Однолинейная схема трансформаторной подстанции: характеристика

При проектировке любой трансформаторной подстанции необходимо сделать её безопасной для окружающих. Выбор схемы и составляющих основывается на общем количестве жителей и необходимом количестве электроэнергии.

Самой распространенной видом является однолинейная схема трансформаторной подстанции.

Что такое однолинейная схема?

В данном виде понятие однолинейная схема включает в себя то, что она состоит только из линий, которые обозначены как трехфазные или двухфазные. На этой схеме обозначается количество вводов, отдельные устройства-распределители (РУ), и возможное количество людей, которые потребляют электроэнергию. Также на ней должны изображаться все параметры сети, установленные мощности всего объекта.

Элементы, которые присутствуют в схеме

К составляющим подстанции относят:

• Разрядник. При помощи этого устройства уменьшаются колебания напряжения на линии, которая входит. Происходит это из-за отражения импульсов электричества в землю или отведенный контур.
• Масляные выключатели. Элементы, с помощью которых сеть расцепляется. Контакты выключателей постоянно расположены в масле из минералов, что повышает безопасность. Смесь необходима для создания изоляции и снижения электрических дуг.
• Реактор. Катушка из меди с удаленным сердечником из стали. С помощью неё уменьшается вероятность короткого замыкания. Еще один плюс – экономия на оборудовании, благодаря высокому уровню защиты. Снижает возможность перегрузки однолинейной схемы трансформатора.
• Расцепитель. Устройство, которое отключает питание подстанции в экстренной ситуации. Зачастую устанавливают два, на случай если первый откажет.
• Силовой трансформатор. Главное устройство во всей установке. Во многом зависит от требований, которые должна выполнить подстанция.

Выбор силового трансформатора

При выборе силового трансформаторного устройства необходимо обратить внимание на его технические характеристики и стоимость. Это влияет на создания схемы трансформаторной подстанции.

Оптимальным вариантом для однолинейной схемы тп является трехфазный, трехобмоточный силовой трансформатор, с функцией понижения. Данный выбор строится на температурном показателе, при котором он будет использован и регулировке напряжения.

Как происходит создание однолинейной схемы трансформатора

Выбор той или иной схемы определяется по типу тяговой подстанции. Выделяют следующие виды:

• Опорная;
• Промежуточная;
• Тупиковая.

Исходя из этого, происходит выбор типа подстанции, определения класса РУ (высшее, среднее или низшее), количество основных трансформаторов, которые обеспечивают связь устройств-распределителей, достаточное количество линий потребления.

Зачастую такая схема представлена в виде мостика, в котором присутствует выключатель в линии цепей.

Однолинейная схема трансформаторной подстанции должна обеспечить бесперебойную работу электросети, удобство эксплуатации и ремонта, безопасность местных жителей, обоснованное расположение оборудования и автоматизацию коммутации в условиях экстренной ситуации. Грамотное составление схемы обеспечивает быстроту и точность ремонтных работ.

При использовании подстанции с тяговой стороны выполняют с секцинированием двух шин-разделителей, используя два провода. И обеспечивают дополнительный запас между рычагом и запасной шиной. Секционирование шин.

Альтернативный метод

Бывают случаи, когда такой метод не подходит. Тогда используется однолинейная схема тп с двумя трансформаторами, соединение между которыми параллельно.

В таком случае при вводе используют специальный прибор, который разводит входящие линии. Для этого используют обычную шину либо переносной провод из шин.

После создания схемы первым делом происходит установка разрядника. После него устанавливают расцепитель. Далее монтируют предохранитель и сам трансформатор. В конце происходит установка дополнительного расцепителя и общего рубильника, для использования ручного режима.

После предохранителя необходимо вмонтировать трансформаторы, при помощи которых напряжение становится 0,4 кВ. От этой конструкции делается отвод к нейтрали всей подстанции и на провода фаз. Последние подключаются к узлу распределения и далее к потребителям.

Главные схемы электрических соединений подстанций | Справка

В современных условиях для обеспечения надежности и экономичности электроснабжения потребителей необходима совместная работа большого числа электростанций, подстанций и связывающих их электрических сетей разных напряжений. Однако при этом электрические схемы станций и подстанций должны обеспечивать соединение их отдельных элементов достаточно просто, надежно и удобно. В условиях эксплуатации подстанций возникает необходимость изменения схемы при выводе оборудования в ремонт, ликвидации аварий. Чтобы можно было производить эти изменения электрических схем, их элементы — трансформаторы, шины распределительных устройств (РУ), воздушные и кабельные линии — соединяют друг с другом посредством коммутационных аппаратов.

Главной схемой электрических соединений или схемой первичной коммутации называется схема электрических соединений основного электрооборудования, к которому относятся трансформаторы силовые и измерительные, реакторы, коммутационные аппараты и соединяющие их проводники. Для главных схем подстанций определяющими факторами являются местоположение подстанции в энергосистеме и ее назначение, мощность, перерабатываемая на подстанции и проходящая через нее транзитом, количество и мощность трансформаторов и отходящих линий, уровни их напряжений, категории потребителей, которые питаются по этим линиям.
По способу начертания главные схемы подстанций подразделяются на многолинейные, на которых показываются все фазы электроустановки и нулевой провод, и однолинейные, на которых изображается только одна фаза, остальные ввиду их аналогичности не показываются. Графическое изображение однолинейных схем значительно проще, повышается наглядность и запоминаемость таких схем. Однолинейные схемы составляют для всей электроустановки, те участки, схемы, где по фазам есть отличия имеют многолинейное изображение.
Выбранная схема при выполнении электроустановки должна обеспечивать ряд условий:
обеспечивать надежность электроснабжения потребителей;
осуществлять эксплуатацию с минимальными затратами средств и расходом материалов;
обеспечивать безопасность и удобство обслуживания;
исключать возможность ошибочных операций персоналом в процессе срочных переключений.
Выполнение последнего условия затрудняется при очень сложной схеме электроустановки, однако значительное упрощение схемы может вызвать трудности для выполнения первого условия в отношении надежности электроснабжения. Железнодорожные потребители в основном относятся к первой и второй категориям, и для их питания используют чаще трансформаторные подстанции с двумя трансформаторами, один из которых может быть резервным. Для электроснабжения потребителей третьей категории применяют схемы однотрансформаторных подстанций.

Рис. 1. Схема однотрансформаторной подстанции с первичным напряжением 10 кВ
Однолинейная схема однотрансформаторной подстанции с первичным напряжением 10 кВ и вторичным напряжением 0,4 кВ. Подстанция (рис. 1) получает питание по воздушной линии 10 кВ. На вводе подстанции W установлен разъединитель QS и предохранитель FUX, который защищает трансформатор Т от токов КЗ, длительных перегрузок, опасных для трансформатора. От атмосферных перенапряжений, набегающих на подстанцию по воздушной линии, она защищается разрядником FV. РУ-0,4 кВ имеет одинарную систему сборных шин, на которую напряжение подается от трансформатора Т по вводу. На вводе установлен рубильник S{, предохранитель FU2 и трансформатор тока ТА. Так как трансформаторы тока могут устанавливаться не на всех фазах, то эта часть схемы показана в трехфазном изображении во избежание неясностей. Нулевой провод от нейтрали трансформатора до нейтральной шины N показывается отдельно. От сборных шин 0,4 кВ отходят линии потребителей, на которых установлены рубильники (пакетные выключатели) S2-S5 и предохранители FU1-FU6. Конструкция такой подстанции показана на рис. Как видно на рис. 1, схема подстанции очень проста, ее элементы не резервируются, и в случае отказа или повреждения любого из них часть потребителей или все (при повреждении трансформатора) остаются без электроэнергии. Такой недостаток в значительной степени устраняется при использовании подстанций с двумя трансформаторами.

Однолинейная схема двухтрансформаторной подстанции с первичным напряжением 10 кВ и вторичным напряжением 0,4 кВ представлена на рис. 2. В РУ-10 кВ подстанции принята одинарная секционированная на две секции двумя разъединителями QS1 и QS4 система сборных шин. Это позволяет работать на одной секции без отключения другой. Вводы подстанции W2 и IVр которые снабжают электроэнергией потребители второй и третьей категорий, для удешевления и упрощения обслуживания могут выполняться на выключателях нагрузки QW1 и QW4 с заземляющими ножами. На отходящих линиях Wt и W4 и присоединениях понижающих трансформаторов устанавливают выключатели нагрузки QWV Q W2, Q W5, QWb в комплекте с предохранителями FU2, FUV FU4, FUy При этом предохранители целесообразно устанавливать перед выключателями нагрузки, считая по направлению передачи электроэнергии. На вводах применяются выключатели нагрузки ВНЗ- 16 с заземляющими ножами, на отходящих линиях и трансформаторах — ВНПЗ-17. Для учета электроэнергии, отпускаемой потребителям по линиях W] и W4, предусмотрены счетчики, подключаемые к трансформаторам тока ТА{ и ТА , и к трансформаторам напряжения TV] и TV2, которые подключаются к шинам через разъединители QS2 и QSs с заземляющими ножами типа РВЗ-10. Пунктиром показана блокировочная связь разъединителей и их заземляющих ножей, которая не позволяет включать разъединитель при включенном заземляющем ноже и включать заземляющий нож при включенном разъединителе. Защищаются от токов КЗ 7У, и TV2 предохранителями FUl и FU6. Заземление каждой секции сборных шин предусматривается заземляющими разъединителями QSX и QSb типа РВ-10.

Рис. 2. Схема двухтрансформаторной подстанции с первичным напряжением 10 кВ

Рис. 3. Схема двухтрансформаторной подстанции с первичным напряжением 35 кВ

Рис. 3. Схема двухтрансформаторной подстанции с первичным напряжением 35 кВ

Пой наличии воздушных линий 10 кВ должна быть предусмотрена установка разрядников РВО-10, подключаемых к секциям шин через разъединители QS2 и QSy распределительное устройство 0,4 кВ выполняется из щитов серии Щ0-70, которые в зависимости от назначения комплектуются различными аппаратами, рассчитанными на широкий диапазон токов. В РУ-0,4 кВ принята одинарная секционированная автоматическим выключателем SF2 и рубильниками S4 и S5 на две секции система сборных шин. Питание каждой секции осуществляется от своего трансформатора Г, и Т2, подключенного к шинам через автоматические выключатели 5F, и SF3 и рубильники S2 и Sr К трансформаторам тока ТА4 и Т А1 подключаются амперметры и счетчики активной и реактивной энергии. При раздельной работе секций шин предусмотрено автоматическое включение резерва [ABP)., которое осуществляется включением межсекционного автоматического выключателя SF2 (нормально он отключен) при отключении трансформатора Г, или Т2. При отсутствии АВР секционирование выполняют рубильниками. Разрядники F Vx и F V2 типа РВН-0,5 для защиты изоляции трансформаторов и оборудования РУ-0,4 кВ от перенапряжения устанавливают только при наличии воздушных линий 0,4 кВ. В цепи каждого присоединения линий устанавливаются рубильники Sv Sy Sb, Sg и предохранители F U1 -FU]0 (возможно применение автоматических выключателей). К трансформаторам тока ТАЪ, TAS, ТА6, ТАН подключаются амперметры и, при необходимости, счетчики электроэнергии. Питание собственных нужд СН подстанции выполняется от специальной шины, на которую электроэнергия поступает по вводам 0,4 кВ от трансформаторов 7, и Т2.

Однолинейная схема двухтрансформаторной подстанции с первичным напряжением 35 кВ представлена на рис. 3. Электроэнергия подается на подстанцию под двум вводам W2 и W3 от районной или тяговой подстанции и поступает на одинарную, секционированную выключателем Qs систему сборных шин РУ-35 кВ. На каждом вводе установлены многообъемные масляные выключатели q2 и q1 типа С-35М-630 со встроенными трансформаторами тока ТА4н ТА6типа ТВ-35. Для подключения счетчиков денежного расчета применяются трансформаторы тока ТА3 и ТА5 (комплект из Двух трансформаторов имеет один номер) типа ТФЗМ-35А. К линиям W2 и W» /> выключатели Q2 и Q» /> подключаются линейными разъединителями с двумя заземляющими ножами QS2 и QS3 типа РНДЗ-2-35 (РДЭ-2-35), а к секциям шин — шинными разъединителями QS6 и QS1 типа РНДЭ-1-35 (РДЗ-1-35). Секционный выключатель Q5 подключается к секциям шин с помощью секционных разъединителей QS9 и QS[Q типа РНДЗ-1-35 (РДЗ-1-35). Разъединители с двух сторон выключателя ввода или секционного позволяют обеспечить безопасность производства ремонтных работ на выключателях и трансформаторах тока.
В отдельных случаях от РУ-35 кВ получают питание смежные подстанции по линиям Wх и W4. Электроэнергия поступает на шины по вводам Wг и Wъ и часть ее транзитом без переработки передается другим подстанциям. На линиях W, и W4 установлено такое же оборудование как и на W 2 и Wъ.
К каждой секции РУ-35 кВ подключается понижающий трансформатор Г, и Т2 через выключатель Q6 и Q1 со встроенными трансформаторами тока ГЛ|0 и ТАи и разъединитель QSn и QSi3 с одним заземляющим ножом, позволяющим отделить выключатель от секции при ремонте.
Трансформаторы напряжения TVlnTV2 типа 3HOM-35 и разрядники FVl и FV2 типа РВС-35 присоединяются к секциям шин через разъединители QS[, и QSW которые имеют заземляющие ножи для заземления TV и FV при ремонте и ножи для заземления секций шин. Понижающие трансформаторы Г, и Т2 могут работать параллельно на шины РУ-10 кВ, раздельно (отключен секционный выключатель Ql2) или поочередно (один в работе, второй в резерве) с возможностью автоматического включения резервного (АВР) трансформатора.
Схема РУ-10 кВ предусматривает использование одинарной секционированной выключателем системы сборных шин. Размещают оборудование РУ в закрытых помещениях или шкафах наружной установки. В обоих случаях используют комплектные устройства, состоящие из шкафов или камер, в которых размещаются выключатели и трансформаторы тока. На рис. 3 приведена схема РУ-10 кВ с выключателями Qs — Qw установленными на выкатных тележках, что позволяет обходиться без разъединителей. На каждом присоединении РУ используются стационарные заземляющие ножи, обеспечивающие безопасность ведения работ внутри шкафов. От шин 10 кВ отходят четыре линии, питающие потребителей. Потребители первой категории для надежного электроснабжения получают питание по двум линиям, отходящим от разных секций шин. При отключении или повреждении одной линии или одной секции потребитель будет получать энергию по другой линии от второй секций. Одиночная линия может быть использована для питания потребителей второй или третьей категории. Питание потребителей первой категории по такой одиночной линии возможно, если имеется резервное питание от другого источника питания. Для питания потребителей собственных нужд: релейной защиты, автоматики, телемеханики, цепей управления и сигнализации, освещения и электрического отопления, подогрева оборудования в зимнее время, освещения, а также проведения ремонтных работ предусмотрена установка двух трансформаторов собственных нужд (ТСН) Г3 и Г4 мощностью 63-160 кВ А. ТСН присоединяется к шинам через выключатели Q^ и Q[(>. Трансформаторы тока ТАХ2 и ТАп используются для подключения релейных защит. Учет энергии, расходуемой на собственные нужды подстанции, ведется со стороны вторичного напряжения ТСН.
К секциям шин РУ-10 кВ присоединяются трансформаторы напряжения Т V3 и Т К4типа НТМИ-10, защищаемые предохранителями FUxhF U2 типа ПКТ-10, и разрядники FV3hFVa типа РВП-10, защищающие изоляцию РУ-10 кВ от перенапряжений. Трансформатор напряжения и разрядник одной секции размещаются на общей выкатной тележке. Секционирование шин выполняется с помощью двух шкафов: в одном установлен секционный выключатель Ql2 с трансформаторами тока ТАХ6; во втором — выдвижной элемент  Т, выполняющий роль разъединителя. При использовании понижающих трансформаторов мощностью до 4000 кВ-А и сравнительно небольшой мощности КЗ при напряжении 35 кВ и реже 110 кВ находят применение схемы с выхлопными предохранителями типа ПВТ.
Однолинейная схема комплектной однотрансформаторной подстанции с первичным напряжением 110 кВ представлена на рис. 4, а ее конструктивное выполнение -— на рис. 27. От линии электропередачи по вводу Wх электроэнергия напряжением 110 (35) кВ поступает на трансформатор Г, типа ТМН-2500/110, который защищается от токов КЗ предохранителем F £/, типа ПВТ-110 и разрядником F Vx типа РВС-110 от перенапряжений. Разъединитель QS типа РНДЗ-1-110/630 служит для отключения трансформатора Тх на холостом ходу при отключенном выключателе ввода РУ-10 кВ Qx и создания видимого разрыва цепи при ремонте и замене предохранителя FUr На одной фазе ввода W х установлена аппаратура высокочастотной связи, состоящая из заградительного реактора L R, не пропускающего высокочастотные токи связи за пределы линии, и конденсатора С, через который токи связи попадают на приемо-передающую аппаратуру.

Рис. 4. Схема комплектной однотрансформаторной подстанции с первичным напряжением 110 кВ
Нейтраль первичной обмотки трансформатора обычно заземляется разъединителем QS2 типа РНД-35 или заземлитель нейтрали ЗОН-110, при работе системы напряжением 110 кВ с изолированной нейтралью заземление осуществляется через разрядник F V2, состоящий из последовательно соединенных разрядников типа РВС-35 и РВС-15.
РУ-10 кВ имеет одинарную несекционированную систему сборных шин, от которой потребители получают электроэнергию по четырем линиям W2, Wy WA и Ws, на которых установлены выключатели, Qv Q4 и Qs типа ВМП-10 или ВКЭ-10. Для подключения релейных защит, счетчиков электрической энергии и других измерительных приборов на каждой линии и на вводе установлены трансформаторы тока TA1 — ТА3. Питание обмоток напряжения измерительных приборов и реле осуществляется от трансформатора напряжения Т V, подключаемого к сборным шинам через высоковольтный контакт пальцевого типа. Разрядник F V3, защищающий изоляцию оборудования РУ-10 кВ от перенапряжений располагается на одной с трансформатором напряжения TV выкатной тележке. Шины заземляются в процессе ремонтных работ на них стационарным заземляющим ножом QSG, расположенном в высоковольтном шкафу трансформатора напряжения.
Такие подстанции используются для питания потребителей второй и третьей категории. Питание потребителей первой категории может осуществляться от данной подстанции при наличии резервного питания от другого источника. При необходимости питания потребителей первой категории от одной подстанции, на ней необходимо устанавливать не менее двух трансформаторов, подключаемых к питающим линиям напряжением 35-220 кВ с помощью отделителей и короткозамыкателей. В районах с интенсивным гололедообразованием, где работа отделителей и короткозамыкателей недостаточно надежна, они заменяются выключателем.
Однолинейная схема РУ-110 (220) кВ концевой и ответвительной подстанций представлена на рис. 5. Питание на трансформаторы Г, и Т2 поступает от линии электропередачи по вводам Ж, и Wг, на которых установлены разъединители QS1 и QS2 типа РНДЗ-2-110 с дистанционными приводами типа ПДН-1. Между вводами выполняется перемычка с двумя разъединителями QS3 и QS4> QS3 имеет привод ПДН-1, QS4 с ручным приводом ПР-90. На первичной стороне трансформаторов Г, и Т2 установлены разъединители QS5 и QS6 такие же как на вводах, быстродействующие отделители QR\ и QR2, дополненные короткозамыкателями QNS и QNr. Встроенные трансформаторы тока ТА{ и ТАг необходимы для подключения амперметра и релейных защит. Наличие перемычки с разъединителем, имеющим дистанционное управление, позволяет обеспечить питание любого трансформатора по любому вводу или двух трансформаторов по одному вводу. Второй разъединитель перемычки QS4 с ручным приводом используется при ремонте QS3 для создания видимого разрыва цепи, Трансформатор Т2 остается в работе, получая электроэнергию по вводу W2. Разрядники FV1 и FF2 THna РВС-110 защищают изоляцию РУ-110 кВ от перенапряжений.

Рис. 5. Схема РУ-110 кВ концевой и ответвительной подстанций
Однолинейная схема РУ-110 (220) кВ проходной подстанции, включаемой в рассечку линии 110 (220) кВ, показана на рис. 6. РУ-110 кВ имеет ремонтную и рабочую перемычки между вводами. Рабочая перемычка с выключателем Q типа МКП-1 10М со встроенными трансформаторами тока Т А2 типа ТВ-110 и разъединителями QSs и QS6 типа РНДЗ-1-110, необходимыми для ремонта выключателя перемычки, используется для транзита электроэнергии энергосистемы. Разъединители QSi и QS2 ремонтной перемычки нормально отключены, включаются для обеспечения транзита электроэнергии при ремонте рабочей перемычки. К трансформаторам тока Т АХ типа ТФЗМ-110 (220) подключаются приборы и реле, нормально получающие питание от ТА2, при переводе транзита энергии через ремонтную перемычку. Трансформаторы напряжения ТУ, и TV2типа НКФ-110 (220) используются для питания обмоток напряжения измерительных приборов и реле. Схема РУ между рабочей перемычкой и трансформаторами такая же как у рассмотренной выше ответвительной или концевой подстанции.

Рис. 6. Схема РУ-110 кВ проходной подстанции

Однолинейная схема подстанции — Energy

Однолинейная схема подстанции

К числу основных элементов электрических подстанций, отвечающих за обеспечение потребителей электроэнергией, можно отнести первичных двигатель в различных вариациях, генератор переменного тока и устройство распределения. Двигатели на электростанциях применяются разные, это могут двигатели внутреннего сгорания, работающие на газу, на пару или гидравлические. Функциональное предназначение таких двигателей состоит в том, чтобы запускать в действие генератор переменного тока. Для запуска последнего также необходим маломощный генератор постоянного тока, именно он даёт необходимое напряжение для организации электропитания обмоток генератора.

Показатель мощности генератора постоянного тока обычно не превышает уровень 3-х процентов от мощности генератора переменного тока, но этого вполне достаточно для его запуска.

Пример проекта электроснабжения

Устройство распределения включает в себя различную аппаратуру, отвечающую за включение, выключение и переключение электрических установок, а также приборы, необходимые для различных измерений и устройства защиты. Предназначение распределительного устройства состоит в том, чтобы давать генератору необходимую ему защиту от замыканий, контролировать и учитывать расход электроэнергии всеми потребителями в сети. Помимо этого, распределительное устройство отвечает ещё за измерение электрических величин и за распределение электричества между группами потребителей или отдельными потребителями электроэнергии.

Однолинейная схема подстанции и другие варианты схем электроустановок

Однолинейные схемы получили своё название из-за варианта своего изображения. Поскольку обычно все три фазы оборудованы одинаковыми устройствами с идентичными схемами их включения, то их показывают на схеме в виде одной линии. Линии, на которых размещают все элементы цепи, начиная от генераторов и заканчивая разъединителями, получили название принципиально однолинейных схем. Они применяются в тех случаях, когда необходимо выполнить расчёты токов короткого замыкания, создать устройства распределения в том числе. Если же, помимо этих элементов, на схеме отображаются ещё и устройства, предназначение которых состоит в контрольно-измерительных функциях, то речь идёт уже о полных однолинейных схемах электроснабжения. 

Помимо однолинейных схем подстанций, частое применение имеют ещё трёхлинейные схемы, которые используются для организации защиты генератора или трансформатора. Вместе с этими вариантами схем разрабатываются также схемы, именуемые монтажными, поскольку именно они при электромонтажных работах и эксплуатации электрооборудования, при проведении измерений и испытаний, а также при определении неисправностей являются основными. На таких схемах отображаются все приборы и устройства, а также кабели и провода с защитными устройствами, причём с обязательным условием соблюдения соответствия расположения на схеме их реальному размещению на панелях и щитках.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для рассчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Поделитесь ссылкой

 

Дата публикации: 17.06.2015

Однолинейная схема ТП 10/0.4 — Energy

Однолинейная схема ТП 10/0.4

Любая трансформаторная подстанция должна создаваться с учетом максимальной безопасности ее эксплуатации. Для этого в ее конструкцию включаются различные защитные приспособления. В частности, однолинейная схема ТП 10/0.4, которая является наиболее распространенной среди комплектного оборудования, включает следующие компоненты:

разрядник – устройство, которое гасит колебания напряжения на входящей высоковольтной линии путем отвода электрического импульса в грунт или специально предназначенный для этого контур;

масляные выключатели – расцепители сети, контакты которых погружены в минеральное масло. Жидкость выполняет две функции – она создает хороший изоляционный слой, а также гасит возникающие электрические дуги;

реактор – медная катушка без стального сердечника, которая существенно снижает величину токов короткого замыкания, позволяя использовать более дешевое оборудование и снижать вероятность возникновения опасной перегрузки.

Как построена однолинейная схема ТП 10/0.4?

Когда производится расчет электроснабжения частного дома, учитывается мощность потребителей и на основании этого принимается решение относительно использования того или иного вида оборудования. В данном случае аналогичным способом воспользоваться не получится – вместо этого приходится применять сразу несколько комплектных подстанций, которые будут соединены между собой параллельно. На вводе в них используется специальное приспособление, осуществляющее разводку входящей линии, – таким может выступать стандартная шина либо передвижной шинопровод.

 

Пример проекта реконструкции трансформаторной подстанции

 

После ввода обязательно устанавливается разрядник, который позволяет устранять возникающие импульсы с повышенным напряжением. Следом за ним монтируется стандартный расцепитель, который позволяет отключить подстанцию в случае необходимости. За ним следует предохранитель и основной трансформатор. За трансформатором монтируется еще один расцепитель и общий рубильник, который может использоваться в ручном режиме.

После второго предохранителя используются трансформаторы, которые и осуществляют переход к напряжению 0,4 кВ. От них идут отводы на нейтраль трансформаторной подстанции, а также на фазные провода. Последние присоединяются к распределительному узлу, а через него – к потребителям. Пример однолинейной схемы трансформаторной подстанции представлен ниже:

Кем разрабатывается однолинейная схема ТП 10/0.4?

Если электроснабжение квартиры можно создать самостоятельно при условии, что в нем не будет использоваться достаточно много приборов повышенной мощности, то трансформаторная подстанция потребует привлечения настоящего профессионала, обладающего всеми необходимыми сведениями и умениями.

Чтобы сделать распределительный узел максимально надежным и безопасным, вам стоит обратиться к специалистам фирмы «Energy-systems». Мы имеем огромный опыт работы с электрической инфраструктурой – в том числе и высоковольтной, что позволяет нам выполнять любые задачи вне зависимости от уровня их сложности.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для рассчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Поделитесь ссылкой

 

Дата публикации: 06.07.2015

Однолинейная схема трансформаторной подстанции — Energy

Однолинейная схема трансформаторной подстанции

Разумеется, такое сложное оборудование, как трансформаторная подстанция, не может обходиться без специализированной техники. Кроме самого трансформатора, который преобразует характеристики электрического тока, в подстанциях применяются следующие системы:

масляные выключатели. В таких устройствах расцепляющие приспособления находятся внутри небольшого бака со специальным минеральным маслом. Оно выполняет две функции, отвечая за изоляцию прибора и гашение электрической дуги, возникающей при прохождении через выключатель повышенного напряжения;

разрядники. Однолинейная схема трансформаторной подстанции достаточно большой мощности обязательно включает подобные приспособления – они отвечают за разгрузку перенапряженных проводов и других участков электрической цепи;

реакторы. Представляют собой медные катушки, лишенные стального сердечника. Такие приборы имеют высокое индуктивное и малое активное сопротивление. Они существенно снижают предельные размеры токов короткого замыкания, позволяя использовать при конструировании подстанции более простое и дешевое оборудование.

 

Как строится однолинейная схема трансформаторной подстанции?

Чтобы разработать технический план такого сложного объекта, необходимо понимать, какие установки будут обслуживаться подстанцией. Исходя из этого подбирается напряжение на входной и исходящей линии, а также максимальная мощность оборудования. Такие расчеты должны производиться специалистом, поскольку разработка технического плана для подстанции будет превышать по сложности проект электроснабжения частного дома – цена будет соответствующей, требующей немалых затрат.

 

 

Кроме того, стоит принять решение о том, будет ли необходим блок автоматического ввода резерва. Его устанавливают, если к подстанции подключены объекты первой второй категории важности. Это позволяет избавиться от продолжительных периодов полного отключения электроэнергии – в случае необходимости питание может подаваться от второй линии, введенной в подстанцию. Если речь идет о подстанции, обслуживающей несколько объектов невысокой мощности, может также приниматься решение об использовании комплектного агрегата, оснащенного собственным корпусом. В противном случае предпочтение отдается проектам индивидуальной разработки. Пример однолинейной схемы подстанции представлен ниже:

 

 

Пример проекта трансформаторной подстанции

 

Безопасность в проекте однолинейной схемы трансформаторной подстанции

Несмотря на применение всех защитных приспособлений, трансформаторная подстанция остается достаточно опасным объектом, в котором существует угроза перегрузки, пожара и даже взрыва. Исходя из этого при конструировании объекта принимают меры к ликвидации таких угроз.

В частности, контакты высоковольтной линии оснащаются дугогасителями, а выключатели снабжаются упомянутыми выше масляными резервуарами. Кроме того, наиболее мощные устройства в составе подстанции помещаются в специальные взрывные камеры, которые создаются из прочного материала – кирпича или бетона. Все защитные приспособления периодически проверяет передвижная ЭТЛ, которая оснащается оборудованием для высоковольтных испытаний.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для рассчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Поделитесь ссылкой

 

Дата публикации: 02.07.2015

Как прочитать электрическую принципиальную схему?

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 18Следующая ⇒

Для чтения принципиальных схем необходимо знать алгоритм функционирования схемы, понимать принцип действия, аппаратов, электрооборудования на базе которых построена принципиальная схема.

Принципиальная электрическая схема — первый рабочий документ, на основании разрабатывают схемы автоматики, релейной защиты, управления и прочие

1. Чтение принципиальной схемы всегда начинают с общего ознакомления с нею и перечнем элементов, находят на схеме каждый из них, читают все примечания и пояснения.

2. Выявляют по схеме напряжения, коммутационные аппараты и их нормальное нерабочее положение, а также другие устройства. Определяют по надписям на схеме их типы и виды, их назначение

3. Знакомятся с системой электропитания для выявления причин нарушения питания; определения очередности, в которой следует на схему подавать питание; оценки последствий отключений выключателей в нормальном и аварийном режиме.

