Принцип работы подстанции: Схема и конструкция трансформаторной подстанции

Содержание

Схема и конструкция трансформаторной подстанции

Электрические сети сегодня, как паутина, опутывают все населенные пункты. По ним в дома и на предприятия поступает энергия, необходимая для работы различного оборудования, освещения, функционирования систем климат-контроля и другой техники. Однако, современные приборы весьма чувствительны к скачкам напряжения и если в вашей сети такие ситуации случаются часто, то приходится искать способы их устранения. Для этого используется специальное оборудование, которое входит в устройство подстанции трансформаторной. Применяется оно для городских районов, хозяйственных объектов и других потребителей.

Область их применения

В современном обществе ни одна отрасль промышленности и народного хозяйства не обходится без электричества. Оно необходимо для создания комфортных условий для жителей городов и сел, работы различного рода оборудования и техники.

Но для того, чтобы обеспечить электроэнергией районы, удаленные от основных сетей, используют трансформаторные подстанции.

Область применения таких установок включает в себя самые различные объекты:

  • Сельскохозяйственные комплексы;
  • Предприятия;
  • Строительные площадки;
  • Железнодорожные;
  • Метрополитен;
  • Шахты;
  • Дачные поселки.

Виды подстанций и их особенности

Электрификация населенных пунктов и объектов, находящихся далеко от них является обязательным условием их функционирования. Но поскольку в электросетях очень часто случаются скачки напряжения, то подключенное к ним оборудование может выйти из строя. Избежать этого помогают трансформаторные подстанции – это здание или сооружение внутри которых размещается оборудование. Электроустановки, основным назначением которых является преобразование и распределение энергии между потребителями.

В состав таких подстанций включены следующие элементы:

  • Силовые трансформаторы;
  • Устройства управления и распределения напряжения;
  • Вспомогательные детали и конструкции.

Классификация электроустановок осуществляется с учетом производимой ими работы. Они делятся на два класса:

  1. Повышающие;
  2. Понижающие.

Первые служат для повышения входного напряжения. Трансформатор такой подстанции имеет первичную обмотку с меньшим количеством витков, чем у вторичной.

Понижающие подстанции используются в случае необходимости уменьшения входного напряжения. В них используются трансформаторы, у которых количество витков первичной обмотки больше, чем у вторичной.

Смотрим видео, устройство и описание характеристики комплексной подстанции:

Кроме функционального назначения подстанции отличаются и по способу изготовления. Они могут поставляться в виде отдельных блоков, которые затем собираются в единое целое на месте установки. Каждый элемент такой конструкции является полностью подготовленным к сборке. Исходя из этого параметра, трансформаторная подстанция может относиться к движимому или недвижимому имуществу.

Также производятся и комплексные установки. Этот тип оборудования представляет собой металлическую или бетонную конструкцию, внутри которой расположены рабочие узлы. Такие модели поставляются в собранном виде и находят самое широкое применение во всех сферах жизни и деятельности человека. Срок эксплуатации трансформаторной подстанции составляет около 25 лет.

Комплексные электроустановки могут отличаться по следующим критериям:

  1. Типу конструкции;
  2. Количеству трансформаторов;
  3. Способу ввода и вывода;
  4. Подсоединению к сети;
  5. Месту установки.

В зависимости от первого параметра подстанции бывают мачтовыми, которые устанавливаются на специальных опорах, а также подземными и выполненными в виде шкафов или киосков. В них может находиться один или два трансформатора.

Подключение трансформаторных подстанций осуществляется различными способами:

  • Проходным;
  • Узловым;
  • Ответвительным;
  • Тупиковым.

При этом ввод-вывод может быть воздушным или кабельным. В зависимости от места установки комплексные подстанции подразделяются на:

  • Внутренние;
  • Наружные;
  • Смешанные.

В первых применяются трансформаторы, имеющие масляное охлаждение.

Конструктивные особенности оборудования

Для того, чтобы правильно выбрать электроустановку необходимо четко представлять ее устройство и принцип работы. При транспортировке электроэнергии на большие расстояния происходит повышение-понижение напряжения, вызванное необходимостью снижения тепловых потерь в линии. Но для потребителя такие значения являются неприемлемыми, поэтому приходится использовать трансформаторные подстанции, которые повышают или понижают напряжение до потребляемого в 380 или 220 В.

В такие установки входят несколько объектов:

  • Силовые трансформаторы;
  • Распределительное устройство РУ;
  • Автоматическая защита и управление;
  • Вспомогательные конструкции.

Производится все оборудование на заводах и доставляется в место назначения в собранном или блочном виде.

В качестве защитных устройств в конструкцию подстанции включены разрядники. Они воздействуют на отключение оборудования и снижение нагрузки. Все элементы собраны в единую установку.

Схема трансформаторной установки

Схема небольшой и большой мощности

Решения по этому вопросу обычно принимаются с учетом системы электроснабжения объекта и перспектив его развития. Разрабатывая схему трансформаторной подстанции, производитель стремиться сделать ее максимально проще, чтобы количество коммутационных аппаратов было минимально возможным. Для этого применяются устройства автоматики.

Основными положениями для энергоустановок всех напряжений можно считать:

  • Использование шин одной системы;
  • Применение блочных схем;
  • Установка автоматических систем и телемеханики.

В подстанциях, где установлена пара трансформаторов, предусматривается раздельная их работа, что позволяет снизить токи КЗ. Кроме того, у них упрощенная коммутация и эффективная релейная защита на вводах.

Устройства с длительной параллельной работой используются редко. Но все же иногда такой подход является целесообразным. При таком решении понижающие трансформаторы работаю параллельно и при нарушении одной цепи выключатель автоматически отключается.

Но в большинстве случаев все же рекомендуется использовать раздельную работу. Разрабатывая такие схемы подстанций необходимо выбирать коммутационные аппараты с учетом назначения установки и ее мощности. Причем последний из перечисленных параметров должен соответствовать потребностям пользователей.

Выбор мощности

При проектировании электроустановки необходимо подобрать оборудование под расчетную нагрузку. При этом для выбора мощности прибора могут использоваться различные методики. А кроме того, следует опираться на нормативную документацию.

Обычно в подстанциях используются масляные трансформаторы и их количество зависит от категории объекта. Обычно для 1 и 2-ой используют двухтрансформаторные подстанции, а для 3-ей – установки с одним.

Мощность прибора обычно выбирается с учетом его перегрузочной способности в режиме аварии. Для этого сравнивается полная мощность подстанции с допустимой для различных видов потребителей нагрузкой. Расчеты выполняются по специальным формулам. В них используются значения дневной и вечерней нагрузок, а также коэффициент одновременности, зависящий от числа потребителей.

Например, для небольшого населенного пункта можно ограничиться подстанцией с трансформаторами мощностью до 63 кВА. Но только в случае, если в них преобладает коммунально-бытовая нагрузка. В противном случае потребуется более мощная электроустановка.

Особенности и сроки эксплуатации

Требования монтажа молнезащиты

Выбор любой системы электроснабжения должен выполняться в соответствии с планируемыми нагрузками. И в этом случае многие предпочитают перестраховаться, чем выбрать установку впритык.

В действительности возможны ситуации, в которых даже самая экономичная подстанция будет загружаться только частично.

Это связано со спецификой изготовления оборудования. Так как трансформаторные электроустановки производятся с учетом неблагоприятных условий эксплуатации.

Например, большинство подстанций рассчитаны на работу при температуре от +40 до -40°C, но такие показатели являются довольно редкими для средней полосы. Да и аварии случаются в электросетях не столь часто. Поэтому срок службы даже самой маломощной трансформаторной подстанции составляет 25 лет, как заявляет производитель, даже если ей иногда придется работать в критических условиях.

Но чтобы оборудование использовалось эффективно его монтаж должны производитель специалисты. При этом на территории, где оно устанавливается должна быть безопасная окружающая среда с отсутствием тряски и вибраций.

Мачтовая трансформаторная подстанция: принцип действия и назначение

Трансформаторные подстанции являются неотъемлемой частью современной инфраструктуры энергоснабжения. Они задействуются на этапе распределения электроэнергии, позволяя минимизировать процессы искажения характеристик тока при его передаче на дальние расстояния. Существуют разные виды таких объектов, которые отличаются особенностями конструкционного исполнения, подходом к монтажу и эксплуатации. В свою очередь, мачтовая трансформаторная подстанция является наиболее распространенным сооружением такого типа, обеспечивая целый ряд преимуществ.

Общие сведения о мачтовой подстанции

Мачтовая, или столбовая, подстанция выполняется в виде одиночного трансформаторного блока, который в зависимости от характеристик может работать с мощностным диапазоном 25-250 кВА. В процессе эксплуатации такие установки в среднем могут принимать электроэнергию переменного тока с показателем напряжения порядка 6 кВ. При условии качественной установки столбовая трансформаторная подстанция способна поддерживать оптимальные рабочие показатели и в условиях мороза, и при высоких температурах в летнее время.

Большую опасность представляют угрозы, связанные с прямой функцией таких объектов. В зависимости от условий эксплуатации могут быть риски коротких замыканий, перегрузок линий, междуфазных сбоев и перенапряжений. По этой причине уже в базовой комплектации мачтовая трансформаторная подстанция снабжается широким перечнем защитных систем. Кроме того, предусматриваются электрические и механические блокираторы, обеспечивающие безопасность для обслуживающего персонала.

Назначение мачтовой подстанции

Функция трансформаторной подстанции связана с необходимостью понижения потерь в линиях электропередачи. Эта задача может достигаться разными способами, но в данном случае установка должна обеспечивать увеличение напряжения в сети. Для этого подстанция обеспечивается электроустановкой, выполняющей функцию преобразования и распределения энергии. В рабочем процессе задействуется несколько компонентов, среди которых — распределительные устройства, системы управления и вспомогательные механизмы, обеспечивающие задачи поддержки работы самого сооружения. Опять же, в зависимости от сферы применения и условий эксплуатации распределение электрической энергии мачтовой подстанцией может происходить при разных характеристиках энергосистемы. Также в некоторых моделях предусматривается выполнение задачи учета электроэнергии. Оно достигается с помощью предустановленных счетчиков, которые могут работать и по принципу электрохимических реакций, и за счет механического действия.

Принцип действия

Источником энергии, поставляемой подстанции, являются полноценные объекты генерации электричества. От них напряжение подается на преобразующую и распределяющую подстанцию, которая чаще всего располагается поблизости. Вышеупомянутая функция увеличения напряжения с целью минимизации потерь в линии выполняется благодаря действию повышающих трансформаторных аппаратов. В дальнейшем приемником электричества может выступить и понижающий трансформатор, который оптимизирует характеристики напряжения до оптимальных с точки зрения использования в местной сети. Для стабильного выполнения этих задач мачтовая трансформаторная подстанция должна регулярно охлаждаться. Обычно системы охлаждения представляют собой устройства с механизмами подачи масла. Это одна из систем, повышающих надежность работы подстанций такого типа.

