыми проводами или шинами профильного сечения. Соединения проводников ошиновки выполняются неразъемными, с использованием сварки, прессовки и т.п.

 

Токоведущие и металлические части окрашиваются и защищаются от коррозии. Шины окрашиваются в следующие цвета: фаза А – желтый, фаза В – зеленый и фаза С – красный.

Нулевые шины окрашиваются в голубой цвет. При окраске руководствуется установленным расположением шин. Сборные при вертикальном расположении: верхняя шина – желтая (А),

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

средняя – зеленая (В), нижняя – красная (С). При расположении шин горизонтально: шина, наиболее удаленная – желтая (А), средняя – зеленая (В) и ближайшая – красная (С). Ответвления от шин: левая шина – желтая (А), средняя – зеленая (В) и правая – красная (С), если смотреть на шины с коридора управления.

ТП городских распределительных сетей выполняются с камерами, в которых устанавливаются силовые трансформаторы. Эти камеры имеют выход непосредственно наружу. Расстояния от наиболее выступающих частей трансформатора, расположенных на высоте менее 1,9 м от пола, должны быть не менее: 1) до задней и боковых стен: 0,3 м – для трансформаторов мощностью до400 кВА и 0,6 м – для трансформаторов большей мощности; 2) со стороны входа до полотна двери или выступающих частей стены: 0,6 м – для трансформаторов мощностью до 400 кВА и 0,8 м – для трансформаторов до 1000 кВА.

Вентиляция помещений трансформаторов должна быть выполнена таким образом, чтобы разность температур воздуха, выходящего из помещения и входящего в него, не превосходила 15 ºС при нагрузке, соответствующей номинальной мощности трансформатора.

На наружных дверях РУ, ТП и РП наносятся надписи с наименованием или диспетчерским номером. На дверях и внутренних стенах камер закрытых РУ, лицевых комплектных камер РУ, лицевой и обратной стороне панелей щитов предусматриваются надписи о назначении присоединений. На дверях РУ, РП и ТП вывешиваются предупредительные плакаты.Распределительные устройства 6 – 10 кВ выполняются из комплектных камер.

Комплектное распределительное устройство (КРУ) состоит из металлического шкафа, в котором размещаются необходимые аппараты, измерительные и защитные приборы и вспомогательные устройства со всеми внутренними электрическими соединениями главных и вторичных цепей.

Применение КРУ резко снижает объем и стоимость строительно-монтажных работ и значительно сокращает сроки их выполнения. КРУ способствуют улучшению качества электроустановок и повышают надежность их работы.

Все типы КРУ по размещению коммутационной аппаратуры можно различить на два вида:

а) стационарного типа, в которых аппаратура в ячейках устанавливается постоянно;

б) выкатного типа, в которых масляный выключатель с приводом размещен на выкатной тележке.

Для комплектования РУ 6 – 10 кВ РП применяются камеры типа КСО (комплектные, стационарные, одностороннего обслуживания), которые имеют стационарные заземляющие ножи, повышающие безопасность проведения ремонтных работ.

Важнейшим элементом подстанции, с точки зрения безопасности, а также режима работы сетей, является заземляющее устройство, которое представляет собой совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называется металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющими проводниками называются металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Для заземления электроустановок различных напряжений (0,4 и 6 – 10 кВ) применяется одно общее заземляющее устройство. Кроме искусственных заземлителей, необходимо использовать естественные, в частности металлические оболочки кабелей, арматуру железобетонных конструкций и т.п., которые имеют надежное соединение с землей.

В качестве искусственных заземлителей используются вертикально погруженные в землю стальные газопроводные трубы с толщиной стенок не менее 3,5 мм, или угловая сталь с толщиной полок не менее 4 мм. Для заземляющих проводников используется полосовая сталь сечением не менее 48 мм², толщиной 4 мм, а также круглая полосовая сталь диаметром не

 

менее 6 мм. Открыто проложенные заземляющие проводники, а также все конструкции,

провода и полосы сети заземления окрашиваются в черный цвет. Соединения заземлителей с заземляющими проводниками выполняется сваркой. Заземлению подлежат все части электроустановки, которые могут оказаться под напряжением: корпуса трансформаторов, каркасы распределительных щитов управления, приводы электрических аппаратов, корпуса светильников, металлические конструкции

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

распределительных устройств, металлические оболочки силовых и контрольных кабелей, вторичные обмотки измерительных трансформаторов.

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Выключатель нагрузки ВН-16

 

Выключатели нагрузки являются основным коммутирующим аппаратом ТП. Имеются следующие типы выключателей: ВН-16, ВНП-16 (с предохранителем ПК) и ВНП-17 (с предохранителями, перегорание которых приводит к автоматическому отключению выключателя). Выключатели с заземляющими ножами обозначаются: ВНЗ-16, ВНПЗ-16 и ВНПЗ-17.

Рис.1- Выключатель нагрузки ВН-16: а – общин вид; б – разрез искрогасительной камеры. 1 – подвижные контакты; 2 – отключающие пружины; 3 – неподвижный контакт; 4 – искрогасительная камера; 5 – вал; 6 – искрогасительный контакт; 7 – фарфоровая тяга; 8 – планка; 9 – приводной рычаг

 

Важнейшими элементами выключателя являются узел отключающих пружин и дугогасящее устройство. Два комплекта отключающих пружин, расположенных на стержне сварной вилки, связанной с валом выключателя, находясь в сжатом состоянии, обеспечивают необходимую скорость движения подвижных контактов при отключении выключателя. На стержень надеты резиновые шайбы для смягчения удара при работе отключающих пружин. Дугогасящее устройство (рис.1 а, б) имеет пластмассовый разъемный корпус, внутри которого расположены два вкладыша из оргстекла. Подвижный дугогасительный контакт передвигается между вкладышами. Неподвижный дугогасительный контакт расположен в нижней части камеры. При отключении выключателя сначала размыкаются основные контакты, затем дугогасительные. Под действием возникающей дуги оргстекло разлагается и интенсивно выделяет газы, которые выдуваются из камеры и вместе с этим происходит гашение дуги.

Заземляющее устройство имеет вал с приваренными к нему заземляющими ножами. Оно может быть расположено сверху или снизу рамы выключателя и соответственно заземлять при необходимости неподвижные или подвижные контакты. Между валами выключателя и заземляющих ножей располагается механическая блокировка. Управляют ножами с помощью привода ПР-2, который устанавливается с противоположной стороны привода выключателя.

Выключатели ВН-16 не рассчитаны на отключение токов к. з. Допускается использование выключателей с перевернутыми пружинами для ручного отключения при уравнительных токах до 250 А и при разности напряжения 200—300 В в сети 6 кВ в зависимости от сечения кабеля.

Допускается следующее число операций ВН-16 без ревизии выключателя: при токах до 400 А – не более 90 отключений, при токах до 200 А – не более 185 отключений. Допустимое число отключений без смены дугогасящих вкладышей определяется степенью износа вкладышей. Остаточная толщина последних не должна быть менее 0,5—1 мм. При этом обгорание неподвижного и подвижного дугогасительных контактов не должно превышать 5 мм.

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

Рис.2- Привод ПРА-17 предназначен для управления выключателями нагрузки типа ВН-16.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист