Блокування

Роз'єднувач і заземляючий ніж можуть блокуватися один одним, протягом ручної дії лише можливо діяти з заземляючим ножем роз’єднувача у відкритій позиції і роз’єднувача з заземляючим ножем у відкритій позиції.

Для роз’єднувачів з електроприводом і заземляючих ножів з ручним управлінням, механічний замок може також бути забезпечений заземляючого ножа, зважаючи, що операційний механізм роз’єднувача блокується електрично. Якщо використовуються механізми з приводом, то може бути забезпечено електричне блокування обох операційних механізмів. Блокувальний магніт може бути встановлений як додатковий взаємозв'язаний засіб в разі ручного управління, який в роз'єднаному стані, унеможливлює дію операційного механізму. Також можуть використовуватися інші види замків

Рис. 8. Основні розміри роз’єднувача

Таблиця 20. Основні розміри роз’єднувача

Трансформатори струму

Рис. 9 Трансформатор струму типу IMB

1.                 Газова подушка

2.                 Кришка отвору для заливки масла (не показано)

3.                 Кварцовий пісок

4.                 Струмопровід з паперовою ізоляцією

5.                 Сердечники/вторинні обмотки

6.                 Коробка вторинних виводів

7.                 Ємнісний вивід

8.                 Розширювальна система

9.                 Показник рівня масла

10.            Вивід первинної обмотки

11.            Заземляючий вивід

Первинна обмотка

Первинна обмотка складається з одного або декількох паралельних алюмінієвих або мідних провідників U-подібної форми, виконаних за типом введення з ємкісними обкладаннями. Технологія намотування ізоляції автоматизована, що покращує якість, спрощує процес і його керованість.

Провідники ізольовані спеціальним папером, що має високу діелектричну і механічну міцність, низькі діелектричні втрати, підвищену стійкість до старіння.

Подібна конструкція також добре підходить і для первинних обмоток з великою кількістю ампера-витків. Це використовуються при низьких первинних струмах, наприклад для захисту від несиметрії в конденсаторних батареях.

Сердечники и вторинні обмотки

У трансформаторах струму типа IMB можна легко реалізувати будь-яку конфігурацію сердечників вторинних обмоток.

Сердечники для вимірів виготовляються із сплаву нікелю, що володіє малими втратами (тобто високим класом точності) і низьким рівнем насичення.

Сердечники для захисту виконані з високоякісної сталевої стрічки з орієнтованою структурою. За замовленням в трансформаторі можуть бути застосовані сердечники, що мають немагнітний зазор. Вторинна обмотка складається з мідного дроту з двошаровою емалевою ізоляцією, тому витоки струму між обмотками і між додатковими відпаюваннями обмоток незначні.

Просочення

Обмотки проходять сушку під вакуумом. Після збірки трансформатора весь вільний внутрішній простір (приблизно 60%) заповнюється чистим сухим кварцовим піском. Підготовлений таким чином трансформатор вакуумувався і заповнюється дегазованим мінеральним маслом, яке перемішується з піском, проникає в ізоляцію і просочує її. Після цього трансформатор герметизується і у такому вигляді.

Бак та ізолятор

Основою трансформатора є алюмінієвий бак, в якому розташовані сердечники з вторинними обмотками. Ізолятор, що вмонтовується на кришці бака, є високоміцною фарфоровою покришкою з коричневою глазур'ю. На вимогу замовника покришка може бути виконана зі світло-сірого фарфору або органічної для кремнію гуми. Система ущільнень трансформатора складається з кільцевих прокладок ущільнювачів.

Розширювальна система

Трансформатори IMB забезпечені розширювальною системою, змонтованою вище за верхній торець фарфорової покришки. Герметична розширювальна система як робочий елемент в якій застосований азот, дозволяє компенсувати зміну об'єму масла у всьому діапазоні робочих температур.

Застосування азотної подушки дозволило підвищити експлуатаційну надійність трансформатора і звести до мінімуму його обслуговування. Вживання такої системи в IMB стало можливим завдяки скороченню об'єму масла за рахунок заповнення вільних об'ємів кварцовим піском, при цьому відносно великої об'єм газу дозволяє компенсувати зміну тиску.

Система сильфонів, застосована в трансформаторах на великі струми, складається з декількох сильфонів з неіржавіючої сталі, поміщених в масло і таких, що не входять в контакт з атмосферою. Термічна зміна об'єму масла і надлишковий внутрішній тиск компенсується зміною об'єму сильфонів. За замовленням розширювальними системами на основі сильфонів можуть бути укомплектовані трансформатори і на малі первинні струми.

Ємнісний вивід

Ємкісні обкладки в ізоляції первинного струмопроводу можуть використовуватися як ємкісний дільник напруги. Для цього з передостаннього шару ємкісних обкладань через прохідний ізолятор в стінці бака виводиться відпаювання. Перевагою ємкісного виводу є те, що він дозволяє перевіряти стан ізоляції через вимір кута діелектричних втрат під високою напругою. Вивід також може використовуватися для вказівки наявності напруги, синхронізації і тому подібне, проте його вихідна потужність обмежена низькою ємкістю шарів.

Підключене навантаження має бути менше 10 кОм, при цьому якщо вивід не використовується, він має бути заземлений.

Клімат

Трансформатори призначені для роботи у всіх кліматичних зонах світу — від полярної до пустель.

Термін служби

Герметичність трансформатора IMB, а також низька і рівнорозподілена напруженість електричного поля в ізоляції первинної обмотки гарантують надійність роботи трансформатора в течію понад 30 років.

Заповнення кварцовим піском

Вживання кварцового піску дозволило понизити об'єм масла, а також забезпечити підвищену механічну стійкість сердечників і первинної обмотки при перевезенні і дії струмів КЗ.

Гнучкість конструкції

Трансформатори струму IMB випускаються на первинні струми до 4000 А. За рахунок збільшення об'єму бака трансформатори можуть бути укомплектовані великим числом сердечників вторинних обмоток або сердечниками з великим поперечним перетином.

Стійкість до корозії

Застосування алюмінієвих сплавів гарантує високу стійкість трансформатора до корозії без яких-небудь додаткових заходів захисту. Анодування компонентів IMB 36-170 кВ виконується під замовлення. У районах з украй важкими умовами експлуатації металеві деталі IMB можуть бути покриті спеціальною фарбою.

Сейсмостійкість

Конструкція трансформаторів IMB має високу механічну міцність, що забезпечує їх надійну роботу при землетрусах без вживання демпферів.

Таблиця 21. Габаритні розміри трансформатора тока IMB 245

Рис. 10 Габаритні розміри трансформатора тока IMB 245

Трансформатори напруги

Ємнісний дільник напруги СPА

1. Розширювальна система

2. Ємнісні елементи

3. Ввід проміжної напруги

8. Плоский лінійний вивід, 4 отвори 10. Виведення низької напруги (для підключення апаратури ВЧ зв'язки) Електромагнітний блок ЕОА або ЕОВ 4. Покажчик рівня масла

5. Компенсуючий реактор

6. Антиферорезонансний ланцюг

7. Первинна і вторинна обмотки

9. Газова подушка

11. Коробка виводів

12. Сердечник

Рис 11. Трансформатор напруги CPA245

Ємкісні вимірювальні трансформатори напруги (ЕТН) і конденсатори зв'язку призначені для установки між фазою і землею в мережах з ізольованою або заземленою нейтраллю.

Конструкція і відмінності СРА і СРВ

Ємкісний трансформатор напруги з електромагнітним блоком типа ЕОА називається СРА, а з електромагнітним блоком типа ЕОВ — СРВ. Конструкції блоків ЕОА і ЕОВ в цілому ідентичні, проте ЕОВ має більший бак. Це дозволяє збільшити габаритні розміри сердечника, і, отже, підвищити потужність обмоток і їх клас точності.

Стандартний ємкісною дільник, що має позначення СЗА (висока ємкість) або СЗВ (надвисока ємкість), вмонтовується на електромагнітному блоці, і разом з ним утворює ємкісною трансформатор напруги. Конденсатор зв'язку (використовуваний без електромагнітного блоку ємкісної дільник) має позначення ССА (висока ємкість) або ССВ (надвисока ємкість).

Ємкісний дільник напруги

Ємкісний дільник напруги складається з одного або двох модулів, встановлених один на іншій. Кожен модуль містить велика кількість послідовно сполучених ємкісних елементів з масляною ізоляцією. Модулі заповнені синтетичним маслом, що знаходиться під невеликим надлишковим тиском, який створює розширювальна система. У конструкції використовуються кільцеві прокладки ущільнювачів.

Конструкція ємкісних елементів відповідає вимогам комерційного обліку електроенергії і вони складаються з алюмінієвої фольги, електротехнічного паперу і поліпропіленової плівки, просочених синтетичним маслом, що має кращі діелектричні властивості, чим звичайне мінеральне масло, і вживаним для комбінованого діелектрика. Завдяки комбінуванню паперу і поліпропіленової плівки цей діелектрик практично повністю нечутливий до температурних змін.