Виды мачтовых подстанций

Существуют два подхода к реализации конструкционного исполнения таких подстанций. Более простым вариантом является комплектная трансформаторная подстанция, которая имеет А-образное внешнее исполнение. В состав таких сооружений входит набор разъединителей с приводными механизмами, разрядные элементы, предохранители и непосредственно силовой трансформаторный блок с распределяющим модулем.

Второй вариант представляет собой усложненную, более функциональную и производительную П-образную станцию. И если первая разновидность чаще всего бывает комплектной, то в данном случае монтаж может производиться с применением готовых к установке блоков. Впрочем, и комплектная трансформаторная подстанция часто применяется в этой конфигурации. В состав данной системы входит тот же набор компонентов, но с некоторыми отличиями. В частности, П-образная станция также имеет ограничители напряжения, а распределительный модуль обычно представляется устройствами низкого напряжения

Как устанавливается столбовая трансформаторная подстанция?

Монтажные мероприятия предусматривают выполнение нескольких операций, среди которых — доставка оборудования, сборочные действия и крепление опорных элементов. Далее производится выверка положения установки, после чего подготовленные блоки наполняются электротехническим оборудованием. Непосредственное соединение устройств между собой производится только после окончательной ревизии и настройки аппаратов. Обычно мачтовая трансформаторная подстанция комплектуется оборудованием с помощью спецтехники. Например, силовой трансформатор может подниматься на опору автокраном. Затем осуществляется крепление блока – на железобетонных опорах фиксация производится с применением металлической рамы, которая, в свою очередь, удерживается на опоре металлическими хомутами.

Заключение

Столбовые подстанции благодаря своей конструкции получили широкое распространение в разных отраслях. Предприятия выпускают специальные модели для эксплуатации в сельском хозяйстве, совершенствуют базовые серии универсального назначения, разрабатывают мощные комплектные сооружения для обслуживания нужд промышленных объектов и т. д. Но независимо от исполнения, трансформаторная подстанция мачтового типа уверенно развивается и в технологическом отношении. Производители выпускают комплектующие нового поколения, работа которых уже строится на принципах автоматизации. С одной стороны, этот переход усложняет конструкции и управление ими, но с другой – позволяет оптимизировать энергозатраты и финансовые расходы на обслуживание, не говоря о повышении надежности и безопасности.

Распределительные пункты и трансформаторные подстанции

Ничто не берется ниоткуда и не исчезает никуда. Это логичное выражение в полной мере применимо к электричеству, ведь огромные предприятия и маленькие дома питаются электроэнергией, выработанной генераторами электростанций. О том, каким образом энергия поступает от источника к потребителям, рассказывалось в прошлой статье. В ней же говорилось о трансформаторных подстанциях и распределительных пунктах. Какую роль они играют в процессах производства, передачи и распределения энергии? И каков принцип их работы?  Именно этим важным элементам системы электроснабжения посвящена данная тема.

Начнем с простейшего – трансформаторов. Принцип работы этих электрических машин основан на законе Фарадея: при изменении (во времени или пространстве) магнитного поля внутри витка, согнутого из проводника, в этом витке индуцируется электродвижущая сила, в просторечии – напряжение. Однако для трансформации переменного тока этот закон был впервые использован более сорока лет спустя, когда Яблочков получил патент на трансформатор в 1876 году. Простейший трансформатор состоит из стального сердечника (магнитопровода) и двух электрических обмоток. Внутри магнитопровода проходит магнитное поле, по обмоткам течет ток. Для снижения нагрева и потерь мощности сердечник комплектуется из тонких пластин толщиной около 0.

5 мм. Пластины изготовляют из электротехнической стали и изолируют друг от друга лаком, это позволяет снизить вихревые токи. Обмотки высшего и низшего напряжения наматывают вплотную друг к другу для максимально эффективного использования магнитного поля, так что привычная многим схема имеет мало общего с реальностью.

Схематическое изображение трансформатора. У настоящих экземпляров обмотки наматываются поверх друг друга

Так как же, например, трансформатор позволяет понижать напряжение с 10 000 В до используемых в многоквартирных домах 400 В? Первичная обмотка (высшего напряжения) подключается к питающим кабелям 10 кВ, идущим от подстанции. Ток в этой обмотке создает магнитное поле, точнее, магнитный поток, который протекает в сердечнике. Этот магнитный поток, проходя через витки вторичной обмотки, индуцирует в ней напряжение 400 В. Разница в величине напряжения объясняется различным количеством витков на обмотках: «входная» обмотка 10 кВ с бόльшим количество витков создает мощное переменное магнитное поле. На «выходной» обмотке количество витков примерно в 25 000 раз меньше, соответственно, магнитный поток создает напряжение в 25 000 раз меньше, то есть 0.4 кВ.

Сердечник (магнитопровод) трансформатора

Трансформаторы устанавливаются на трансформаторных подстанциях (ТП), преобразующих напряжение до уровня потребителя. Главные понижающие подстанции (ГПП) преобразуют напряжение уровня энергосистемы и комплектуются самыми мощными трансформаторами (32-80 МВ·А). На подстанции глубокого ввода (ПГВ) может подаваться напряжение 10 кВ (чаще) или 330 кВ (редко). ПГВ используются на мощных предприятиях и встраиваются непосредственно в самый энергоемкий цех. Дальнейшее распределение энергии по предприятию идет от ПГВ. Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) часто рассчитаны на напряжение 10 кВ и поставляются производителями оборудования собранными, т.е. с установленными трансформаторами, изоляторами, выключателями, распредустройствами, ограничителями напряжения и т.п.

Существует два схожих понятия: распределительный пункт (РП) и распределительное устройство. Последние представляют собой электроустановку, входящую в состав подстанции, принимающую и распределяющую электрическую энергию на одном напряжении. Распределительный пункты же не входят в состав ТП, а подключаются к распредустройствам и служат для последующего распределения энергии по мелким потребителям. Это и обусловливает рекомендации по их размещению – как можно ближе к потребителю. Простейший пример распределительных пунктов 0.4 кВ – распределительные панели, шкафы и щиты, силовые ящики и пункты (СП), а также щитки освещения. Принцип работы распределительных пунктов 0.4-10 кВ и устройств основан на первом законе Кирхгофа, который гласит, что сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из этого узла (вспомним афоризм в начале статьи). Условно говоря, если трансформатор выдает 600 А для питания нескольких распределительных пунктов, то токи в любом из этих пунктов, если они подключены к нагрузке, не могут превышать 600 А. Распределительные пункты 10-0.4 кВ комплектуются автоматами защиты от перегрузок и коротких замыканий, коммутационными аппаратами, измерительными приборами и могут поставляться собранными, подобно КТП.

Силовой распределительный пункт 0.4 кВ. От каждого предохранителя на фазах питается разная нагрузка

Схема, демонстрирующая различные уровни среднестатистической системы электроснабжения

Выбор оборудования трансформаторных подстанций и распределительных пунктов определяется нагрузкой. Так, например, модернизация деревообрабатывающего предприятия в Мостах в 2013 году повлекла за собой реконструкцию подстанции 110 кВ, в которую входила установка новых трансформаторов на 40 МВ·А, четырех секций закрытого распредустройства 10 кВ, и распределительного пункта на это же напряжение.

Знали ли вы, что в истории 27-километрового большого адронного коллайдера, (БАК) крупнейшего в Солнечной системе ускорителя частиц, была парочка инцидентов, связанных с трансформаторами? В 2008 году причиной отказа криогенных систем, поддерживающих температуру в -271°С, стал неисправный трансформатор на 12 МВ·А весом 30 тонн. Годом позже птица уронила кусок хлеба в вентиляционное отверстие, и упавшая на изоляторы французская булка снова вывела из строя криосистемы. Через 7 лет спустя пробравшийся в трансформатор 66 кВ хорек на неделю отключил коллайдер. И, наконец, еще через полгода очередной хорек, пробравшийся на ТП, питающую БАК, отключил трансформатор на 18 кВ.

Для того, чтобы исключить вероятность неисправности ваших ТП и распределительных пунктов, можно обратиться в лабораторию электрофизических измерений ТРМсила-М, имеющую многолетний опыт измерений в электроэнергетике.

 

Что такое КТП комплектные трансформаторные подстанции как она устроена

КТП расшифровывается «комплектная трансформаторная подстанция» сокращенно КТП. Принцип работы КТП заключается в снижении напряжения  при передаче с высоковольтной линии потребителю (дома, офисы, здания, торговые центры, заводы и др.)

Как работает КТП?

Подстанция КТП принимает электроэнергию трехфазного тока напряжением 6 кВ или 10 кВ и преобразует ее в потребительскую 0,4 кВ или, как мы привыкли, 380 В. Следует отметить, что КТП бывают различного уровня мощности в зависимости от потребностей потребителя.

КТП состоит из

  • УВН — устройство ввода с высокой стороны
  • силовой трансформатор (для КТП — один трансформатор, для КТП2 — два трансформатора)
  • РУНН — распределительное устройство с низкой стороны

От перегрузки и коротких замыканий в сети в подстанцию КТП  устанавливаются разрядники или ограничители перенапряжения. Если КТП входят воздушные, кабельные высоковольтные или воздушно-кабельные линии ввода на отходящих линиях устанавливаются автоматические выключатели или рубильники с предохранителями. Разъединитель РЛНД устанавливают на столбе при использовании столбовой подстанции.

Какие бывают виды КТП ?

  • КТПм — мачтовые трансформаторные подстанции мощностью от 25 кВа до 250 кВа с одним трансформатором. Устанавливается на улице в областях с умеренным климатом для обслуживания промышленных или частных объектов. Присоединяется к высокой стороне воздушной линии при помощи разъединителя. Как было выше сказано, обязательно используются разъединитель, разрядник и предохранитель
  • КТПс — столбовые трансформаторные подстанции мощностью от 25 кВа до 250 кВа с одним трансформатором. Устанавливается также на улице.
  • КТП проходная и тупиковая (исполнение киосковое) мощностью от 25 кВа до 1000 кВа. Широко распространено использование данного оборудования: для населенных пунктов, сельскохозяйственных потребителей (элеваторы, фермы и др.), в промышленности (бывают внешние и внутренние подстанции), многоквартирных домах.

Почему важно правильно спроектировать подстанцию?

Для корректного монтажа каждой электроустановки необходимо разработать индивидуальный типовой проект подстанции. От особенностей подобранной схемы подключения оборудования будут зависеть и цены на комплектные трансформаторные подстанции. К примеру, для монтажа тяжелой подстанции от 630 кВа нужен усиленный фундамент, способный выдержать ее вес. В документации указывается расчет подстанции, ее номинальная мощность и другие технические параметры.

 

Типовой проект важен, но не обязателен: Вы всегда можете купить комплектную трансформаторную подстанцию, просто подобрав комплектацию в соответствии с условиями эксплуатации оборудования. Это позволит сэкономить, получив при этом эффективную электроустановку.

Свяжитесь с нами удобным для вас способом и мы ответим на все Ваши вопросы или заполните опросный лист на КТП онлайн на сайте и менеджер свяжется с Вами для уточнения деталей.

