TV1 - силовой трансформатор

Силовые трансформаторы являются основным электрическим оборудованием электроэнергетических систем, обеспечивающим передачу и распределение электроэнергии на переменном трехфазном токе от электрических станций к потребителям.

В справочных данных на трансформаторы приводятся: тип, номинальная мощность, номинальные напряжения обмоток, потери мощности холостого хода и короткого замыкания, напряжение короткого замыкания, ток холостого хода.

На повысительных и понизительных подстанциях применяют трехфазные или группы однофазных трансформаторов с двумя или тремя раздельными обмотками. В зависимости от числа обмоток трансформаторы разделяются на двухобмоточные и трехобмоточные. Двухобмоточные трансформаторы номинальной мощностью больше 25 МВ-А выполняются с расщепленной обмоткой вторичного напряжения 6...10 кВ. Обмотки высшего, среднего и низшего напряжений принято сокращенно обозначать соответственно ВН, СН, НН.

В настоящее время применяются трансформаторы следующих стандартных номинальных мощностей: 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300, 10 000, 16000, 25000, 32000, 40000, 63000 ,80000, 160000 кВ-А.

Условные обозначения типов трансформаторов состоят из букв, которые обозначают:

первые буквы: О – однофазный;

Т – трехфазный.

последняя буква:

Н - выполнение одной обмотки с устройством;

регулирования напряжения под нагрузкой (РПН);

Р - трансформатор с расщепленной обмоткой низшего

напряжения;

Т - трехобмоточный трансформатор;

М, Д, ДЦ, С, 3 -система охлаждения трансформаторов.

В настоящее время трансформаторы выполняются с переключением ответвлений обмотки без возбуждения (ПБВ) и с переключением ответвлений обмотки под нагрузкой – РПН.

QF1, QF2, QF3 - автоматические выключатели

Автоматические выключатели (автоматы) низкого напряжения (до 1000 В) предназначены для автоматической защиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов (коротких замыканий, перегрузок, снижения и исчезновения напряжения, изменения направления тока, гашения магнитного поля мощных генераторов в аварийных условиях и др.), а также для оперативной коммутации номинальных токов. Для обеспечения селективной (избирательной) защиты в автоматах предусматривается возможность регулирования уставок по току и по времени. Быстродействующие автоматы снижают время срабатывания и ограничивают отключаемый ток сопротивлением возникающей электрической дуги в автомате. Нередко эти факторы определяют принцип устройства и особенности конструкции автоматов.

Автоматические выключатели подразделяются на: установочные и универсальные. Установочные автоматические выключатели имеют защитный изоляционный (пластмассовый) корпус и могут устанавливаться в общедоступных местах, универсальные — не имеют такого корпуса и предназначены для установки в распределительных устройствах; быстродействующие и небыстродействующие. Быстродействие обеспечивается самим принципом действия (поляризованный электромагнитный или индукционно-динамический принцип и др.), а также условиями для быстрого гашения электрической дуги, подобно процессам в токоограничивающих автоматах; автоматы обратного тока, срабатывающие только при изменении направления тока в защищаемой цепи (поляризованные автоматы отключают цепь только при нарастании тока в прямом направлении, неполяризованные - при любом направлении тока).

ТА1, ТА2, ТАЗ - измерительные трансформаторы тока

Трансформатор тока (ТА) служит для измерения, преобразования и передачи информации о режиме работы сильноточной цепи высокого напряжения в цепь низкого напряжения с целью ее последующей обработки. При этом одновременно ТА служит для изоляции первичной цепи высокого напряжения от вторичной цепи низкого напряжения, имеющей потенциал земли. Информация на вторичной стороне используется как для целей измерения мощности при помощи амперметра, ваттметра, качества энергии, так и для системы релейной защиты. Поэтому ТА, как правило, имеют две вторичные обмотки: одну для измерения, другую для защиты. Вторичный ток ТА имеет нормированные значения: 5 или 1 А. Первичная цепь трансформатора тока постоянно включена в цепь высокого напряжения и является первым элементом (датчиком контроля тока) системы релейной защиты. От точности передачи информации зависит четкость и быстрота ликвидации аварии.

Одной из важнейших характеристик ТА является его точность, определяемая погрешностями измерения вторичного тока, соответствующая информации о первичном токе. Класс точности определяется по наибольшей допустимой погрешности ТА при номинальном первичном токе, выраженном в процентах. Установлено 6 классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10% соответствующих 100—120% номинального тока и в режиме КЗ.

Трансформаторы тока отличаются от силовых трансформаторов следующими особенностями: работают в условиях близких к короткому замыканию (амперметр является нагрузкой измерительной обмотки ТА); ток во вторичной цепи не зависит от значения и характера нагрузки (источник тока), а определяется значением и характером изменения первичного тока. В противоположность этому в силовых трансформаторах первичный ток определяется мощностью, потребляемой во вторичной цепи.

Рис.3

В общем случае ТА можно представить в виде двух обмоток первичной N1 и вторичной N2, размещенных на одном магнитопроводе из трансформаторной стали (рис. 3). Принцип действия ТА основан на явлении электромагнитной индукции (закон Ленца).

РА1...РАЗ амперметры

Амперметры для измерения электрического тока устанавливают на всех трансформаторах и линиях, питающих приемники электроэнергии или их группы. Амперметры устанавливают в одной фазе. Три амперметра предусматривают только в тех цепях, где возможна несимметрия нагрузки фаз приемников (освещение, сварочные посты, конденсаторные батареи). Амперметры включают непосредственно в сеть или через трансформаторы тока.