4. Изучают всевозможные цепи питания каждого электроприемника: электродвигателя, РУ, силового щита, линии электропередач и пр.

Очень важно подчеркнуть, что если не придерживаться при чтении схемы определенной целенаправленности, то можно затратить много времени, ничего не решив.

Итак, изучая выбранный электроприемник, надо проследить все возможные его цепи питания от источника.

Учебный материал 2.

Вопрос 2.Условные графические и буквенные обозначения

 

Лист с заданием 2.

Напишите названия аппаратов и их буквенное обозначение

Вопрос 3.Схемы принципиальные электрические ТП 6(10)/0,4 кВ

Рис. 3.2.1. Схема принципиальная электрическая трехлинейная однотрансформаторного ТП.

Вопросы по схеме:

1. перечислите основные элементы схемы

2. назовите линии связи аппаратов и устройств

3. назовите источники питания

4. назовите электропиемники

5. назовите первичное напряжение трансформатора

6. назовите возможное вторичное напряжение

7. сколько разрядников установлено на подстанции

8. сколько предохранителей установлено на подстанции

9. сколько автоматов устоновлено на подстанции

10. опишите принцип работы схемы (нужно рассказать как питаются линии №1-n, линия освещения в нормальном и аварийном режиме)

Вариант описания работы схемы:РУ 6(10) кВ трансформаторной подстанции состоит из разъединителя на входе марки РЛНД с заземляющим ножом со стороны ТП, разрядников FV1-FV3, выключателя нагрузки QW1 с ззаземляющим ножом со стороны трансформатора и предохранителями FU1-FU3.

РУ-0,4 кВ состоит их трех фазных и одной нулевой рабочей шины, автоматических воздушных выключателей Q1-Q_n, разрядников FV4-FV6, контактора освещения КМ1, трансформаторов тока ТА1-ТА3

Разъединитель коммутирует только бестоковые цепи при осуществлении обслуживания и ремонтов подстанции.

Разрядники защищают оборудование подстанции от атмосферных перенапряжений, вызванных грозой.

Выключатель нагрузки с предохранителями коммутирует токовые цепи высокого напряжения ТП в нормальном и аварийных режимах; автоматические воздушные выключатели коммутируют токовые цепи низкого напряжения ТП в нормальном и аварийных режимах.

Для учета электрической энергии в РУ-0,4 кВ установлен счетчик электрической энергии РI 1, подключаемый на ввод в РУ после Q1 через трансформаторы тока ТА1-ТА3.

Линия освещения подключается на шины 0,4 кВ через автомат и контактор, для возможности автоматического управления освещением.

Электрическая связь между аппаратами ТП осуществляется со стороны ВН шинами различного профиля; со стороны НН- от трансформатора до распределительных шин: или токопроводом, или шинами; от распределительных шин до ЭП- кабельными выходами.

Нуль трансформатора соединен с нулевой распределительной шиной, для возможности получения фазного напряжения.

Рис. 3.2.2. Схема принципиальная электрическая трехлинейная двухтрансформаторного ТП.

Вопросы по схеме:

1. перечислите основные элементы схемы и укажите их количество

2. назовите линии связи аппаратов и устройств

3. назовите источники питания

4. назовите электропиемники

5. назовите первичное напряжение трансформатора

6. назовите возможное вторичное напряжение

7. опишите принцип работы схемы

 

Рис. 3.2.3. Схема принципиальная электрическая трехлинейная однотрансформаторного ТП.

Вопросы по схеме:

1. сравните рисунок 3.2.1 и 3.2.3

2. перечислите основные элементы схемы РУ высшего напряжения и назовите их количество

3. перечислите основные элементы схемы РУ низшего напряжения и назовите их количество

4. назовите источники питания

5. назовите электропиемники

6. назовите первичное напряжение трансформатора

7. назовите возможное вторичное напряжение

8. опишите принцип работы схемы

 

 

Рис. 3.2.4. Схема принципиальная электрическая трехлинейная однотрансформаторного ТП.

Вопросы по схеме:

1. изучите все обозначения и надписи на схеме

2. перечислите основные элементы схемы, назовите их количество

3. расшифруйте абривиатуру

4. назовите источники питания

5. назовите электропиемники

6. назовите первичное напряжение трансформатора

7. назовите возможное вторичное напряжение

8. попытайтесь понять как работает управление уличным освещением

9. опишите принцип работы схемы

 

 

 

Рис. 3.2.5. Схема принципиальная электрическая однолинейная двухтрансформаторного ТП.

Вопросы по схеме:

1. -изучите все обозначения и надписи на схеме

2. -перечислите основные элементы схемы РУ ВН

3. -перечислите основные элементы схемы РУ НН

4. -каково назначение QS7. QS8?

5. -что обозначает линия соединяющая рабочие ножи и ножи заземления QS

6. -для чего нужен QF3?

7. -назовите первичное напряжение трансформатора

8. -назовите возможное вторичное напряжение

9. -сколько отходящих линий можно присоединить к ТП

10. -в чем разница между трехлинейной и однолинейной схемой

11. -опишите принцип работы схемы

 

 

Рис. 3.2.5. Схема принципиальная электрическая трансформаторной подстанции.

Лист с заданием 3.

1. Составьте план в соответствии с которым будете описывать работу схемы рис.3.2.5

2. Опишите работу схемы рис 3.2.5.

Учебный материал 3.

Вопрос 3. . Схемы принципиальные электрические 35-330/6 (10) кВ

 

Рис. 3.2.6. Схема принципиальная электрическая РУ-35 кВ.

Задание;

1. Сколько блоков содержит РУ?

2. Изучите все надписи и найдите их на схеме

3. Перечислите все оборудование и аппараты, назовите их количество и назначение

4. Опишите схему

 

Рис. 3.2.7. Схема принципиальная электрическая КРУ-6(10) кВ.

Вопросы по схеме:

1. изучите все обозначения и надписи на схеме

2. перечислите основные элементы схемы и назовите их количество

3. найдите распределительные шины

4. сколько секций содержат шины?

5. назовите источники питания

6. назовите назначение каждой ячейки

7. Что такое секция?

8. Что такое камера?

9.что такое ячейка?

Задание: ЧТО ЭТО?

А ЭТО???