 

Принцип работы ячеек КСО

Чтобы понять принцип работы ячеек КСО обратимся к истории ее создания. С развитием в СССР в 60-е годы электроэнергетики появилась необходимость унификации и снижения стоимости большого количества распределительных устройств напряжением 6 и 10 кВ. Для повсеместно распространяющихся комплектных трансформаторных подстанций требовались малогабаритные унифицированные ячейки (камеры), выполняющие элементарные функции в закрытых распределительных устройствах. Такими решениями стали камеры с двухсторонним (КРУ) и односторонним обслуживанием (КСО).

Принцип работы КСО

Внутри ячеек располагается оборудование и устройства для приема и распределения электроэнергии. Производители предлагают ряд типовых схем ее главных (первичных) и вспомогательных (вторичных) внутренних цепей. Чаще всего это: подключение воздушной линии или кабельного ввода, заземление сборных шин, шинный мост, кабельные сборки, подключение трансформатора собственных нужд и другие. Возможно изготовление ячеек по индивидуальным схемам Заказчика.

Состав ячейки

Ячейки представляют собой сварную металлоконструкцию (камеру). Внутри нее располагается оборудование главных цепей. Состав этого оборудования и схема его соединения определяется назначением ячейки.

В корпусе ячейки может быть установлено следующее оборудование: высоковольтные выключатели (в том числе выключатели нагрузки), разъединители, измерительные и силовые трансформаторы, ограничители перенапряжения, предохранители, указатели напряжения и другое оборудование различных производителей.

Также внутри ячейки устанавливается ящик с оборудованием вторичных цепей: механические или микропроцессорные реле, автоматами, приборами учета и измерения электроэнергии и т.п.

На фасад камеры вынесены органы управления коммутационными аппаратами и аппаратура вторичных цепей.

Для безопасной эксплуатации ячейки предусмотрена система механических и электрических блокировок от неправильных оперативных действий персонала. Имеются сетчатые ограждения открытых токоведущих частей ячейки, разделительные перегородки и другие защитные элементы.

Сборные алюминиевые шины располагаются в верхней части камер, там же имеется короб с магистралями вспомогательных цепей и ряды зажимов. Зона кабельных подключений располагается внизу камер. Доступ в камеру осуществляется через дверь, имеющей замок и смотровое окно, предусмотрено освещение внутреннего оборудования ячейки.

Возможно как одно-, так и двухрядное размещение камер. Для соединения рядов используются шинные мосты с разъединителями.

Изоляция

В качестве естественного изолятора между токоведущими поверхностями и заземленными частями камер используется воздушный промежуток. Расстояния между элементами ячейки регламентируются ПУЭ. Такое решение несколько увеличивает габариты ячейки, но позволяет снизить ее стоимость.

 

Таким образом, принцип работы ячеек КСО определяется их назначением в схеме распределительного устройства, а значит схемами первичных и вторичных цепей.

Блочные трансформаторные подстанции: общие преимущества и применение

Современные блочные трансформаторные подстанции получили большое распространение благодаря комплектности, мобильности, практичности эксплуатации. Устанавливаются они на отдаленных от центральных магистралей объектах – строительных площадках, в коттеджных поселках, на производствах. Их основное назначение – прием, преобразование, передача напряжения с перераспределением между пользователями.


Особенности и преимущества мобильных станций

Сооружаются объекты из бетонных блоков. Их внутреннее пространство полностью заполняется оборудованием, которое устанавливается и подключается непосредственно на месте эксплуатации. Основными компонентами являются силовые трансформаторы (допускается применение нескольких), питающие кабельные линии, элементы контроля, управления, защиты и диагностики, заземление и прочее. К преимуществу таких решений относятся:

  • высокая скорость внедрения и запуска в эксплуатацию;
  • относительно невысокая стоимость;
  • возможность внутренней компоновки по индивидуальным схемам;
  • способность сохранять опции в широком диапазоне температур;
  • высокая степень безопасности.

На сайте https://navtomatica.ru/catalog1/proizvodstvo/ktpn/bktp/63_kva.html подстанции блочного типа имеют более детальное описание. Здесь можно изучить и варианты их исполнения, и стоимость популярных систем, основные правила монтажа и транспортировки.


Особенности и сферы эксплуатации

Поставляются на объект подстанции в готовом виде. Для этого используются особые транспортные средства – грузовики, ж/д составы с заглушками и закрытыми проемами, препятствующими проникновению пыли. Устанавливать их разрешено на высоте, не превышающей 1000 м над уровнем моря. Рабочие температуры могут варьироваться от -45 до 40 градусов.

Разрабатываются такие подстанции для комплексов электроснабжения ЖКХ, промышленных предприятий, мест с интенсивным применением энергии при отсутствии доступа к общим центральным сетям. Они способны работать бесперебойно даже при предельных нагрузках. Достигается высокая производительность благодаря применению импортного инновационного оборудования, отличающегося большим КПД, стойкостью к агрессивным условиям эксплуатации. Не нуждаются блочные подстанции в постоянном обслуживании. Элементы управления и контроля позволяют производить мониторинг работоспособности объекта на расстоянии.


О типах и видах подстанций трансформаторных

Есть несколько категорий или классов, на которые можно разделить все подстанции. Чтобы понять для чего нужно вообще такое оборудование, нужно более детально разобраться в каждом виде и типе по отдельности. Следует отметить, что виды подстанций условно можно разделить на местные и районные. Главная их задача заключается в распределении электрической энергии по объектам. Кроме того, они бывают понижающими и повышающими, которые отвечают за повышение или понижение выработанного напряжения, но об этом немного ниже.

Что касается видов трансформаторных подстанций по значению напряжения, то они делятся на такие виды:

  1. Узловая распределительная подстанция. Такое оборудование рассчитано на напряжение от 110 до 220 кВ. станция получает энергию от основной системы, а затем распределяет ее по другим подстанциям с глубоким вводом. При этом каких-либо глубоких трансформаций узловая распределительная подстанция не выполняет.
  2. Подстанции глубокого ввода. Рассчитаны на напряжение от 35 до 220 кВ. Они могут получать питание напрямую от энергосистемы или от центрального распределительного пункта. Такие подстанции обычно используются для того, чтобы обеспечить электроэнергией группу подстанций или крупный промышленный объект.
  3. Главные понижательные подстанции – отвечают за распределение электрической энергии по всему предприятию. При этом они подпитываются за счет получения энергии со всего района. Такие станции отвечают за питание непосредственно приемников полученного напряжения.

Отдельно стоит упомянуть о тяговых трансформаторных подстанциях. Как правило, их используют для того, чтобы обеспечить энергией такие объекты, как трамваи, троллейбусы и прочий транспорт, который работает за счет электрики.


Теперь разберемся, что представляют собой понижающие и повышающие трансформаторные подстанции. В данном случае подразумевается принцип работы. Подстанции с пониженным принципом работы распределяют напряжение по объектам, попутно преобразуя его в более низкое. Если же говорить о типах с повышающим принципом работы, то такие подстанции соответственно повышают напряжение для достижения необходимого результата.

Также трансформаторные подстанции делятся на группы или виды по тому, какую территорию охватывают. Этот фактор тоже имеет большое значение. Так, подстанции бывают локальными. Такие получают напряжение от одного или нескольких крупных объектов, которые расположены недалеко друг от друга. Локальные подстанции часто используются для обеспечения электрической энергией развлекательных комплексов и парков.

Также трансформаторные подстанции местного типа отвечают за то, чтобы преобразовывать напряжение для ряда объектов, которые находятся в границах одного микрорайона. Если говорить о районных подстанциях, то они отвечают за обработку напряжения по всему населенному пункту. Другими словами они могу не только преобразовывать, но и распределять.


Отдельно стоит сказать о том, что все трансформаторные подстанции, в том числе и блочные, оборудованы всеми средствами защиты от перепадов и скачков напряжения, когда осуществляется подача электрической энергии. Если вдруг подача будет прекращена, то все подстанции автоматически выполняют ввод резерва – АВР. В случае, когда происходит спад энергии или сбой, то подстанция сразу же подключает резервный источник питания. Система АВР визуально может выглядеть как шкаф, стойка или панель. Она может быть установлена самыми разными способами.

Видео. Трансформаторные подстанции, устройство и принцип работы

Комплектные трансформаторные подстанции

Общие данные:

Конструкция:

Оборудование предлагаемых комплектных трансформаторных подстанций размещается в трех транспортных блоках:

  • блок высокого напряжения (УВН)
  • блок силовых трансформаторов (БТ)
  • блок низкого напряжения (РУНН)

Блоки УВН и РУНН имеют теплоизоляцию из минераловатной плиты и снабжены электронагревателями для отопления. Конструкция блоков УВН и РУНН обеспечивает свободный доступ для обслуживания и ремонта электрооборудования высшего и низшего напряжения. Для вентиляции и охлаждения отсеков КТП-АС на их корпусах и дверях имеются жалюзи, исключающие попадание осадков в корпус подстанции.

Особенности:

  • защита трансформаторов — предохранители;
  • подключение до двух кабелей до 240 ммІ;
  • высоковольтные вводы — кабельные или воздушные.
  • количество панелей определяется габаритными размерами
  • секционирование сборных шин с АВР или без АВР
  • защита от замыканий на землю (по заказу)
  • защита от неполнофазных режимов (по заказу)
  • диспетчерское управление уличным освещением (по заказу)
  • отходящие линии — кабельные и (или) воздушные.

Достоинства и преимущества подстанций

  • высокая степень заводской готовности подстанций
  • подстанции закрытого типа с коридорами обслуживания
  • корпуса блоков УВН и РУНН выполнены с теплоизоляцией
  • воздушные или кабельные вводы 6 (10) и линии 0,4 кВ
  • присоединение к электрическим сетям в различных вариантах: радиальные, кольцевые и т.п.
  • АВР на стороне низкого напряжения 0,4 кВ
  • возможность изготовления по индивидуальным электрическим схемам.

Комплектная двухтрансформаторная подстанция

Область применения:

Комплектные двух трансформаторные подстанции наружной установки предназначены для приема электрической энергии трехфазного переменного тока частоты 50 Гц напряжением 6 или 10 кВ, преобразования в электрическую энергию 0,4 кВ и снабжения ею потребителей.

Комплектные трансформаторные подстанции рассчитаны для энергоснабжения небольших промышленных объектов, жилых и общественных зданий, населенных пунктов и сельскохозяйственных предприятий, стройплощадок, кустов скважин газовых и нефтяных месторождений.

Блок силовых трансформаторов (БТ):

  • два разделенных неотапливаемых отсека;
  • съемные решетки для слива масла;
  • вентиляционные короба для мощности 1000 кВА.

Комплектная трансформаторная подстанция в бетонном корпусе

Описание:

Моноблок с внутренним коридором обслуживания, и вентиляцией, полностью объединенные в систему.

Используется главным образом для трансформаторных подстанций распределительных электрических сетей, трансформаторных подстанций объектов инфраструктуры, административных и жилых зданий.

