Потребительские тп 10/0,4 кВ

Потребительские ТП напряжением 10(6)/0,4 кВ предназначены для питания обычно трехфазных четырехпроводных с заземленной нейтралью распределительных линий напряжением 0,38 кВ. Используют как одно-, так и двухтрансформаторные ТП мощностью 25….1000 кВА. Однотрансформаторные ТП выполняют, как правило, наружной установки (до 250 кВА), а двухтрансформаторные – закрытыми. Не потеряли актуальности также мачтовые ТП наружной установки с трансформаторами небольшой мощности для питания отдельных объектов.

Типовые однолинейные схемы одно- и двухтрансформаторной ТП:

Конструкция комплектной ТП наружной установки мощностью 25…250 кВА:

1– вводное устройство 10 кВ; 2 – РУ 0,4 кВ; 3 – трансформатор.

Закрытые ТП выполняют с перегородками из кирпича, железобетонных или металлических конструкций.

На стороне низкого напряжения обычно располагают:

– главный рубильник;

– трансформаторы тока для подключения блока учета электроэнергии;

– разрядники;

– трансформаторы тока тепловых реле для защиты трансформатора от перегрузки (обычно в двух фазах);

– для защиты отходящих линий – предохранители или автоматические выключатели;

– в нулевых проводах отходящих линий обычно устанавливают дополнительные токовые реле, которые настраивают на срабатывание при однофазных КЗ в наиболее удаленных точках.

Тепловые реле защиты от перегрузок трансформатора настраивают так, чтобы они срабатывали не более чем через 1,3 часа при токе трансформатора I = 1,45 I_ном. При этом отключаются одна или две отходящие линии.

Линии уличного освещения защищены, как правило, предохранителями. Защитой от перегрузки трансформатора они не отключаются. Используется ручное управление или автоматическое включение с помощью фотореле.

Для поддержания нормальной температуры вблизи счетчика в зимнее время служат резисторы.

Для контроля наличия напряжения и освещения РУ 0,38 кВ служит контрольная лампа. Напряжение измеряют переносным вольтметром. Предусмотрена штепсельная розетка.

Предусмотрена блокировка дверцы РУ 0,38 кВ, которая предотвращает отключение главного рубильника под нагрузкой.

Предусмотрена также механическая блокировка, не допускающая открывания двери вводного устройства высшего напряжения при отключенных заземляющих ножах разъединителя, а также отключения заземляющих ножей разъединителя при открытой двери вводного устройства напряжением 10 кВ.

Схемы и конструкции районных подстанций 110(35)/10(6) кВ

Трансформаторной подстанцией называется электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из силовых трансформаторов, распределительных устройств, устройств управления и других вспомогательных сооружений.

Типы подстанций по способу присоединения к электрической сети:

Требования к схемам электроподстанций:

– обеспечение необходимой надежности электроснабжения потребителей;

– обеспечение транзита мощности через подстанцию;

– возможность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах без отключения соседних присоединений;

– возможность поэтапного развития РУ подстанции без значительных работ по реконструкции и перерывов электроснабжения потребителей.

Возможные схемы однотрансформаторных подстанций:

Схемы с предохранителями могут применяться на подстанциях 35 кВ с мощностью трансформаторов 630 – 1600 кВА.

Схема с ОД и КЗ обеспечивает автоматическое отключение поврежденного трансформатора от линии, питающей несколько подстанций. Снижается стоимость РУ, но усложняется защита и работа выключателя на головном участке питающей линии.

В настоящее время рекомендуется применять схемы с выключателями на высокой стороне. Схема более дорогая, но более надежная и гибкая в эксплуатации. Допускается отключение и включение нагруженного трансформатора, а также его отключение при повреждениях без дополнительного срабатывания головного выключателя.

Типовая схема двухтрансформаторной проходной или ответвительной подстанции:

Схема включает основную и ремонтную перемычки, с их помощью можно секционировать питающую линию. Трансформаторы присоединяют по обе стороны от выключателя. При повреждении лини поврежденный участок отключается вместе с трансформатором, но он может быть быстро включен после отключения на подстанции разъединителя поврежденной линии и повторного включения секционного выключателя. При повреждении трансформатора он отключается своим выключателем, а другой будет присоединен к обеим линиям. Ремонтная перемычка служит для выведения в ремонт секционного выключателя.

Другое оборудование подстанций:

– конденсаторы связи, фильтры, высокочастотные заградители;

– разъединители с заземляющими ножами, которые сблокированы с разъединителями;

– трансформаторы тока в перемычке, в цепях трансформаторов и присоединений;

– трансформаторы напряжения для питания защиты, цепей автоматики и измерений;

– вентильные разрядники или ОПН;

– разъединители или вентильные разрядники в цепях заземления нейтрали трансформаторов 110 кВ.

Распределительные устройства должны обеспечивать безопасность обслуживающего персонала, возможность удобного транспортирования оборудования.

