Защиты, автоматика, системы управления

Работа оборудования трансформаторной подстанции происходит в автоматическом режиме под дистанционным наблюдением оперативного персонала. Чтобы предотвратить серьезные повреждения внутри сложной дорогостоящей системы применяются автоматические защитные устройства.

Они имеют чувствительные датчики, которые воспринимают начало возникновения аварийных процессов и, обрабатывая полученную информацию, передают ее на защиты.

Такими датчиками могут работать механические приборы, реагирующие на:

· повышение температуры;

· возникновение вспышки света;

· резкое возрастание давления внутри закрытой ячейки;

· образование дыма;

· начало газообразования внутри жидкостей или другие признаки.

Однако, основная нагрузка по определению начала аварийных режимов возложена на электрические устройства — измерительные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Они с высокой точностью моделируют электрические процессы, происходящие в первичной схеме силового оборудования и передают их в органы сравнения, которые определяют момент возникновения неисправностей.

Полученный сигнал от них воспринимают логические блоки, обрабатывающие поступившую информацию для передачи исполнительной команды на отключающие устройства конкретных автоматических выключателей.

У малогабаритных трансформаторных подстанций, размещенных внутри крытых сооружениях, защиты могут располагаться в отдельной ячейке или шкафу.

На подстанциях, преобразующих напряжение 110 кВ и выше, для размещения релейных вторичных цепей требуется отдельное здание с большим количеством панелей. На них монтируют системы управления, автоматики и защиты:

· каждого трансформатора;

· ошиновки;

· шин;

· отходящих линий;

· пожаротушения.

К этим устройствам подключаются системы сигнализации, работающие в местном и дистанционном режиме для передачи оперативному персоналу достоверных сведений о происходящих коммутациях в электрической сети. Наиболее важная информация о положении ответственных элементов оборудования передаются по каналам телесигнализации.

Используемые многие десятилетия релейные защиты постепенно вытесняются микропроцессорными малогабаритными модулями, облегчающими эксплуатацию.

Однако, их массовое использование сдерживается высокой стоимостью и отсутствием точных международных стандартов для всех производителей. Ведь при поломке отдельного специфичного блока пользователю приходится обращаться к конкретному заводу для замены возникшей неисправности.

КАК УСТРОЕНА ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ. СХЕМЫ, УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

Для уменьшения потерь мощности и электроэнергии подстанции рекомендуется устанавливать непосредственно вблизи от крупных потребителей. Подстанции принимают электроэнергию высокого напряжения (6–35 кВ) и понижают ее до той, которая необходима потребителям (0.4 кВ либо 6-10 кВ).

Комплектные трансформаторные подстанции выпускаются на ряде заводов. Наиболее совершенными из отечественных являются КТП, изготавливаемыми ОАО «Самарский завод "Электрощит"».

Рисунок 1. КТП блочного типа 2БКТП.

Подстанции имеют: силовой трансформатор; УВН – устройство ввода со стороны высшего напряжения; РУНН – распределительное устройство со стороны низкого напряжения; СУНН – соединительное устройство со стороны низшего напряжения; СУВН – соединительное устройство со стороны высшего напряжения; шинопроводы; АВР – автоматический ввод резерва; ТАВР – тиристорное устройство автоматического ввода резерва; шкафы управления трансформаторами.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ КТП.

Условное обозначение КТП имеет определенную структуру, например: 2КТПП-630/6/0,4-05-Т3 – двухтрансформаторная комплектная промышленная подстанция с тансформаторами мощностью 630 кВ·А, на номинальное напряжение на стороне ВН 6 кВ, на номинальное напряжение на стороне НН 0,4 кВ, год разработки рабочих чертежей 2005, климатическое исполнение Т, категория размещения 3.

Рисунок 2. Условные обозначения КТП.

Шкафы РУНН по своему функциональному назначению делятся на вводные (ШВ), линейные (ШЛ), секционный (ШС), релейный (ШР), блочно-релейный (ШБР). Каждый шкаф разделяется на отсеки: отсек выключателей выдвижного исполнения; приборный (или релейный) отсек, где установлена аппаратура управления, автоматики и учета электроэнергии; отсек шин и кабелей, где размещены сборные шины, шинные ответвления для кабельных и шинных присоединений и трансформаторы тока.

В шкафах может быть установлено 1, 3 или 4 выключателя. Выключатели в шкафах располагаются вертикально по высоте шкафа, каждый в своем отсеке, при этом обеспечивается взаимозаменяемость выключателей в любом отсеке.

Пример условных обозначений шкафов РУНН: ШЛ 0,66-09-У3 – шкаф отходящих линий (ввод кабелей снизу), номинальное напряжение 0,66 кВ, номер схемы главных соединений 09, климатическое исполнение У, категория размещения 3. На рис.1 представлена принципиальная схема типовой двухтрансформаторной КТП.

ГДЕ РАЗМЕСТИТЬ КТП.

Размещаются КТП на первых этажах. Размещение на других этажах должно подтверждаться технико-экономическим расчетом. Например в многопролетных цехах большой ширины КТП располагаются у колонн или возле вспомогательных внутрицеховых помещений так, чтобы не занимать площадей, обслуживаемых кранами. При шаге колонн, недостаточном для размещения между ними подстанций, допускается нахождение одной из колонн в пределах помещения подстанции.

При равномерном распределении электроприемников с большими нагрузками и насыщенности цеха технологическим оборудованием целесообразно выделять специальный пролет для размещения подстанций. КТП должны размещаться с наибольшим приближением к центру питаемой ими нагрузки и со смещением их в сторону источника питания.

Рисунок 3. Принципиальная схема комплектной трансформаторной подстанции 1-я секция шин.

Рисунок 4. Принципиальная схема комплектной трансформаторной подстанции. 2-я секция шин.

Встроенные и пристроенные трансформаторные подстанции (ТП), а также подстанции с открытой установкой трансформаторов возле наружной стены цеха должны предусматриваться при невозможности или затрудненности применения внутрицеховых подстанций или при небольших габаритах цеха.