Трансформаторная подстанция

– электрическая подстанция, предназначенная для преобразования электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения с помощью трансформаторов.

В зависимости от назначения и от величины первичного и вторичного напряжений понизительные Т. п. подразделяются на районные, главные понизительные и местные (цеховые). Районные Т. п. принимают электроэнергию непосредственно от высоковольтных ЛЭП и передают её на главные понизительные Т. п., а те (понизив напряжение до 6, 10 или 35 кв) - на местные и цеховые подстанции, на которых осуществляется последняя ступень трансформации (с понижением напряжения до 690, 400 или 230 в) и распределение электроэнергии между потребителями.

ТП является промежуточным звеном в системе передачи электрической энергии от электростанций к потребителям

Наиболее распространены Т. п. с одной системой сборных шин, обычно секционированной выключателями и разъединителями; на некоторых Т. п. дополнительно устанавливают обходную (байпасную) систему шин, позволяющую вести профилактические и ремонтные работы, не прекращая электроснабжение потребителей.

Комплектные ТП. изготовляют, как правило, на заводах и доставляют на место установки в полностью собранном виде или же отдельными блоками

В состав трансформаторной подстанции входят трансформаторы силовые (обычно 1 или 2), распределительные устройства, устройства автоматического управления и защиты, а также вспомогательные сооружения. На ряде мощных понизительных Т. п. (на 220-330-500-750 кв) применяют автотрансформаторы, что снижает потери электроэнергии (на 30-35%), расход меди (на 15-25%) и стали (на 50-60%). Распределительное устройство Т. п. может иметь 1 или 2 системы сборных шин либо не иметь их. (Рис.1)

		Аккумуляторные

Рис. 1. Состав трансформаторных подстанций.

Кроме того, к П. э. относят вспомогательные установки и сооружения (аккумуляторные батареи для питания систем управления, ремонтные мастерские, помещения для ревизии основных агрегатов, установки для сушки и регенерации трансформаторного масла). В состав П. э. могут входить также устройства для повышения коэффициента мощности (статические конденсаторы или синхронные компенсаторы). П. э., подключаемые к протяжённым высоковольтным линиям электропередачи, оборудуют установками диспетчерской высокочастотной связи, осуществляемой по проводам линии электропередачи.

Местоположение Т. п. определяется её назначением и характером нагрузок. Т. п. с вторичным напряжением 6, 10, 35 и 110 кв размещают, как правило, в центре территории, на которой находятся потребители электроэнергии, что сокращает потери электроэнергии при её передаче и расход материалов при устройстве электросетей. При размещении цеховых Т. п. учитываются конфигурация производственных помещений, расположение технологического оборудования, условия окружающей среды, требования пожарной безопасности и др. Оборудование Т. п. может размещаться на открытой площадке (рис. 2) либо в закрытом помещении (например, в отдельном здании).

Оборудование П. э. может размещаться на открытой площадке (см. Открытая установка) либо в помещении или в отдельном здании. Небольшая П. э., оборудование которой устанавливается на деревянных, железобетонных или металлических опорах, называется мачтовой или столбовой. Перспективно применение компактных П. э. закрытого типа на напряжение до 500 кв и более, у которых для изоляции, например, проводов и шин, а также в высоковольтных выключателях используется сжатый элегаз (SF₆). Подобные П. э. особенно удобны в условиях больших городов, где нет свободных территорий и недопустимы открытые высоковольтные установки обычного типа.

Распределительное устройство - электроустановка:

- служащая для приема и распределения электроэнергии;

- содержащая высоковольтные коммутационные аппараты (свыше 1000 в) (выключатели, разъединители, отделители, короткозамыкатели) и аппараты защиты от перенапряжения (разрядники), сборные соединительные шины, вспомогательные устройства, а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы

распределительное устройство, содержащее низковольтные (до 1000 в) коммутационные аппараты (рубильники, автоматические выключатели, контакторы) для включения и отключения электрических сетей, отходящих к потребителям электрической энергии; щит управления, на котором размещается аппаратура ручного или автоматического управления агрегатами и коммутационными аппаратами, а также измерительные приборы и аппаратура защиты от перегрузок, коротких замыканий, чрезмерного понижения напряжения.

Коммутационный аппарат –электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и снятия напряжения с части электроустановки (выключатель, выключатель нагрузки, отделитель, разъединитель, автомат, рубильник, пакетный выключатель, предохранитель).