Лист с заданием 4. «Проверка степени усвоения изученной информации»

Опишите работу схемы

 

Рис. 3.2.8. Схема принципиальная электрическая РУ-35 кВ двухтрансформаторной ТП

 

Домашнее задание

1.Составить схему однотрансформаторной подстанции с учетом следующих данных: источник питания: воздушная линия 110 кВ. Электроприемники: 2 электродвигателя с номинальным напряжением 10 кВ, две отходящие ВЛ-10.

Литература

1.Конюхова Е.А.Электроснабжение объектов.-М.:Издательство «Мастерство», 2002

Гл. 6

Терминологический словарь

Выключатель- приспособление для выключения и включения электрического тока(сл. Ушакова)

Заземляющий нож-контакт аппарата соединенный с землей

Камера-изолированное помещение специального назначения

Отходящая линия-ВЛ или КЛ присоединенная к ТП-переносит электрическую энергию потребителю

Ограничитель перенапряжений-дополнительные, повышенные напряжения, вызванные прямым попаданием молнии в ЭУ или частыми коммутациями отводит в землю

Предохранитель-отключает повышенный ток путем перегорания плавкой вставки

Разъединитель- коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения участков электрической сети свыше напряжением1 кВ, находящихся без напряжения.

Секция-часть какого-либо устройства, например часть шин РУ

Трансформатор тока- измерительный трансформатор электрический, предназначенный для подключения через него токовых цепей стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля.

Трансформатор напряжения- измерительный трансформатор электрический, предназначенный длячерез него цепей напряжения стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля.

Шина- медная, алюминиевая, реже стальная полоса, служащая для распределения электрической энергии

Ячейка-небольшой (минимальный) элемент РУ

 

 

Занятие 21

 



Типовые схемы электрических сетей напряжением 35-110 кВ | Оборудование

В системе электроснабжения электрические сети напряжением 35-110 кВ имеют важное значение, с точки зрения надежности электроснабжения схема этих сетей является определяющей. От того, как развиты сети, зависит число питающих центров — подстанций 35—110 кВ, что в конечном итоге определяет удаленность от них объектов электроснабжения. Очевидно, что чем больше подстанций 35-110 кВ на определенной территории, тем меньше протяженность ВЛ напряжением 6-10 кВ, по которым осуществляется распределение электроэнергии потребителям.
Подстанции 35-110 кВ размещаются, как правило, в местах сосредоточения наиболее крупных нагрузок и по возможности ближе к центру зоны охвата потребителей. В зависимости от назначения подстанции можно разделить на два вида: районные и местного значения. В зависимости от положения в электрической сети, схемы питания различают два основных типа подстанций — тупиковые и проходные. Тупиковой (рис. 1, а) называют подстанцию, расположенную в конце питающей линии или отпайки от нее; проходной (рис. 1, б) — подстанцию, которая находится на трассе линии и через которую может осуществляться питание одной или нескольких подстанций. Проходные подстанции включаются в рассечку питающей линии по схеме «вход — выход».
Очевидно, что надежность питания подстанции ПС1, включенной по проходной схеме (рис. 1, б), выше, чем включенной по схеме рис. 1, а, поскольку поврежденный участок может быть отделен от ПС1 коммутационным аппаратом этой подстанции. Если в качестве коммутационного аппарата используется, например, масляный выключатель Q1, то отделение (отключение) поврежденного участка осуществляется автоматически от действия релейной защиты на Q1 и ПС1 не теряет питания. В других случаях (Q1 — разъединитель) после отключения выключателя Q в начале питающей линии отключение поврежденного участка осуществляется вручную оперативным персоналом с последующим включением выключателя Q для подачи напряжения на ПС1. При этом ПС1 теряет питание на время, необходимое для отыскания места повреждения и производства оперативных переключений. В схеме рис. 1,а, длительность отключения ПС1 увеличивается на время полного устранения повреждений BJL

Рис. 1. Питание подстанций по схеме: а — тупиковой; б — проходной

Надежность питания подстанций 35-110 кВ в сельской местности зависит также от схемы питания их по линиям 35-110 кВ. Недостатком схем, приведенных на рис 1 является потеря питания ПС1 и ПС2 при повреждении на участке между выключателем Q и ПС1 или на подстанции, где установлен Q, так как ПС1 и ПС2 имеют одностороннее питание по одной линии. Надежность существенно возрастает, если питание ПС1 и ПС2 осуществляется по двухцепной линии 35 (110) кВ (рис. 2,а) или по двум проходящим по разным трассам линиям от одной (рис. 2,6) или двух (рис. 2,в) районных подстанций. Эти схемы позволяют в принципе обеспечить бесперебойное питание подстанций ПС1 и ПС2 при повреждении одной цепи (рис. 2,а) или одной питающей линии (рис. 2,б,в). Следует отметить меньшую надежность схемы питания (рис. 2,с), так как при определенных условиях могут оказаться поврежденными обе цепи линии. Наибольшую надежность обеспечивает схема (рис. 2,в), поскольку не сказывается повреждение на одной из районных подстанций.
Схемы подстанций зависят от количества линий и трансформаторов, присоединяемых на данном напряжении. Для электроснабжения в сельском хозяйстве применяются, как правило, подстанции 35-110 кВ с упрощенной электрической схемой без выключателей со стороны высшего напряжения; мощность силовых трансформаторов таких подстанций составляет 1000- 16000 кВ-А
Схема «трансформатор — линия» (рис. 3). Схема применяется в случае тупикового расположения подстанций и отличается простотой, экономичностью и достаточной надежностью. Однако при повреждении или ремонте линии или трансформатора работа блока нарушается, что приводит к полной потере питания в случае применения однотрансформаторной подстанции (рис 3.а).
В приводимых схемах подстанций (рис. 3,а и б) защита силового трансформатора действует на отключение выключателя 1Q на стороне 6- 10 кВ и на включение короткозамыкателя S, с помощью которого искусственно создается при напряжении 110 кВ однофазное, а при напряжении 35 кВ двухфазное короткое замыкание. При этом от собственной защиты отключается линейный масляный выключатель Q.
В схеме подстанции с перемычкой из двух разъединителей между линиями (рис. 2,в) после отключения аварийно или при подготовке к плановому отключению одной из линий имеется возможность питания обоих трансформаторов от одной линии.
Схема ответвлений от транзитных линий. Приведенные на рис. 4, схемы получили очень широкое распространение на подстанциях в сельской местности ввиду их относительно невысокой стоимости и простоты. Экономичность достигается за счет исключения из схем наиболее дорогого аппарата — выключателя высшего напряжения и за счет упрощения вспомогательных устройств (установок постоянного тока, щита управления и т.д.). В этих схемах на стороне 35-110 кВ силового трансформатора устанавливаются отделители QL, снабженные автоматическим приводом и позволяющие отключать ток холостого хода трансформатора.
В схемах с отделителями при повреждении силового трансформатора его защита действует на отключение выключателя 1Q 6-10 кВ и включение короткозамыкателя S, который создает искусственное замыкание линии. Линия отключается линейной защитой выключателя Q. В бестоковую паузу отключается отделитель QL поврежденного трансформатора. Действием устройства автоматического повторного включения (АПВ) линия включается. Таким образом после отключения трансформатора транзит мощности сохраняется. Схема (рис. 5, г) аналогично приводившейся выше (рис. 4, в), позволяет подключить к одной линии оба трансформатора подстанции.