Внутренний коридор обслуживания позволяет производить оперативные переключения и регламентные работы в более комфортных условиях, при высокой степени безопасности персонала.

Площадь, необходимая для установки одного блока составляет примерно 10 кв.м.

Конструкция:

Конструкция подстанции представляет собой бетонный корпус, изготовленный по технологии монолитного литья, разделенный перегородкой на два отсека: отсек распредустройств среднего напряжения и низкого напряжения с общим коридором обслуживания и отсек силового трансформатора. Каждый из отсеков имеет отдельный вход с металлической дверью.

Бетонный корпус оборудован маслоприемником и предназначен для установки на поставляемый комплектно дополнительный фундамент, который имеет специальные гильзы для организации кабельных вводов и выводов.

Силовой трансформатор 10/0,4 кВ

(герметичный масляный или сухой трансформатор с литой изоляцией)

Устройство высокого напряжения

Распределительное устройство среднего напряжения с элегазовыми выключателями нагрузки и воздушной изоляцией сборных шин для радиальной и кольцевой кабельной сети, является пионером в своей области, как с экономической, так и с экологической точки зрения.

Устройство имеет в своем составе все необходимые блокировки, соответствует уровню безопасности, требуемой нормативными документами. Применение качественных материалов и высокое качество изготовления гарантируют высокую надежность, постоянную готовность и длительный срок службы.

Возможно исполнение устройства высокого напряжения с силовым выключателем или с элегазовой изоляцией

Преимущества при применении:

  • Комплектная поставка
  • Максимальная готовность
  • Легкая и быстрая установка
  • Долговечность
  • Безопасность
  • Эстетичный внешний вид
  • Эффективное решение

Комплектная однотрансформаторная подстанция

Подстанция представляет собой однотрансформаторную подстанцию наружной установки.

Отсек силового трансформатора (БТ)

  • отделенный неотапливаемый отсек
  • съемная решетка для слива масла
  • трансформатор типа ТМГ.

Комплектная блочно-модульная трансформаторная подстанция на напряжение 35/6(10) кВ или 35/0,4 кВ

Комплектная блочно-модульная трансформаторная подстанция на 35/6(10) кВ или 35/0,4 кВ предлагается для применения в нефтегазодобывающем комплексе, при строительстве и эксплуатации предприятий стройиндустрии и любых других отраслях, где необходима быстрая установка и перемещение высоковольтных источников электроснабжения.

Комплектная трансформаторная подстанция рассчитана для работы в следующих условиях:

  • высота установки над уровнем моря — не более 1000 м;
  • температура окружающей среды от минус 60°C до плюс 40°C (УХЛ1) в соответствии с ГОСТ 15150-69

Состав трансформаторной подстанции:

  • закрытое распределительное устройство 35 кВ
  • силовые трансформаторы 35/10(6) кВ или 35/0,4 кВ
  • закрытое распределительное устройство (10)6 кВ или 0,4 кВ

Схема и компоновка элементов трансформаторной подстанции определяется при проектировании.

Оборудование установлено в утепленное блочно-металлическое здание.

Здание имеет блочно-металлическую конструкцию. Жесткий сварной каркас состоит из гнутых и прокатных металлических профилей. В качестве ограждающих конструкций стен и потолка применяются трехслойные бескаркасные панели толщиной 100 мм. Металлическая обшивка панелей — тонколистовая оцинкованная сталь с полимерным покрытием. Утеплитель панелей — минераловатная плита на основе базальтовых волокон. Стыки между панелями заделаны силиконовым герметиком и закрыты нащельниками. Конструкция пола и кровли сборно-каркасная, утепленная.

Здание подстанции включает в себя:

  • электрическое отопление с местным или дистанционным управлением, обеспечивающим температуру внутри помещения не ниже +5°С при минимальной наружной температуре -60°С
  • освещение
  • естественную вентиляцию, кондиционирование (по заказу)
  • охранную, пожарную сигнализацию.

онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов.

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, P.E.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова . Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по твоей роте

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком

с подробной информацией о Канзасе

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «.

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курсе

материалов до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, P.E.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил много удовольствия «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

в режиме онлайн

курса.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

«нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор

.

организация.

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

и онлайн-формат был очень

доступный и простой

использовать. Большое спасибо ».

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

.

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.

испытание потребовало исследований в

документ но ответы были

в наличии. «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курса со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще

курса. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время исследовать где на

получить мои кредиты от.

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теории.

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес электронной почты который

пониженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правила. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительных

аттестат. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материалы были краткими, а

хорошо организовано.

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна.

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Building курс и

очень рекомендую

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими.

хорошо подготовлены. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор где угодно и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Тщательно

и комплексное.

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, P.E.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличное освежение ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернись, чтобы пройти викторину.

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях .

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы я мог сделать

успешно завершено

курс.»

Ира Бродская, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материалы для изучения, а затем вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Гладд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

Сертификат . Спасибо за создание

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилась возможность скачать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея платить за

материал

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, которому требуется

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по

.

много разные технические зоны за пределами

по своей специализации без

приходится путешествовать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Substation Control — обзор

18.1 Введение

В этой главе объясняются системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) для интеллектуальной электросети с обсуждением эффективности и проблем в процессе интеграции и систем автоматизации. Система SCADA интеллектуальной сети объединяет существующие системы возобновляемых источников энергии (ВИЭ) с цифровой обработкой информации и передовыми системами телеметрии.Совершенно очевидно, что возросшая интеграция и автоматизация электросетей и коммунальных сетей представляют новые аспекты развития энергоменеджмента. Системы автоматизации — это компьютерные системы управления, используемые для управления и мониторинга чувствительных процессов в различных отраслях промышленности и критических инфраструктурах, таких как электрические сети, энергосистемы, трубопроводы природного газа, водопроводы и предприятия по очистке сточных вод. Системы управления SCADA могут выполнять дополнительные функции автоматизации, такие как переключение автоматических выключателей (CB), регулировка настроек реле защиты, рабочих переключателей и регулировка клапанов потока для регулирования расхода топлива [1–4].Обычно системы управления собирают данные измерений на объекте и эксплуатационные данные с электрической подстанции, а затем обрабатывают, отображают и анализируют эту информацию. Команды дистанционного управления на локальные или удаленные станции подаются из центра управления главной станцией.

Использование систем управления в энергосистемах становится все более привлекательным в последние несколько десятилетий. Существует два основных типа систем управления: системы SCADA и распределенные системы управления (DCS). Обычно системы DCS используются в пределах одной генерирующей станции или в определенной географической зоне.Системы SCADA обычно используются для передачи электроэнергии на большие расстояния или радиального распределения. Коммунальные предприятия, однако, могут использовать DCS на традиционных электростанциях и систему SCADA на передающих и распределительных подстанциях, хотя SCADA также применима в крупномасштабных системах возобновляемых источников энергии, таких как ветряные и солнечные фермы. Системы SCADA для возобновляемых источников энергии — это автоматизированные системы управления, иногда называемые системами управления возобновляемой энергией (EMS).

EMS стали более продвинутыми в последнее время благодаря интеллекту и широким возможностям прикладного программного обеспечения. Требования к электронным устройствам сбора данных и связанным системам связи в центре управления были расширены до пределов, которые компьютерные и коммуникационные технологии могли предложить в то время. Специально разработанные системы и устройства должны были быть разработаны для удовлетворения требований приложений энергосистемы с использованием преимуществ передовой информации и новых коммуникационных технологий.Последние тенденции в дерегулировании контрольной отрасли изменили требования к диспетчерскому центру электроэнергетики и выявили его слабость. В прошлом обычные центры управления были негибкими, независимыми, слишком централизованными и закрытыми по сегодняшним стандартам. Растущие изменения в последних эксплуатационных потребностях энергосистемы требуют децентрализованного, гибкого, интегрированного и открытого центра распределенного управления. Сегодняшние центры управления движутся в этом направлении с разной степенью успеха [5–10].

В качестве основы крупномасштабных систем возобновляемой энергии SCADA должны иметь все элементы дизайна, чтобы приспособиться к многогранному характеру приложений автоматизации распределения и систем управления распределением (DMS). Основная функция SCADA-системы интеллектуальной сети — это помощь в распределенной генерации, процедурах переключения, сигнализации, телеметрии, регистрации событий, записи измерений и удаленном управлении оборудованием удаленной станции.

Современная система SCADA должна поддерживать инженерный план, обеспечивая доступ к данным энергосистемы, не влияя на рабочие станции.Системы SCADA известны своей эффективной поддержкой экспорта сетевых данных энергосистемы, и мы кратко рассмотрим технологии SCADA, используемые в сегодняшних центрах управления, чтобы сделать их более распределенными. С наступлением эпохи Интернета тенденция в информационных и коммуникационных технологиях смещается в сторону микросетевых и грид-вычислений, а также веб-сервисов или микросетевых сервисов, поэтому в будущем потребуется центр управления на основе микросетевых сервисов.

Системы возобновляемых источников энергии с годами приобрели большую популярность из-за непрерывных отказов и общей ненадежности электрических сетей и микросетей.Возобновляемая энергия является основным источником энергии в системах распределенной генерации; Вырабатываемая энергия может быть интегрирована в существующую энергосистему или может использоваться для внутреннего потребления в микросетях. Несмотря на то, что возобновляемые источники в изобилии и неисчерпаемы, их наличие в количестве, достаточном для выработки электроэнергии в любое время, не гарантируется из-за изменений климатических условий, тем самым ставя под угрозу возможность полагаться на них как на единственный источник энергии. Это побудило к исследованиям и разработкам в области производства и хранения энергии с целью повышения эффективности таких систем.Такие исследования привели к резкому снижению стоимости этих систем, которые преобразуют возобновляемую энергию в электрическую.

Увеличение размеров фотоэлектрических (ФЭ) электростанций во всем мире сделало их задачи по эксплуатации и техническому обслуживанию намного более сложными, чем это было несколько лет назад [10]. Многие из этих фотоэлектрических станций оснащены передовыми системами SCADA для сбора необходимой информации для оценки их производительности, такой как метеорологические данные, информация с полей фотоэлектрических ферм и фотоэлектрических инверторов [11–14].Однако большой объем данных, предоставляемых этими системами SCADA, требует разработки новых процедур, способных обрабатывать все эти данные и предоставлять точную информацию о производительности, сбоях и долгосрочных тенденциях. Сегодня доступно мало информации об опыте автоматического обнаружения отказов и оценки производительности крупномасштабных солнечных фотоэлектрических установок.

Системы SCADA — это, по сути, системы управления технологическими процессами (PCS), которые собирают, контролируют и анализируют данные об окружающей среде в реальном времени от простого жилого здания или сложной крупномасштабной фотоэлектрической или ветряной электростанции.АСУТП разработаны для автоматизации микросетей или систем распределения электроэнергии на основе заранее определенного набора данных и условий, таких как произведенная / потребляемая энергия или управление электросетью. Некоторые системы состоят из одного или нескольких типов устройств сбора данных, таких как удаленные оконечные устройства (RTU) и / или программируемые логические контроллеры (PLC), которые подключены к любому количеству полевых устройств, таких как датчики, цифровые измерители, реле защиты и станции. сигнализация (аккумуляторы, зарядные устройства и пожарная сигнализация).