Комплектные распределительные устройства 6-10 кВ набираются из отдельных камер, в которые встроены электротехническое оборудование, устройства релейной защиты и автоматики, измерительные приборы и др. КРУ выпускаются для внутренней (модульной) и наружной установки. В последние годы созданы малогабаритные КРУ выкатного и стационарного исполнения. Таким условиям удовлетворяют камеры КСО-202 (ЧЭАЗ), камеры КРУ/TEL («Таврида Электрик»), камеры К-66, КСО (Электрощит, Самара), КСО «Аврора» (ПО «Элтехника») и ряд других.

Расчет электрических нагрузок

Задача расчета – по имеющимся статистическим данным определить вероятные характеристики графика нагрузки, необходимые для выбора оптимальной структуры и параметров системы электроснабжения.

Расчетные максимальные нагрузки используют для выбора сечений проводов по условиям допустимого нагрева или потери напряжения; выбора номинальной мощности трансформаторов; уставок защитных аппаратов.

Значения средней мощности и времени использования максимума требуется для оценки объемов потребляемой энергии.

Среднеквадратичная нагрузка и время потерь позволяют определить величину потерь энергии в электрической сети.

При решении эксплуатационных задач графики нагрузки с высокой точностью могут быть получены экспериментально. Результаты их анализа позволяют улучшить технические и экономические показатели работы сети при решении задач: рациональная загрузка технологического оборудования; выбор и размещение компенсирующих устройств; регулирование напряжения трансформаторами и др.

Важная характеристика графика – максимальная расчетная нагрузка. Реальный процесс изменения электрической нагрузки в узлах системы электроснабжения показан на рисунке.

Пиковые нагрузки важны при отстройке срабатывания защитных аппаратов, но не оказывают значительного влияния на выбор не изменяемых в дальнейшем параметров сети: сечения проводов, мощности трансформаторов и др. Выбор этих параметров связан с тепловым действием тока и нагревом проводников.

Известно, что нагрев проводников при протекании тока – процесс инерционный, малая длительность пиковых нагрузок не может повлиять на формирование установившейся температуры проводников. Изменение температуры происходит по экспоненциальному закону с постоянной времени нагрева около θ =10 мин. Термическое равновесие устанавливается примерно за время 3θ, поэтому в системах электроснабжения принят минимальный интервал осреднения нагрузки, равный 30 мин. Поэтому, когда речь идет о максимальной нагрузке (суточной или годовой), имеется в виду получасовой расчетный максимум.

Использование коэффициентов одновременности и добавок мощности

На практике используют упрощенные методы расчета нагрузок. Считаются заданными максимальные расчетные мощности отдельных потребителей, приведенные в справочной литературе. При суммировании нагрузок потребителей возможно применение коэффициента одновременности k_o, под которым понимается отношение расчетной нагрузки группы электроприемников к сумме их максимальных нагрузок. При суммировании нагрузок с расчетными максимумами P₁ и P₂ получим:

.

Очевидно, что k_o ˂ 1. Метод коэффициента одновременности используют для суммирования нагрузок потребителей незначительно различающихся по величине мощности и характеру нагрузки. Это относится к жилым домам и некоторым производственным потребителям.

Нагрузки на вводе в сельский жилой дом в часы вечернего максимума определяются в зависимости от годового потребления электроэнергии.

Если нагрузки потребителей в группе отличаются значительно (более, чем в 3 раза), то их суммируют, пользуясь добавками мощности. Предположим, расчетная нагрузка одного потребителя P_макс значительно превышает нагрузку другого P_мин. Тогда при суммировании нагрузок получим:

,

где P_доб – добавка мощности, определяемая величиной меньшей из нагрузок.

Метод добавок мощности используют также для определения расчетной нагрузки на шинах ТП и на участках сети 6-35 кВ.

Реактивная составляющая нагрузки

Полная мощность на участках сети определяется: .

Реактивная мощность участка: .

В вечерние часы реактивная составляющая нагрузки снижается ввиду увеличения доли бытовой и осветительной нагрузки.

При смешанном составе потребителей значения коэффициентов принимаются по тем потребителям, которые преобладают по мощности в группе.

Нагрузки наружного освещения

Нагрузки уличного освещения принимают по нормам в зависимости от типа покрытия и ширины проезжей части дорог. При средней освещенности 1…4 лк удельная мощность осветительных установок составляет от 3 до 13 Вт на 1 м.

Нормативы нагрузки наружного освещения территории хозяйственных дворов составляют 250 Вт на одно помещение и 3 Вт на 1 м периметра двора.

Нормативы освещения общественных и торговых центров – 0,5 Вт на 1 м² площади.

Нагрузки сезонных потребителей

В сельском хозяйстве широко распространены сезонные потребители, потребление энергии которыми происходит неравномерно по сезонам. Например, для зернотоков и пунктов переработки период максимального потребления энергии – лето и осень; парников и теплиц – зима и весна и т.д.

Если в зоне электроснабжения имеются такие потребители, то расчетные нагрузки определяются с учетом коэффициентов сезонности, приведенных в таблице.

Потребитель	Зима	Весна	Лето	Осень
Орошение	0…0,1	0,3…0,5	1	0,2…0,5
Парники и теплицы	0,3	1	0	0
Переработка сельхозпродукции	0,2	0	1	1
Другие потребители	1,0	0,8	0,7	0,9