Електромагнітний блок

Ємкісною дільник напруги і електромагнітний блок сполучені за допомогою внутрішніх введень, що забезпечує високу точність вимірів.

Електромагнітний блок розміщується в герметичному алюмінієвому баку, заповненому мінеральним маслом. Він складається з мідного дроту з двошаровою емалевою ізоляцією, а також сердечника, зібраного з листів високоякісної трансформаторної сталі.

Первинна обмотка складається з основної і декількох зрівняльних обмоток, використовуваних для налаштування коефіцієнта трансформації. Номінальна проміжна напруга складає приблизно 22/л/З кВ.

ЕОА і ЕОВ забезпечені вбудованим компенсуючим реактором, який сполучений послідовно з дільником напруги і первинною обмоткою. Цей реактор компенсує кут зрушення фази, викликаний ємкісним дільником напруги. Налаштування ємкісного і індуктивного опорів кожного трансформатора здійснюється індивідуально перед перевіркою його класу точності.

Клімат

Трансформатори призначені для роботи у всіх кліматичних зонах світу — від полярної до пустель.

Ферорезонанс

Низька індукція у поєднанні з ефективним демпфуючим ланцюгом забезпечує безпечне і надійне загасання ферорезонансу при всіх частотах і напрузі до номінального коефіцієнта напруги.

Термін служби

Низька напруженість на ємкісних елементах забезпечує надійність роботи і термін служби трансформатора, що перевищує 30 років.

Властивості в перехідних процесах

Висока проміжна напруга і велика ємкість забезпечують більш кращі параметри загасання перехідних процесів в трансформаторі, чим це міжнародними стандартами, що передбачено діють.

Регулювання

Зрівняльні обмотки для налаштування коефіцієнта трансформації виведені в коробку вторинних виводів і можуть використовуватися для корекції класу точності.

Високочастотний зв'язок

Компенсуючий реактор, підключений на стороні високої напруги первинної обмотки трансформатора СРА або СРВ, дозволяє підключати до ємкісного дільника апаратуру високочастотного зв'язку (при частотах більше 400 кГц).

Паразитна ємкість

Вживання компенсуючого реактора на стороні високої напруги основної первинної обмотки забезпечує зниження паразитної ємкості до 200 пФ і менш, що регламентоване стандартами МЕК.

Таблиця 22. Габаритні розміри CPA 245

Рис 12. Габаритні розміри CPA 245

ОПН

Обмежувачі перенапружень (ОПН) виробництва АББ служать для первинного захисту від грозових і комутаційних перенапружень. Для обмеження перенапружень вони зазвичай встановлюються устаткуванню, що паралельно захищається. Активні елементи (оксидні для цинку варістори) обмежувачів перенапруження АББ виготовляються з керамічного матеріалу з високою нелінійною характеристикою, який в основному складається з оксиду цинку, змішаного з оксидами інших металів.

Процедура вибору

Процедура вибору складається з двох основних етапів:

- вибір електричних характеристик ОПН відповідно до параметрів мережі;

- вибір механічних характеристик ОПН і його кліматичного виконання.

Рис 13. Процедура вибору ОПН. Um - Клас напруга мережі. Uc - Найбільша робоча напруга. Ur - Номінальна напруга ОПН. TOV - тимчасові перенапруження. T - Коефіцієнт тимчасових перенапружень. до - Коефіцієнт замикання на землю. Ups - Захисний рівень при комутаційних перенапруженнях. Upl - Захисний рівень при грозових перенапруженнях. Uws - Рівень ізоляції при комутаційних перенапруженнях. Uwl - Рівень ізоляції при грозових перенапруженнях

Таблиця 23. Основні дані

Вибір ОПН:

1)                 Необхідно вибрати наступне більше стандартне значення .

2)                Для 245 кВ буде ОПН класу лінії 4, тобто PEXLIM P. Цей ОПН має значення  2,5 т. е. при 20 кА. При  запас надійності захисту складе (550/450-1)х100 = 22 %.

3)                Цей запас нормальний, оскільки, залежно від ефекту відстані і можливого старіння ізоляції, запас знижується до 10-15 %, враховуючи ефект відстані і вибрану крутість і амплітуду імпульсу. Тому дуже поважно, щоб ОПН був встановлений як можна ближче до об'єкту, що захищається.