SCADA-системы состоят из следующего оборудования:

1.

Аппаратное обеспечение удаленной подстанции : устройства дистанционного управления подстанцией, такие как состояние заряда, трансформатор тока (ТТ), трансформатор напряжения (ТН), топливные клапаны и выключатель, которыми можно управлять локально или удаленно.

2.

Процессоры локальной подстанции : Сбор данных с полевых приборов и аппаратного оборудования, включая RTU, PLC и интеллектуальные электронные устройства (IED), такие как цифровые реле и цифровые счетчики. Локальный процессор отвечает за десятки аналоговых и цифровых входов / выходов от интеллектуальных электронных устройств и коммутационного оборудования.

3.

Цифровые приборы: Обычно устанавливаются в полевых условиях или на объекте и измеряют такие условия, как ток, напряжение, освещенность, температура, давление, скорость ветра и скорость потока.

4.

Устройства связи: могут быть как ближнего, так и дальнего действия. Между локальными RTU, приборами и рабочим оборудованием устанавливается связь ближнего действия. Это относительно короткие кабели или беспроводные соединения, которые передают цифровые и аналоговые сигналы с использованием электрических свойств, таких как напряжение и ток, или других установленных протоколов промышленной связи.Между локальными процессорами RTU / PLC и хост-серверами устанавливается связь на большие расстояния. Эта связь обычно использует такие методы, как арендованные телефонные линии, микроволновая печь, спутник, сеть с ретрансляцией кадров и сотовые пакетные данные.

5.

Хост-компьютеры / серверы: Хост-компьютеры, такие как компьютерный сервер сбора данных, рабочие станции для проектирования / эксплуатации. В качестве центральной точки мониторинга и управления они будут находиться в диспетчерской или на главной станции. Рабочая станция — это место, где инженер или оператор может контролировать процесс, а также получать системные аварийные сигналы, просматривать данные и осуществлять дистанционное управление.

На рис. 1 показан общий обзор архитектуры SCADA, где удаленными станциями могут быть электрическая подстанция, сеть SCADA в одном сегменте и сеть другой организации в разных сегментах сети. С развитием цифровых вычислений интеграция цифровых IED играет существенную роль в промышленном производстве, где фабрика использует ПЛК / RTU для управления устройствами и разрабатывает большие сложные системы, в которых интеллектуальные системы являются частью систем управления производственным предприятием. .

Рис. 1. Сеть SCADA-системы.

Чаще всего система SCADA отслеживает и вносит небольшие изменения для оптимального функционирования. Системы SCADA считаются системами управления с обратной связью и работают со сравнительно небольшим вмешательством человека. Одним из ключевых преимуществ SCADA является ее способность контролировать всю систему в режиме реального времени. Это упрощается за счет сбора данных, включая считывание показаний счетчиков и проверку состояний датчиков, которые передаются через регулярные короткие интервалы времени.Система SCADA как система промышленной автоматизации получает данные от приборов и датчиков, расположенных на удаленных объектах, и передает данные на центральный узел главной станции для управления или мониторинга. Собранные данные с датчиков и инструментов обычно просматриваются на одном или нескольких хост-компьютерах SCADA на центральном сайте. На основе данных, полученных с удаленных подстанций, автоматизированные или управляемые оператором команды наблюдения могут быть переданы на удаленные устройства управления подстанцией, обычно называемые удаленными или полевыми устройствами.

Крупномасштабные и подключенные к сети солнечные фотоэлектрические электростанции или ветряные электростанции, подключенные к сети заказчика, должны быть оборудованы полностью функциональной автоматической системой SCADA. Коммуникационные среды являются ключом к передаче данных, чтобы гарантировать эффективность конкретной системы SCADA, поэтому необходимы интенсивные исследования и испытания коммуникационных технологий. Технология SCADA солнечной фотоэлектрической электростанции все еще находится в стадии разработки, а коммуникационное решение также является автономным и незрелым. Из-за единого метода, отсутствия сетевого управления и низкого уровня интеграции текущие коммуникационные решения систем SCADA трудно адаптировать для удовлетворения растущих потребностей бизнеса, поэтому исследования сосредоточены на новом решении [15–20].

Мачтовая трансформаторная подстанция: принцип действия и назначение

Трансформаторные подстанции — неотъемлемая часть современной энергетической инфраструктуры. Они используются на этапе распределения мощности, позволяя минимизировать процессы искажения токовой характеристики при ее передаче на большие расстояния. Такие объекты бывают разных типов, которые отличаются конструктивными особенностями, подходом к установке и эксплуатации. В свою очередь, мачтовая трансформаторная подстанция является наиболее распространенной конструкцией такого типа, дающей ряд преимуществ.

Общие сведения о мачтовой подстанции

Мачта или столб, подстанция выполнена в виде единого трансформаторного блока, который в зависимости от характеристик может работать в диапазоне мощностей 25-250 кВА. В процессе эксплуатации такие установки могут в среднем получать электроэнергию переменного тока напряжением около 6 кВ. При качественном монтаже колонная трансформаторная подстанция способна поддерживать оптимальную работу как в мороз, так и при высоких температурах летом.

Опасность, исходящая от прямого действия таких объектов, представляет большую опасность. В зависимости от условий эксплуатации могут возникнуть риски короткого замыкания, перегрузки линии, межфазных замыканий и перенапряжений. По этой причине уже в базовой комплектации мачтовая трансформаторная подстанция оснащена широким набором защитных систем. Кроме того, предусмотрены электрические и механические блокировки для обеспечения безопасности обслуживающего персонала.

Обозначение мачтовой подстанции

Функция трансформаторной подстанции связана с необходимостью снижения потерь в ЛЭП.Эту задачу можно решить разными способами, но в этом случае установка должна обеспечивать повышение напряжения в сети. Для этого на подстанции установлена ​​электроустановка, выполняющая функцию преобразования и распределения энергии. В процессе работы задействовано несколько компонентов, среди них — распределительные устройства, системы управления и вспомогательные механизмы, обеспечивающие задачи для поддержки работы самого объекта. Опять же, в зависимости от объема и условий эксплуатации, распределение электроэнергии мачтовой подстанцией может происходить с различными характеристиками энергосистемы.Также в некоторых моделях предусмотрена задача учета электроэнергии. Это достигается с помощью предустановленных счетчиков, которые могут работать как по принципу электрохимических реакций, так и за счет механического воздействия.

Принцип действия

Источником энергии, поставляемой на подстанцию, являются объекты полноценной энергетики. От них напряжение поступает на преобразовательно-распределительную подстанцию, которая чаще всего находится поблизости. Вышеупомянутая функция повышения напряжения с целью минимизации потерь в линии выполняется за счет действия устройств повышающего трансформатора.В будущем приемник электроэнергии может выступать в роли понижающего трансформатора, который оптимизирует характеристики напряжения до оптимальных с точки зрения использования в локальной сети. Для стабильного выполнения этих задач мачтовую трансформаторную подстанцию ​​необходимо регулярно охлаждать. Обычно системы охлаждения представляют собой устройства с механизмами подачи масла. Это одна из систем, повышающих надежность данного типа подстанции.

Типы мачтовых подстанций

Существует два подхода к реализации конструктивного проектирования таких подстанций.Более простой вариант — комплектная трансформаторная подстанция, имеющая А-образную внешнюю конструкцию. В состав таких конструкций входят комплект разъединителей с приводными механизмами, разрядные элементы, предохранители и непосредственно блок силового трансформатора с распределительным модулем.

Второй вариант — сложная, более функциональная и производительная П-образная станция. И если первая разновидность чаще всего бывает полной, то в этом случае установку можно производить с помощью готовых к установке агрегатов.Однако в этой конфигурации часто используется комплектная трансформаторная подстанция. В состав этой системы входит такой же набор компонентов, но с некоторыми отличиями. В частности, П-образная подстанция также имеет ограничители напряжения, а распределительный модуль обычно представлен низковольтными устройствами

.

Как установить колонную трансформаторную подстанцию?

Монтажные работы включают выполнение нескольких операций, среди которых — доставка оборудования, монтажные работы и крепление опорных элементов.Далее выполняется центровка установки, после чего подготовленные блоки заполняются электрооборудованием. Прямое соединение устройств между собой производится только после окончательной доработки и настройки устройств. Обычно мачтовая трансформаторная подстанция оснащается специальным оборудованием. Например, силовой трансформатор можно поднять на опору с помощью крана. Затем фиксируется блок — на железобетонных опорах фиксация производится с помощью металлического каркаса, который в свою очередь удерживается на опоре металлическими хомутами.

Заключение

Опорные подстанции благодаря своей конструкции находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Предприятия производят специальные модели для использования в сельском хозяйстве, совершенствуют базовые серии универсального назначения, создают мощные комплектные сооружения для обслуживания нужд промышленных объектов и т. Д. Но независимо от конструкции трансформаторные подстанции мачтового типа стабильно технологически развиваются. Производители выпускают комплектующие нового поколения, работа которых уже построена на принципах автоматизации.С одной стороны, такой переход усложняет их проектирование и управление, но с другой — позволяет оптимизировать затраты на электроэнергию и финансовое обслуживание, не говоря уже о повышении надежности и безопасности.

Разъяснение схем шины электрической подстанции

Схема шины подстанции — это расположение воздушной шины и связанного с ней коммутационного оборудования. Фото: ENMAS GB Power Systems

Электрическая подстанция — это точка соединения, на которой заканчиваются две или более линий передачи.На самом деле, большинство подстанций сверхвысокого и высокого напряжения могут быть точкой, где заканчивается более полдюжины линий. На многих крупных подстанциях общее количество завершающихся линий превышает один или два десятка.

Схема шин подстанции — это размещение воздушной шины и связанного с ней коммутационного оборудования (автоматических выключателей и разъединителей) на подстанции. Эксплуатационная гибкость и надежность подстанции во многом зависят от схемы шин.

Первое требование при проектировании любой подстанции — избегать полного отключения подстанции с целью технического обслуживания или из-за неисправности где-то на линии.Полная остановка подстанции означает полное отключение всех линий, подключенных к подстанции.

Очевидно, что передающая подстанция сверхвысокого или сверхвысокого напряжения, на которой заканчивается большое количество критических линий, чрезвычайно важна, и подстанция должна быть спроектирована так, чтобы избежать полного отказа и прерывания минимального количества цепей.

Существует шесть общих схем шин подстанции, которые должен понимать каждый специалист по тестированию:


1.Одноместный автобус

Как следует из названия, конфигурация подстанции с шиной sigle состоит из всех цепей, подключенных к главной шине. Неисправность на шине или между шиной и автоматическим выключателем приведет к отключению всей шины или подстанции. Отказ одного автоматического выключателя также приведет к отключению всей шины.