Разъединитель – контактный коммутационный аппарат высокого напряжения, предназначенный для включения под напряжение и отключения участков электрических цепей без тока нагрузки [1].

Разъединители обеспечивают видимый разомкнутый промежуток между подвижным и неподвижным контактами, оставшимися под напряжением, и аппаратами, выведенными в ремонт. Помимо этого основного назначения, разъединители используют также:

- для отключения и включения ненагруженных силовых трансформаторов небольшой мощности, воздушных и кабельных линий при строго установленных условиях;

- для переключения присоединений РУ с одной системы сборных шин на другую;

- для заземления отключенных и изолированных участков системы с помощью вспомогательных ножей, предусмотренных для этих целей.

Конструктивное различие между отдельными типами разъединителей состоит, прежде всего, в характере движения подвижного контакта (ножа). Разъединители 6 и 10 кВ бывают вертикально-поворотного (врубного), а также горизонтально-поворотного типов с вращением ножа в плоскости, соответственно, параллельной или перпендикулярной осям изоляторов, поддерживающих данный полюс.

Тип разъединителя обозначается тремя-четырьмя буквами и набором цифр, иногда вперемешку с буквами. Буквенные обозначения: Р – разъединитель; В – внутренняя установка или вертикальное исполнение (только в типе РНВ-750); Н – наружная установка; О – однополюсное исполнение; Ф – фигурное исполнение; Д – двухколонковая конструкция; П – подвесное исполнение или рычажная подача для уменьшения момента на валу привода; З – заземляющий нож; Л – линейный контакт.

Для исключения ошибочных операций с разъединителями подвижные части главных и заземляющих ножей должны быть сблокированы (как правило, механически) так, чтобы при включенных главных ножах невозможно было включение заземляющих, а при включенных заземляющих ножах было бы невозможно включение главных ножей. Разъединитель может изготавливаться без механической блокировки, если такая блокировка осуществлена в предназначенном ему приводе. Если оперирование главными и заземляющими ножами осуществляется с помощью индивидуальных приводов, то вместо механической блокировки может быть применена электрическая.

Механическая стойкость разъединителя в целом и его отдельных звеньев определяется числом операций, которое он может выдержать без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе.

Контроль за положением ножей разъединителей осуществляется посредством контактов вспомогательной цепи, которые обычно встраиваются в привод. В однополюсных разъединителях, управление которыми осуществляется посредством оперативной штанги, контакты вспомогательной цепи устанавливаются на раме разъединителя и соединяются с ножом изоляционной тягой. Отставание ножей отдельных полюсов друг от друга в разъединителях до 35 кВ с полюсами, размещенными на общей раме, при включении не должно превышать 3 мм. Для других конструкций разъединителей отставание подвижных контактов при включении не нормируется. На раме (цоколе) разъединителя должен быть отдельный болт заземления диаметром не менее 8 мм для разъединителей внутренней установки, и не менее 10 мм – наружной установки. Вокруг болта предусматривается ровная площадка, размеры которой должны быть достаточны для присоединения шины шириной не менее 25 мм. Возле площадки наносится надпись «Земля» или знак заземления.

Поскольку разъединители не предназначены для разрыва цепей, по которым проходит рабочий, а тем более аварийный ток, они не имеют приспособлений для гашения дуги. Согласно ПУЭ разъединителями с механическим приводом в сетях до 10 кВ допускается отключать и включать токи замыкания на землю до 30 А, уравнительный ток до 70 А и намагничивающий ток трансформаторов мощностью до 750 кВ×А. Для внутренних установок разъединители могут быть однополюсными (РВО) и трехполюсными (РВ, РВК, РВРЗ, РВФ).

Насколько прост принцип действия разъединителей, настолько высокие требования предъявляются к их эксплуатационной надежности. Это объясняется многочисленностью этих аппаратов в каждой установке высокого напряжения и важным местом, занимаемым ими в электрической схеме станций и подстанций. По меньшей мере, две трети всех разъединителей подключены к сборным шинам и к воздушным или кабельным линиям, отходящим от подстанции. Поэтому надежность работы всей установки прямо зависит от надежности работы разъединителей.

Главными причинами ненадежной работы разъединителей являются: недостаточная динамическая и термическая стойкость, непригодность разъединителей внутренней установки для работы на открытом воздухе, а также для отключения цепей, находящихся под нагрузкой...