4)                При необхідному шляху витоку 6000 мм, т. е. 24,5 мм/кВ, потрібно вибрати покришку XV245 (XV245 для PEXLIM P).

5)                У такому разі позначення типа вибраного ОПН буде наступним:

PEXLIM P 180-XV245.

Таблиця 24. Паспортні дані ОПН PEXLIM P 180-XV245

Рис 14. Габаритні розміри покришки

Розділ 3 Розрахунок заземлення і блискавкозахисту

Захисному заземленню підлягають металеві не струмопровідні частини електричного обладнання, які внаслідок несправності ізоляції можуть бути під напругою і до яких можливий дотик людини

Виконаємо розрахунок заземляючого пристрою ВРП 220 кВ площею 270´85 м

Рис. 15. Спрощена схема заземляючого пристрою

Визначимо питомий опір ґрунту:

- пісок;

- чорнозем.

Визначимо глибину верхнього шару грунту: .

Визначимо глибину залягання заземлення: .

Визначимо висоту вертикальних заземлень: .

Відстань між вертикальними заземлювачами:.

Приймаємо допустиму напругу дотику по тривалості протікання струму через тіло: .

Визначимо за планом ВРП довжину горизонтальних заземлень::

Діючий план перетворюваний в розрахункову квадратну модель із стороною:

,

.

Визначимо число вертикальних заземлень по периметру контура:

.

Число вертикальних заземлень:

,

.

Приймаємо =101.

Загальні довжини вершин заземлювачів:

,

.

Відносні глибина:

.

Загальний опір складного заземлення:

,

де,

так як

;

 - еквівалентний опір землі, Ом∙м:

Визначаємо

так як

відповідно

.

.

Визначимо коефіцієнт напруги дотику:

,

де М - параметр, залежний від :

М=0,82 ,

 - коефіцієнт, визначуваний по опору тіла людини і опору протікання струму від степені:

,

де  - опір тіла людини, Ом:

, [1, 598]

 - опір протікання струму від ступів, Ом:

,

.

.

Визначимо напругу на заземленні:

Повинна виконуватися умова:

Умова виконується.

Визначимо опір заземляючого пристрою:

Повинна виконуватися умова:

Умова виконується.

Визначимо напругу дотику:

,

Повинна виконуватися умова:

,

.

Умова виконується.

Захист від прямих ударів блискавки здійснюється за допомогою стержневих громозводів. На підстанції шириною  і довжиною  доцільно встановлювати 28 громозводів висотою 25 м, максимальна висота об’єкта, що захищається,

Знаходимо зону захисту одного громозводу:

де  − перевищення громозводу над рівнем .

Зона захисту двох громозводів має вигляд рис.16.

Рис. 16. Зона захисту двох стержневих громозводів

Знайдемо зони захисту для кожного з двох попарно розташованих громозводів по периметру. Результати розрахунку приведені в табл. 25 і рис 17.

Таблиця 25

Рис.17. Грозозахист по периметру ВРП 220 кВ

Висновок

Після проведення реконструкції на ВРП 220 кВ на Бурштинській ТЕС збільшилася надійність роботи станції. Нове обладнання володіє більш високою надійністю і терміном служби. Крім цього, вимикачі і роз'єднувачі розраховані на достатньо велике число механічних операцій, що зменшує ймовірність їх поломки і спрощує процедуру контролю за технічним станом. Також, при використанні елегазових вимикачів замість повітряних зникає потреба в компресорній станції і зменшує споживання станцією електроенергії на власні потреби.

Література

1.       Электрооборудование станций и подстанций./ Л.Д.Рожков,

2.       В.С.Козулин. – К.: Энергия, 1975, –701 с.

3.       Правила устройств электроустановок – М.:Энергоатомиздат, 1987. –568 с.

4.       Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов./ Неклепаев Б. П., Крючков И. П..— 4-е изд, перераб. и доп. — М.: Энергоатом-издат, 1989. —608 с.

5.       Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств электрических станций и подстанций./ Ю.А. Леньков, Г.Х. Хожин. – Павлодар. Изд-во ПГУ, 2002. – 210 с.

6.       Выключатели колонковые элегазовые. Справочник покупателя. – АББ

7.       Environmental Product Declaration. Center Breaker Disconnector type SGF range 123 - 245 kV. – ABB

8.       Высоковольтные ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН) Руководство для покупателя. – АББ

9.       Измерительные трансформаторы. Справочник покупателя. – АББ

Страницы: 1, 2, 3, 4