Обслуживание любого автоматического выключателя требует отключения соответствующей цепи / линии, а обслуживание шины требует полного отключения шины.Переключатель байпаса на выключателе должен использоваться для обслуживания соответствующего выключателя. В этом случае защита цепи отключена.

Конфигурация подстанции с одной шиной является самой простой и наименее дорогой из всех конфигураций. Эта конфигурация требует меньше места для установки и ее можно легко расширить.

Конфигурации с одной шиной не считаются надежными системами, и их следует внедрять только на подстанциях, где не требуется высокая надежность, например, на больших передаточных станциях.Надежность и доступность этой системы можно повысить за счет расширения и секционирования автобуса.


2. Главный автобус и трансферный автобус

В этой конфигурации одна или несколько шин добавляются к схеме подстанции с одной шиной. В этом устройстве можно использовать один или несколько автоматических выключателей для соединения между главной и передаточной шинами.

При отсутствии межкоммутаторного выключателя для обслуживания автоматического выключателя на шину переключения подается питание путем включения изолирующих переключателей на шину переключения, затем автоматический выключатель, который необходимо обслужить, размыкается и изолируется с обеих сторон.При таком техническом обслуживании защита цепи будет отключена.

Когда присутствует автоматический выключатель связи, техническое обслуживание выключателя достигается включением автоматического выключателя. На шину переключения подается напряжение, и изолятор, ближайший к шине переключения выключателя, подлежащего обслуживанию, замыкается.

Автоматический выключатель, подлежащий обслуживанию, теперь отключен, изолирован и снят для обслуживания. Контур в процессе обслуживания передается на шину передачи.

В конфигурации главной и промежуточной шины схема защитного реле довольно сложна из-за того, что межкоммутаторный выключатель должен обрабатывать каждую ситуацию для обслуживания любого другого автоматического выключателя.Эта схема шины более дорогая, чем конфигурация с одной шиной, но более надежна и может быть легко расширена.

Процедура переключения сложна для обслуживания любого автоматического выключателя. Отказ выключателя или неисправность шины приводит к отключению всей подстанции.


3. Двойной автобус с двойным выключателем

В этой конфигурации используются две шины и два выключателя на цепь, обе шины обычно находятся под напряжением, и любая цепь может быть удалена для обслуживания без отключения соответствующей цепи.Отказ одной из двух шин не прерывает цепь, потому что все цепи могут питаться от оставшейся шины и изолируют вышедшую из строя шину.

Подстанции с двойной шиной и двойным выключателем требуют вдвое большего количества оборудования, чем одинарная шина, но они очень надежны. Балансировка нагрузки между шинами может быть достигнута путем переключения схем с одной шины на другую.

Эта схема обычно используется на передающих подстанциях сверхвысокого напряжения или на генерирующих станциях.


4.Одинарный выключатель с двойной шиной

Подстанции, использующие эту конфигурацию, поставляются с двумя шинами. Каждая цепь оборудована одним выключателем и подключается к обеим шинам с помощью изоляторов.

Разделительный выключатель соединяет обе основные шины и является нормально замкнутым, что обеспечивает большую гибкость в эксплуатации. Неисправность на одной шине требует изоляции шины, в то время как цепи питаются от противоположной шины.

Схема с двумя шинами и одним выключателем дороже и требует больше места для установки, чем конфигурация с одной шиной.Эта схема часто встречается с дополнительной шиной передачи на подстанциях сверхвысокого напряжения.


5. Кольцевой автобус

В конфигурации кольцевой шины, как следует из названия, автоматические выключатели соединены в кольцо с изоляторами с обеих сторон каждого выключателя. Цепи заканчиваются между выключателями, и каждая цепь получает питание с обеих сторон.

Эта схема обладает хорошей эксплуатационной гибкостью и высокой надежностью, любой из автоматических выключателей может быть отключен и отключен для обслуживания без прерывания работы.

Если в этой конфигурации возникает неисправность, она изолируется отключением прерывателя на обеих сторонах цепи. При срабатывании двух автоматических выключателей изолируется только неисправная цепь, а все остальные цепи остаются в рабочем состоянии.

Основным недостатком системы кольцевой шины является то, что в случае возникновения неисправности кольцо будет разделено, что может привести к разделению на две изолированные секции. Каждая из этих двух секций может не иметь надлежащей комбинации цепей источника и нагрузки, этого можно в некоторой степени избежать, подключив цепи источника и нагрузки рядом.

Схемы кольцевой шины

могут быть расширены для размещения дополнительных цепей, но обычно не подходит для более шести. С этой схемой следует тщательно планировать, чтобы избежать трудностей с расширением в будущем.


6. Разбиватель и половина

Когда требуется расширение подстанции для размещения большего количества цепей, схему кольцевой шины можно легко расширить до конфигурации с одним и половинным выключателем. В этой конфигурации используются две главные шины, каждая из которых обычно запитана с помощью трех выключателей, подключенных между шинами.

В этой конфигурации шины для каждых двух цепей требуется три выключателя — отсюда и название «полуторный». Подумайте об этом так: для управления одной цепью требуется один полный и половинный выключатель. Средний выключатель используется обеими цепями, аналогично схеме кольцевой шины, где питание каждой цепи подается с обеих сторон.

Любой автоматический выключатель может быть отключен и удален для технического обслуживания без прерывания подачи питания на другие цепи. Кроме того, одна из двух главных шин может быть снята для обслуживания без прерывания обслуживания любой из других цепей.

Если средний автоматический выключатель выходит из строя, смежные выключатели также срабатывают, чтобы отключить обе цепи. Если выключатель, примыкающий к шине, выходит из строя, отключение среднего выключателя не прерывает работу цепи, связанной с оставшимся выключателем в цепи.

Из работы выводится только цепь, связанная с отказавшим выключателем. Конфигурация выключателя и половины является очень гибкой, высоконадежной и более экономичной по сравнению со схемой двойного выключателя с двойной шиной.

Схемы защитных реле в этой конфигурации очень сложны, поскольку средний выключатель связан с двумя цепями. Он также требует больше места по сравнению с другими схемами, чтобы разместить большое количество компонентов.


Список литературы

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.

Оборудование электрических подстанций и его работа

Для передачи электроэнергии от энергоблока к распределительному требуется различное электрооборудование.Такое оборудование, как шины, изолятор, силовой трансформатор и т. Д., Собирается вместе на электрической подстанции, через которую потребители получают электроэнергию. Основное оборудование, необходимое для установки подстанции, подробно описано ниже:

Грозовой разрядник

Молниезащитный разрядник — первый элемент электрических подстанций. Он защищает оборудование подстанции от переходного высокого напряжения, а также ограничивает продолжительность и амплитуду протекания тока.Грозовой разрядник подключается между линией и землей, т. Е. Параллельно с защищаемым оборудованием на подстанции. Молниеотвод отводит ток скачков на землю и, таким образом, защищает изоляцию и проводник системы от повреждений. Грозозащитные разрядники бывают нескольких типов и классифицируются в зависимости от выполняемых ими функций.

Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы используются для повышения напряжения для передачи на генерирующей станции и для понижения напряжения для дальнейшего распределения на главных понижающих трансформаторных подстанциях.Обычно двухобмоточные трехфазные трансформаторы с масляным погружением с естественным охлаждением используются для номиналов до 10 МВА. Трансформаторы мощностью более 10 МВА обычно охлаждаются воздушным потоком. Для очень высоких характеристик можно использовать форсированное масло, водяное охлаждение и воздушное охлаждение.

Такой трансформатор работал при полной нагрузке, а в часы малой нагрузки отключается. Силовые трансформаторы расположены в группах и могут быть размещены параллельно с другими блоками. Таким образом, КПД силового трансформатора максимален при полной нагрузке (т.е.е., с соотношением потерь в стали к коэффициенту потерь в меди при полной нагрузке 1: 1).

Измерительный трансформатор

Измерительный трансформатор используется для снижения высоких напряжений и токов до безопасного и практичного значения, которое может быть измерено обычными приборами (обычно диапазон составляет 1 А или 5 А для тока и 110 В для напряжения). Он также используется для срабатывания защитного реле переменного тока путем подачи тока и напряжения через трансформатор тока и напряжения. Измерительные трансформаторы делятся на два типа

  • Трансформатор тока — Трансформатор тока — это устройство для преобразования тока от более высокого значения к более низкому значению.Он используется параллельно с приборами переменного тока, измерителями или контрольными приборами, так что измеритель или приборную катушку невозможно сделать с достаточной пропускной способностью по току.
  • Измерительный трансформатор — Трансформатор напряжения может быть определен как измерительный трансформатор для преобразования напряжения от более высокого значения к более низкому значению.

Шина

Это один из важнейших элементов электрической подстанции.Это тип проводника, по которому проходит электрический ток, к которому выполнено множество соединений. Другими словами, шина — это тип электрического соединения, в котором происходит вход и выход электрического тока.

При возникновении неисправности в шине все схемное оборудование, подключенное к этой секции, должно быть отключено, чтобы обеспечить полную изоляцию в кратчайшие сроки, например, (60 мс), чтобы избежать повреждения установки из-за нагрева проводов.

Волновой траппер

Устанавливается на входящие линии для улавливания высокочастотной волны.Высокочастотная волна, исходящая от удаленной подстанции, мешает волнам напряжения и тока. Волновой ловушка улавливает высокочастотные волны и направляет их на телекоммуникационную панель.

Изолятор

Это тип переключателей, которые используются только для отключения цепи, когда ток был только прерван. Изолятор, называемый отключенными выключателями, работает без нагрузки. Они не оснащены дугогасящими устройствами. У них нет заданной отключающей способности по току или включающей способности по току.В некоторых случаях его используют для отключения зарядного тока линии передачи.

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель — это тип электрических переключателей, которые используются для размыкания или замыкания электрической цепи при возникновении неисправности в системе. Он состоит из двух подвижных контактов, которые нормально замкнуты. Всякий раз, когда в системе возникает неисправность, реле отправляет команду отключения на автоматический выключатель, и, следовательно, их контакты разъединяются. Таким образом, становится понятна возникшая неисправность в системе.

Аккумуляторы

На электростанциях и подстанциях большой мощности схемы работы и автоматического управления, система защитных реле, а также цепи аварийного освещения питаются от станционных аккумуляторов. Батарея станции собирается из аккумуляторных ячеек определенного количества в зависимости от рабочего напряжения соответствующей цепи постоянного тока.

Аккумуляторные батареи бывают двух типов: свинцово-кислотные батареи и кислотно-щелочные батареи. Свинцово-кислотные батареи чаще всего используются на электростанциях и подстанциях, потому что у них высокое напряжение, а низкое — очень дешевое

Конденсаторная батарея

Конденсаторная батарея состоит из конденсаторов, подключенных последовательно или параллельно.Он хранит электрическую энергию в виде электрических зарядов. Конденсаторная батарея потребляет опережающий ток, что увеличивает коэффициент мощности сети, а также увеличивает способность системы передавать мощность.