SA1 переключатель (рубильник)

Переключатель (рубильник) - предназначен для ручного включения и отключения цепей с постоянным или переменным напряжением. В данном случае применяется трехполюсный переключатель с центральным рычажным приводом и дугогасительной камерой. Включение и отключение линии уличного освещения осуществляется вручную выключателем SA1.

3. Определение номинальных токов двигательной нагрузки и нагрузки уличного освещения

а) Номинальный ток двигателя:

;

где: Pном – номинальная мощность двигателя;

Uном.л – номинальное линейное напряжение на обмотке статора;

η – к.п.д. при номинальном моменте на валу двигателя.

,

.

б) Номинальный ток линии освещения:

.

где: Pном.осв – суммарная номинальная мощность линии освещения.

сosφ = 1 – для осветительной нагрузки.

4. Определение суммарной мощности комплектной трансформаторной подстанции (КТП)

Полная суммарная мощность КТП SКТП равна сумме полных мощностей отходящих фидеров:

,

.

Округлим суммарную мощность трансформатора до стандартной SТ=160кВ∙А.

Выбор КТП

Номинальное вторичное напряжение силового трансформатора должно соответствовать номинальному напряжению нагрузки. Мощность силового трансформатора ST должна быть не менее суммарной мощности нагрузки, т.е. ST > SКТП. Из таблицы 1 выбираем КТП.

Таблица 1.

КТП 160 – 10/0,4; где: 160 кВА – номинальная мощность;

10 кВ – входное напряжение;

0,4 кВ – выходное напряжение.

5. Выбор силового трансформатора КТП. Расчёт параметров трансформатора: номинальные токи и токи КЗ первичной и вторичной обмоток, сопротивления

Силовые трансформаторы являются основной составляющей всех понижающих подстанций.

Существует шесть уровней систем электроснабжения, в которых применяются подстанции в зависимости от назначения номиналов напряжений.

Для электроснабжения потребителей напряжением до 1 кВ (220 В, 380 В, 500 В, 600 В) создают трансформаторные подстанции с высшим напряжением на 6,10 кВ.

В большинстве случаев для КТП применяют масляные трансформаторы, т.к. сухие или элегазовые (SF6) в 2 - 2,5 раза дороже масляных. Таким образом, выбираем масляные трансформаторы по следующим критериям:

·                   Мощность трансформатора должна быть больше или равной суммарной мощности нагрузки (как правило, равна мощности КТП).

·                   По номинальному вторичному напряжению, равному номинальному линейному напряжению нагрузки.

·                   Номинальный ток вторичной обмотки трансформатора должен быть больше суммы токов всех трех линий нагрузки.

Из таблицы 2 выбираем:

ТМ-160/10, где: S = 160 кВА;

Uк =4,5 %;

Р х =0,565 кВт;

Р к = 2,365 кВт.

Таблица 2.

Расчет параметров силового трансформатора

Номинальный ток любой обмотки трансформатора определяется по ее номинальной мощности и номинальному напряжению.

где: Sтр – полная мощность трансформатора в кВА.

Полное сопротивление трансформатора вычисляется по формуле:

где: UK - напряжение короткого замыкания (КЗ) трансформатора в процентах (определяется по мощности силового трансформатора, см. табл. 2). Активное сопротивление обмоток трансформатора:

где: Рк - активные потери в обмотках трансформатора на три фазы в Вт (см. табл. 2). Реактивное сопротивление обмоток:

Определим ток трехфазного КЗ на зажимах трансформатора:

6. Рассчитать и выбрать соединительные кабели низкого напряжения отходящих линий КТП. Определить их сопротивления

Назначение и конструкции кабелей.

Существует несколько групп кабельных изделий, которые делятся по назначению:

-неизолированные провода;

-силовые кабели;

-кабели связи;

-контрольные кабели;

-кабели управления;

-монтажные провода;

-установочные провода;

-обмоточные провода;

-радиочастотные кабели.

Силовые кабели предназначены для передачи распределения электрической энергии. Кабели выпускаются, с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами с изоляцией из бумажных лент, пропитанных маслом или специальным составом, а также с изоляцией из полихлорвинила хлоридного пластиката, полиэтилена, резины.

Диапазон переменного напряжения силовых кабелей от 660 В до 500 кВ.

При проектировании электротехнических устройств, кабель, прежде всего, выбирается по допустимому напряжению. Кабель напряжением от 1 до 35 кВ состоит из (Рис. 4):

Рис.4

Проводящие жилы кабеля 1 выполняются из нескольких скрученных вместе медных или алюминиевых проволок. Чтобы обеспечить достаточную гибкость кабеля, который наматывается на барабан для транспортировки, каждая токопроводящая жила кабеля обматывается лентами из кабельной бумаги. Это и есть фазная изоляция 2.

Все три фазы с их изоляциями скручиваются вместе. В промежутке между фазами для получения общей круглой формы кабеля помещается междуфазное заполнение 8 из скрученного бумажного жгута. Сверху скрученных фаз наматывается общая бумажная поясная изоляция 3. Затем кабель подвергается вакуумной сушки и пропитки горячим маслоканифольным составом, чтобы улучшить изоляционные свойства бумажной изоляции.

Страницы: 1, 2, 3, 4