Рис. 3. Питание подстанций по схеме «трансформатор — линия»

Рис. 2. Схемы питания подстанций по двухцепной или двум одноцепным линиям

В электрических сетях сельской местности при напряжении 35 кВ и мощности трансформаторов до 4000 кВ-А вместо определителей иногда применяют предохранители типа ПСН-35. При мощности трансформатора, превышающей допустимую для отключения отделителем тока холостого хода трансформатора, на стороне высшего напряжения устанавливаются выключатели 2Q (рис. 5, д). В такой схеме поврежденный трансформатор отключается от защиты выключателями 1Q и 2Q; естественно, отключение транзитной линии при этом не происходит.


Рис. 4. Блочные схемы РУ ПС 35 кВ и выше
Схемы рис. 6 могут применяться и для подстанций с трехобмоточ- ными трансформаторами. На рис. 6 приведена такая схема для районной подстанции 110/35/10 кВ в сельской местности с трансформаторами мощностью 16000 кВ-А, имеющей большую нагрузку на шинах 10 кВ и осуществляющей распределение электроэнергии на напряжении 35 кВ. Подстанция может подключаться по схеме блока «трансформатор — линия», к транзитным линиям и по тупиковой схеме; в двух последних случаях может быть смонтирована перемычка из S1 и QL на стороне высшего напряжения.

Рис. 5. Варианты схем подстанций с трансформаторами, присоединяемыми к ответвлениям от линий

Рис. 6. Схема районной подстанции 110/35 /10 кВ
Схема моста (рис. 7 и 8). Схема имеет небольшое число выключателей на стороне высшего напряжения, поэтому позволяет отключать любое присоединение (линию и трансформатор). Схема моста применяется при относительно большой мощности трансформаторов, а также большой протяженности линий; схема рис 7, a — при присоединении трансформаторов к двум параллельным линиям или тупиковой схеме питания трансформаторов по двум линиям; схема рис.7, б — при необходимости транзита мощности по линиям.

Рис. 7. Схема моста
Рис. 8. РУ ПС по схеме мостика

Рис. 9. Схема РУ 35 кВ подстанции с одной системой сборных шин

 

Схема с одной системой сборных шин (рис. 9). Схема достаточно проста и надежна; разъединители используются только при ремонтных работах для отсоединения цепей, предварительно отключенных выключателями. Недостаток схемы — необходимость отключения всех присоединений секции при ремонте сборных шин и шинных разъединителей. Как правило, в сельской местности подстанции с секционированной системой сборных шин являются узловыми и служат для транзита мощности и питания других подстанций 35-110 кВ с упрощенными схемами.
Схема РУ ПС со сборными шинами с одним выключателем на присоединение приведена на рис. 10.
На рис. 11 приведены типовые схемы ПС 35/6-10 кВ, применяемые в городах.
Типовые схемы подстанций 35—220 кВ. Электроустановки, включающие электрическую часть подстанций, выполняют по определенным схемам, отражающим внутреннюю структуру и взаимосвязь их элементов. В общем случае схемы электрических соединений — это чертежи, на которых изображены элементы электроустановки, соединенные между собой в требуемой последовательности. Схемы электрических соединений и соответствующие им распределительные устройства являются важными элементами подстанций.

Рис. 10 Схемы РУ ПС со сборными шинами с одним выключателем на присоединение

К схемам электрических соединений и конструкциям распределительных устройств подстанций предъявляются следующие требования: надежность работы, экономичность, техническая гибкость (способность приспосабливаться к изменяющимся условиям работы электроустановки, удобство эксплуатации первичных и вторичных цепей, возможность автоматизации), безопасность обслуживания, возможность расширения, экологическая чистота, т. е. малое влияние на окружающую среду (шум, сильные электрические и магнитные поля, выбросы вредных веществ).
На подстанциях 35-750 кВ обычно устанавливают один или два трансформатора (автотрансформатора). При выборе числа и мощности трансформаторов учитывают их надежность, характер графиков нагрузки и допустимых систематических и аварийных перегрузок.
На подстанции допускается установка одного трансформатора только в том случае, если обеспечивается требуемая степень надежности электроснабжения потребителей.
Область применения различных схем подстанций определяется схемой электроснабжения и требованиями к ее надежности. Наиболее надежна схема подстанции с выключателем и разъединителями на стороне высшего напряжения (рис. 11). Схемы подстанций с предохранителями и отделителями с короткозамыкателями являются упрощенными, но не менее надежными. Однако затраты на сооружение этих подстанций значительно снижаются, так как короткозамыкатели и предохранители гораздо дешевле в изготовлении, чем высоковольтные выключатели.
По месту в системе распределительных сетей различают трансформаторные подстанции районные (РТП) и потребителей (ТП). Каждая подстанция оборудована рассмотренными выше устройствами и аппаратами для приема электроэнергии, трансформации напряжения и распределения электроэнергии потребителям через отходящие линии.

Рис. 11. Схемы электрических соединений подстанции на стороне высшего напряжения, применяемые в сети крупных городов: а, б, в — блоков «трансформатор — линия»; г, д, е — мостиков; ж, з — с одной секционированной системой шин, и — с одной рабочей системой шин

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