ОРУ

Распределительные площадки, в которых размещены трансформаторы, автоматические выключатели и выключатели для подключения и отключения трансформаторов и автоматических выключателей. Также имеются молниеотводы для защиты электростанции от ударов молнии.

Контрольно-измерительные приборы

Амперметры, вольтметры, ваттметры, счетчики кВтч, счетчики KVARH, измерители коэффициента мощности реактивные вольт-амперметры устанавливаются на подстанциях для контроля и наблюдения за током, протекающим в цепях, и над силовыми нагрузками.

Оборудование несущего тока

Такое оборудование устанавливается на подстанциях для связи, ретрансляции, телеметрии или диспетчерского управления.Оборудование устанавливается в помещении, известном как несущее, и подключается к силовой цепи высокого напряжения.

Реле

Защищает компонент энергосистемы от ненормальных условий, таких как неисправности. Реле представляет собой чувствительное устройство, которое обнаруживает неисправность, затем определяет ее местоположение и, наконец, отправляет команды на отключение в цепь. Автоматический выключатель после получения команды от реле отключает неисправный элемент. Реле защищают оборудование от повреждений и, следовательно, последующих опасностей, таких как пожар, риск для жизни снижается за счет удаления особенно неисправной секции.

Изолятор

Используется на генерирующих станциях и подстанциях для фиксации и изоляции систем шин. Их можно разделить на стойки и втулки. Опорный изолятор состоит из фарфорового корпуса, а их колпачок — из чугуна. Он крепится непосредственно к шинам с помощью зажимов для шин. Проходной изолятор или проходной изолятор состоит из корпуса из фарфоровой оболочки, верхней и нижней установочных шайб, используемых для фиксации положения шины или стержня в оболочке.

Конфигурация подстанции, рабочая, сборная шина и заземление

(Последнее обновление: 3 ноября 2020 г.)

Обзор подстанции:

Подстанция является частью системы производства, передачи и распределения электроэнергии.Подстанция выполняет несколько функций между генерирующей станцией и потребителем.

Когда мы подключаем электрическое устройство, легко даже не учитывать, откуда на самом деле происходит электричество?

Простой ответ — электростанция, также известная как электростанция, обычно где-то далеко. Генерация — это первый шаг в производстве электроэнергии, которая будет вырабатываться на различных типах электростанций, использующих разные типы энергии, такие как гидроэнергетическая, ветровая, тепловая или ядерная энергия.Поведение электричества не всегда следует нашей интуиции, а это означает, что проблемы, связанные со строительством, эксплуатацией и обслуживанием электрических сетей, часто бывают сложными, а иногда и неожиданными.

Большая часть электроэнергии, получаемой подстанцией от:

Поколение:

  • Газовая энергетика
  • Энергетика угля
  • Атомная энергия
  • Нефтяная энергетика

Напряжение, вырабатываемое на электростанции, составляет около 12000В.

Сеть передачи:

Выработка 12000 В на электростанции происходит за счет трансформатора, который составляет 115 кВ, 230 кВ и 400 кВ, чтобы минимизировать потери в сети и увеличить количество энергии, которая может проходить через нее, затем мощность распределяется по сети передачи по воздушным линиям. и кабели типового напряжения передачи 115 кВ, 230 кВ и 400 кВ.

Торговая сеть:

Теперь мы понижаем напряжение с помощью трансформатора, чтобы его можно было использовать в промышленных и жилых помещениях.Обычно мы передаем мощность через распределительную сеть с помощью кабелей. Обычно напряжение в распределительной сети составляет 11 кВ или 33 кВ.

Конфигурация подстанции:

В передающей сети есть два основных типа:

  • Коммутационная станция
  • Подстанция
Коммутационные пункты:

Коммутационная станция не имеет трансформатора и работает только на одном уровне напряжения. Он используется для коммутации электроэнергии по сети передачи, подключения электростанций к городам и местным центрам.

Подстанция:

Подстанция забирает энергию из передающей сети и понижает ее до более низкого уровня напряжения с помощью трансформатора. Подстанция:

  • Критично для системы генерации, передачи и распределения
  • Выполняет несколько важных функций переключения
  • Может иметь очень высокий уровень напряжения до того, как попадет к покупателю. По требованию заказчика, требуется ли им высокое или низкое напряжение.
  • Принадлежит и управляется электроэнергетической компанией или крупным промышленным коммерческим заказчиком.Кто-то владеет этой системой. Например, в Пакистане большинство подстанций находится в ведении NTDCL.
  • Контроль и управление может осуществляться с помощью системы SCADA

Внутри подстанции можно найти три типа потенциала:

  1. Напряжение прикосновения

Напряжение прикосновения — это разница между потенциалом поверхности и повышением потенциала земли в точке, где человек стоит, при этом его рука соприкасается с землей.

  1. Шаг напряжения

Когда человек испытывает разницу в поверхностном потенциале, преодолевая расстояние 1 м ногами, не касаясь любого другого объекта земли.

  1. Напряжение сети

Напряжение сети — это разность напряжений между потенциалом почвы внутри сети и металлического объекта, соединенного с сетью.

Конфигурация подстанции:

Каждая передающая подстанция состоит из следующих ключевых элементов:

Трансформатор:

Трансформатор может принимать переменное напряжение с одним напряжением, оно может повышать или понижать напряжение и подавать это напряжение.Таким образом, они помогают повысить КПД трансформатора при передаче мощности на большие расстояния. Основным принципом работы трансформатора является простая электромагнитная индукция. Согласно этому принципу, изменяющийся магнитный поток, связанный с петлей, будет индуцировать на ней электродвижущую силу. Такое флуктуирующее магнитное поле может быть легко создано катушкой и системой переменного ЭДС. Когда через него проходит ток, вокруг него создается магнитное поле. Магнитное поле, создаваемое катушкой с колеблющимся характером переменного тока, магнитное поле, связанное с катушкой, также колеблется.Этот магнитный поток может быть эффективно связан со вторичной обмоткой с помощью сердечника, сделанного из ферромагнитного материала. Из-за электромагнитной индукции флуктуирующее магнитное поле вызывает ЭДС во вторичных обмотках. Так как витки расположены в серию. Чистая ЭДС на обмотке будет суммой индивидуальных ЭДС на каждом витке. Поскольку через первичную и вторичную катушку проходит один и тот же магнитный поток, ЭДС на виток как для первичной, так и для вторичной катушек будет одинаковой.Входное напряжение первичной катушки зависит от ЭДС на виток. В результате наведенная ЭДС на вторичной обмотке выражается следующим образом:

E s = (E p / N p ) N s

Когда количество витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной, трансформатор будет повышать напряжение, а когда количество витков во вторичной обмотке меньше, чем в первичной, он будет понижать напряжение. Но поскольку энергия сохраняется, первичный и вторичный токи должны подчиняться следующему соотношению:

E s I s = E p I p

Трехфазный трансформатор использует три однофазных трансформатора, но с немного другой конфигурацией катушки.Здесь первичная и вторичная обмотки расположены концентрически, и аналогично еще две такие обмотки будут использоваться в конфигурации трехфазного трансформатора. В трансформаторе с высокой номинальной мощностью обычно используется особый тип обмотки, известный как обмотка дискового типа. Где отдельные обмотки диска соединены последовательно через внешний и внутренний кроссовер. Обмотки низкого напряжения подключены по схеме треугольника, а обмотки высокого напряжения подключены по схеме звезды. Таким образом, линейное напряжение на ремне 3 повышается.5 раз на стороне высокого напряжения. Это также означает, что трехфазный повышающий трансформатор мы можем нарисовать четыре выходных провода, трехфазный силовой провод и одну нейтраль.

Высоковольтные вводы необходимы для вывода электрической энергии. Сердечник трансформатора состоит из тонких изолированных стальных пластин. Такие стальные листы складываются вместе, образуя трехфазные ветви. Потери энергии из-за вихревых токов можно уменьшить за счет тонких пластин. Низковольтный намотчик обычно находится рядом с сердечником.Для отвода тепла трансформатор погружают в охлаждающее масло. Благодаря естественной конвекции масло рассеивает тепло. Тепло в трансформаторе будет поглощаться маслом.

Автоматический выключатель:

Автоматический выключатель, как правило, выключатели с номинальным напряжением 145 кВ и выше являются элегазовыми. Обычно на подстанции используется однополюсный автоматический выключатель, проводники подключаются вверху и внизу ладони. Манометр SF6 в автоматическом выключателе используется для контроля давления газа.Автоматический выключатель имеет два основных компонента: один прерыватель, в котором происходит замыкание и размыкание контактов, чтобы приводной механизм сначала позволял увидеть, что находится внутри этого прерывателя. Это герметичная камера, заполненная SF6 внутри фарфорового корпуса, мы видим два основных контакта: один — штыревой, который движется, а другой — охватывающий, который фиксируется. Вот как эти два контакта выглядят, если мы внимательно рассмотрим еще два контакта. относительно меньшие по размеру эти контакты называются нашими контактами, это штыревой, наш контакт, который фиксирован, а этот, другой, наш контакт, который движется, это сопло, которое выполнено из неметаллического изоляционного материала, функция сопла — направлять потоки SF6 к области дуги для ускорения гашения.Поршни в автоматических выключателях используются для выталкивания SF6 для зажигания дуги для эффективного гашения поршневого штока, соединенного с изолирующим штоком, который проходит через пакет и приводит в движение шток поршня и, следовательно, перемещает контакты во время работы. Происходит размыкание и замыкание контактов:

Когда прерыватель находится в разомкнутом состоянии и подана команда включения цепи, движущийся контакт перемещается к неподвижным контактам до образования замыкающей дуги, потому что расстояние между нашими контактами меньше, чем между основными контактами.Наши контакты больше похожи на то, что во время этой операции элегаз накапливается в области между поршнями и главным контактом. Наконец, дуга и главные контакты замыкаются, и дуга гаснет, так происходит замкнутая операция внутри прерывателя. Теперь мы проверим размыкание, это закрытое состояние, одна полоска или команда размыкания дается автоматическим выключателям, перемещающим контакты, чтобы отойти от фиксированного контакта. Сначала размыкается главный контакт, а затем размыкается наш контакт, следовательно, между нашими контактами образуется дуга, за это время SF6 накапливается между основными контактами, и поршни сжимаются из-за движения контакта, проталкиваемого в область дуги через сопло, следовательно, дуга успешно гасится, вот как работает размыкание. происходит внутри прерывателя.

Изоляторы

Изолятор — это механический выключатель, который изолирует часть цепи от системы в соответствии с требованиями. Изолятор представляет собой механический выключатель с ручным управлением, который отдельно является частью электроэнергии. Изолятор также может приводиться в действие моторизованным механизмом. Изолятор — это переключатель, который всегда срабатывает без нагрузки, мы открываем или закрываем изолятор.

Под нагрузкой: при протекании тока в цепи

Без нагрузки: когда в цепи нет тока

Типы изоляторов:

  • Изолятор двойного разрыва
  • Изолятор одиночного разрыва
  • Изолятор пантографного типа

В зависимости от положения в энергосистеме изолятор можно разделить на:

Изолятор на стороне автобуса:

Этот изолятор напрямую подключен к шине.

