4.2 Цеховая трансформаторная подстанция

Подстанцией называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов, распределительных устройств, устройств управления, защиты и измерения.

В настоящее время цеховые трансформаторные подстанции выполняются комплектными (КТП), размещаемыми непосредственно в цехе.

КТП поставляется с заводов полностью собранной. Комплектные трансформаторные подстанции изготавливают для внутренней (КТП, КНТП) и наружной (КТПН) установок. Применяем КТП внутренней цстановки.

Размеры КТП меньше размеров обычных подстанций тех же схем и мощностей, что позволяет размещать их близко к центру нагрузок. В КТП коммутационная и защитная аппаратура имеет обычное исполнение.

КТП внутренней установки. КТП напряжением 10/0,4 кВ наиболее широко применяют для непосредственного электроснабжения промышленных объектов. Такие подстанции устанавливают в цехах и других помещениях в непосредственной близости от потребителей, что значительно упрощает и удешевляет распределительную сеть, идущую к токоприемникам, и дает возможность выполнять ее совершенными (в конструктивном отношении) магистральными и распределительными шинопроводами.

Комплектные цеховые ТП выполняют напряжением 10/0,4 кВ с трансформаторами до 2500 кВА. На сравнительно небольшой площади, занимаемой КТП, размещают силовой трансформатор, коммутационную защитную и измерительную аппаратуру и при необходимости секционный автомат для присоединения второго комплекта двухтрансформаторной КТП.

Применяется для электроснабжения механического цеха двухтрансформаторная 2КТП-630-10/0,4.

Подстанция состоит из трех узлов:

• шкаф ввода высокого напряжения (ввод ВН);

• силовой трансформатор;

• распределительное устройство низкого напряжения (РУ НН).

Шкафы ввода высокого напряжения предназначены для глухого присоединения трансформатора к линии, через выключатель нагрузки с предохранителем.

Ввод ВН в ТП осуществляется от радиальных линий. В конце линий не требуются коммутационные аппараты, и линию наглухо соединяют с зажимами ВН трансформатора. Все коммутационные аппараты и защитные устройства блока линия – трансформатор находятся в начале линии. Для удобства проведения ремонтных работ и профилактических испытаний кабельных линий предусматриваются выключатели нагрузки между кабелем и трансформатором. Для удобства заземления кабеля во время ремонтных работ выключатель нагрузки снабжают заземляющими ножами.

Силовые трансформаторы КТП.

Применяем масляные трансформаторы.

Силовые трансформаторы имеют два ввода ВН и НН. Ввод ВН подключается к питающей линии через шкаф ВН. Ввод НН используется для соединения трансформатора со сборными шинами РУ НН.

Соединение осуществляется следующим образом: с применением неавтоматических аппаратов (выключателей нагрузки), если на трансформатор не может подаваться напряжение со стороны НН, но требуется ручное отключение нагрузки или ручное отделение трансформатора со стороны НН;

Распределительное устройство НН состоит из шкафа ввода НН и линейных шкафов с установленными в отсеках коммутационными аппаратами и измерительными приборами. Отходящие линии НН содержат автоматические выключатели.

На подстанции с двумя трансформаторами устанавливается секционный шкаф. Между секциями предусматривают защитные аппараты.

Коммутационные аппараты должны быть способны включать и отключать соответствующие цепи в продолжительных и в кратковременных аварийных режимах, в том числе в режиме КЗ. Во включенном положении коммутационные аппараты должны быть способны пропускать сквозной ток КЗ.

При выборе коммутационной аппаратуры подстанции следует учитывать типы аппаратов устанавливаемых в выбранной серии КТП.

Выбор и проверка аппаратов и токоведущих частей комплектной трансформаторной подстанции проводится в следующем порядке:

Выключатели нагрузки на вводе в ТП

Выключатели нагрузки не предназначены для отключения токов КЗ, поэтому их выбирают:

- по напряжению установки

U_уст ≤ U_ном; (4.6)

- по длительному току

I_норм ≤ I_ном; (4.7)

где I_норм – ток на стороне 10 кВ ТП в нормальном режиме;

(4.8)

I_max ≤ I_ном; (4.9)

где I_max – ток на стороне 10 кВ ТП в максимальном режиме;

(4.10)

- по электродинамической стойкости

i_у ≤ i_дин, (4.11)

где i_дин – ток электродинамической стойкости, кА (принимают по каталогу);

- по термической стойкости

(4.12)

где I_тер – ток термической стойкости, кА;

t_тер – время протекания тока термической стойкости, с.

Для установки на вводе в ТП применяем выключатель нагрузки ВНРп-10/400 УЗ. Расчетные и каталожные данные выключателя нагрузки приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Выбор выключателя нагрузки на вводе в ТП

Условия выбора	Расчетные параметры сети	Каталожные данные ВНРп-10/400 УЗ
Uуст ≤ Uном	uУСТ=10 кВ	uНОМ=10 кВ
Imax ≤ Iном	Imax=51,0 А	IНОМ=400 А

Предохранители напряжением 10 кВ

Выключатель нагрузки сочетается с высоковольтным предохранителем, то предохранитель выбирается:

- по напряжению установки

U_уст ≤ U_ном; (4.13)

- по длительному току

I_норм ≤ I_ном; (4.14)

I_max ≤ I_ном; (4.15)

- по отключающей способности

(4.12)

где I_{отк.ном} – номинальный ток отключения, кА.

Для установки на вводе в ТП в сочетании с выключателем нагрузки применяем предохранитель ПКТ103-10-63/40. Расчетные и каталожные данные высоковольтного предохранителя приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Выбор предохранителя на вводе в ТП

Условия выбора	Расчетные параметры сети	Каталожные данные ПКТ103-10-63/40
Uуст ≤ Uном	uУСТ=10 кВ	uНОМ=10 кВ
Imax ≤ Iном	Imax=51,0 А	IНОМ=63 А