Изолятор на стороне линии:

Этот изолятор находится на стороне линии любого фидера.

Изолятор на стороне передачи:

Этот изолятор напрямую подключен к шине передачи.

Автобусные бары:

Шина (также шина) — это общая точка подключения или узел для нескольких входящих и исходящих цепей. Такие, как линии электропередач или фидеры, поскольку мы знаем, что непрактично соединять несколько проводов в одной точке, поэтому мы используем сборную шину, где это соединение может быть выполнено с большим удобством, поэтому давайте начнем с разных схем сборных шин или системы на электрической подстанции. Самая базовая и простая система сборных шин, как мы можем видеть на схеме этого типа, все входящие и исходящие базы, такие как фидеры линейных трансформаторов, напрямую подключены к одной шине.

Преимущества:

Наиболее прост и удобен в эксплуатации, а также очень экономичен из-за наименьших капитальных затрат среди всех систем сборных шин.

Одна шина Секционная система:

Это секционная система с одной шиной. Это система с одной шиной с дополнительным автоматическим выключателем и изолятором, образующими две разные секции шины, поэтому она называется секционированной системой с одной шиной. Поскольку есть две секции, разделенные автоматическим выключателем, неисправность в одной секции не влияет на другую секцию.

Трансформатор тока:

Трансформатор тока используется для преобразования стандартизированного первичного тока в стандартизованный вторичный ток. Трансформатор тока — это устройство измерения тока, используемое для безопасного воспроизведения тока низкого уровня, который точно представляет более высокий уровень тока с целью измерения и защиты. Преобразованные таким образом переменные токи намного меньше, чем протекающие токи в первичной обмотке, и могут напрямую проходить через подключенную систему контроля и измерения защиты.Основным принципом работы трансформатора тока является простая электромагнитная индукция. Применяя уравнения Максвелла конкретно к закону амперов, мы можем сказать, что если магнитное поле интегрировано вокруг замкнутого контура провода, значение этого интеграла равно чистому току, заключенному в контуре. Трансформатор тока, состоящий из магнитного сердечника, представляет собой прибор с замкнутым контуром, а сердечник трансформатора состоит из вторичной обмотки. Первичная обмотка трансформатора тока в основном контуре имеет провод с измеряемым током, проходящим через центр сердечника.Говорят, что первичная обмотка, по которой проходит основной ток, имеет одну петлю для намотки провода, создает магнитное поле, которое управляет током во вторичной обмотке, которая используется в качестве выхода

.
  1. ток на вторичной обмотке пропорционален току, протекающему через центр сердечника. Обычно вторичный рейтинг составляет от 5А до 1А. например, при номинальном напряжении 1000 В или соотношении витков 200 к 1. Если ток в первичной цепи 1000 А, на вторичной обмотке будет 5 А.Трансформаторы тока в основном используются для измерения и защиты. Трансформатор тока также используется для контроля мощности и коэффициента мощности, чтобы можно было оптимизировать реальную и реактивную мощность.

Трансформатор потенциала:

Этот трансформатор используется для измерения и защиты. Трансформатор потенциала преобразует напряжение из высокого в низкое. Трансформатор напряжения является понижающим трансформатором, поэтому первичная обмотка трансформатора будет содержать больше витков, чем вторичная обмотка.Поскольку у нас низкое напряжение на вторичной обмотке, мы можем легко измерить напряжение с помощью вольтметра.

Трансформатор напряжения используется для измерения высокого напряжения. Это используется для защиты от перенапряжения и пониженного напряжения для защиты линий. Трансформатор потенциала также используется для синхронизации генератора с линией.

Ограничители перенапряжения:

Ограничитель перенапряжения используется для предотвращения молний и скачков напряжения.Ограничители перенапряжения используются для отвода аномально высокого напряжения на землю, вызванного явлением молнии или операцией переключения, без нарушения непрерывности питания. Таким образом, это предохраняет электрооборудование от возможных повреждений из-за скачков высокого напряжения. Разница между грозозащитными разрядниками и разрядниками заключается в том, что они отводят только световые скачки, в то время как разрядники защиты от перенапряжения отводят коммутационные скачки, а также грозовые скачки. Ограничитель перенапряжения подключается между фазой и землей.Верхняя часть ограничителя перенапряжения соединена с линией, а нижняя часть — с землей. На входе используются ограничители перенапряжения, поэтому высокочастотное напряжение, исходящее от молнии, не может поступать в оборудование. Скачки напряжения возникают, когда мы включаем или выключаем систему. Когда напряжение внезапно увеличивается, это называется скачком напряжения. Ограничитель перенапряжения состоит из оксида цинка (ZnO). Оксид цинка имеет свойство, когда на него поступает максимальное напряжение, это сводит к минимуму сопротивление, а при нормальной работе сопротивление становится максимальным.Верхнее кольцо ограничителя перенапряжения известно как градиентное кольцо. Это кольцо распределяет напряжение молнии.

Защитные реле:

Линии электропередач передают энергию из одного места в другое и являются жизненной силой электрической системы. Существуют определенные ситуации, которые могут привести к отказу линии питания, например:

  • Отказ оборудования из-за человеческой ошибки, например, при неправильном подключении
  • При ударе молнии, из-за которой возникают скачки напряжения
  • Когда животные прядут две линии

Защита от перегрузки по току работает хорошо, когда мощность течет только в одном направлении.Потому что в неисправности может быть локализована текущая величина. Реле, которое будет ближе всего к месту повреждения, сработает первым в правильно скоординированной системе из-за большого тока, протекающего в нем, и его меньшей уставки срабатывания. Ток может течь в любом направлении в электрической сети, поэтому практически невозможно настроить все реле для правильной работы для всех возможных сценариев.

Заземление подстанции:

Материалы, необходимые для заземления:

  • Кондукторы
  • Подключения
  • Стержни
  • Ограждение

Обычно для заземления подстанции используются провода трех типов, плакированные медью из стали, стали и алюминия.

Металлическое ограждение заземления используется для ограждения подстанции с находящимся под напряжением электрооборудованием или проводником.

Работа подстанции:

Доходы:

Они подают питание на подстанцию ​​

Сборные шины:

Они соединяют разные цепи вместе.

Автобусы-соединители:

Позволяет соединять вместе разные шины.

Кормушки:

Отводят питание от подстанции.

Есть много возможных способов соединения вводов, шин и фидеров, вот самые распространенные:

Фидер трансформатора:

Это очень простая схема, где к трансформатору подключен высоковольтный ввод. где трансформатор понижает напряжение до фидера низкого напряжения. Они широко используются в сети для понижения напряжения до более низкого уровня.

Подключение высокого и низкого напряжения к трансформатору может осуществляться либо через кабель, либо через открытую оконечную подстанцию.Давайте посмотрим, как эта схема работает на практике. Мы видим, что высоковольтный вводной элемент находится под напряжением. Мы замыкаем изолятор на вводе перед тем, как включить автоматический выключатель на вводе. Это активирует трансформатор, и теперь снова замыкает выключатель низкого напряжения. Мы замыкаем изолятор перед включением выключателя. Теперь мощность поступает от вводного устройства высокого напряжения к трансформатору через фидер низкого напряжения.

Подстанция с одинарными сборными шинами:

Это простая конфигурация для подключения ввода к нескольким фидерам.Посмотрим, как работает эта конфигурация. Сначала мы замыкаем изолятор на вводе перед включением автоматического выключателя ввода. Шина сейчас под напряжением, теперь мы запитаем одну из фидеров. Снова замыкаем фидер перед включением автоматического выключателя фидера. Теперь мощность течет от высокого входа к фидеру низкого напряжения.

Основная проблема с этим типом конфигурации заключается в том, что основное питание потеряно или произошел сбой в сборной шине. Все кормушки потеряют питание.Решение этой проблемы заключается в том, что мы будем использовать подстанцию ​​с разделенными сборными шинами, чтобы обеспечить ей большую безопасность, мы будем использовать отдельные вводы, которые будут альтернативным источником питания. Мы также добавим автоматический выключатель секции шины. Итак, когда одна шина вышла из строя. Он по-прежнему может поставлять несколько кормушек. Теперь позвольте замкнуть автоматический выключатель. Для нормальной конфигурации, когда доступны оба входа, если у каждого входа своя шина. Когда выключатель секции шины разомкнут. А теперь давайте посмотрим, что будет, когда мы потеряем одного из пришельцев.Сначала замыкаем изолятор перед выключателем секции шины. Обычно мы оставляем изолятор сборной шины постоянно включенным, если один из входов выходит из строя, мы можем быстро замкнуть автоматический выключатель секции шины и включить эту шину. Такое расположение также называют 2-мя из 3-х систем. Для нормальной работы, если 2 выключателя замкнуты одновременно.

Конфигурация двойной шины:

Другой популярной конфигурацией является конфигурация с двумя шинами.Эта конфигурация предоставляет несколько вариантов для подключения вводов к фидерам вместе. У нас есть четыре шины в этой схеме. Каждый из вводов подключается к одной из двух сборных шин с помощью изоляторов сборных шин. Мы также можем добавить схемы шинного соединителя, чтобы соединить вместе верхнюю и нижнюю шины. Теперь замыкает автоматический выключатель, нормальная конфигурация питает шину, так как мы можем видеть доход от одной питающей шины один и два, а второй питает шину три раньше.Вся особенность компоновки в том, что мы можем изменить, к какой шине подключен фидер, не отключая нагрузку. Это происходит так, что называется изменением последовательности без нагрузки. Этого можно достичь, сначала замкнув один из шинного соединителя, чтобы соединить две шины вместе. Шинный соединитель имеет встроенное синхронизирующее реле, чтобы гарантировать, что параметры на каждой шине одинаковы, когда шинный соединитель замкнут, мы можем закрыть второй шинные изоляторы на каждом из фидеров, как только это будет сделано, мы можем открыть исходный изолятор шины, и теперь мы должны изменить, к каким фидерам подключена шина, мы затем размыкаем автоматический выключатель шинного соединителя, снова разделяя шину.Дополнительная сборная шина загружается, чтобы дать оператору сети больше возможностей для соединения вводов фидеров вместе с одним вводом шинопроводов является распространенной конфигурацией, чтобы обеспечить еще большую гибкость, шины соединяются вместе с использованием обеих секций и обоих соединителей. В идеале должна быть предусмотрена возможность подключения любого фидера к входу или балансировки нагрузок в сети и обеспечения гибкости при возникновении неисправности, когда все цепи должны быть выведены из эксплуатации для обслуживания.

Выключатели:

В этой схеме у нас есть две общие шины, соединенные с основанием, каждая из которых имеет по три выключателя.База может иметь ввод на фидере или два фидера. Эта конфигурация является общей для станции коммутации уровня передачи, где мощность просто поступает из станции, т.е. нет трансформаторов, мы можем подключить любые входы 20 фидера через сборную шину, поэтому конструкция является очень гибкой и закрывает предохранители. В этой схеме мощность поступает от первого ввода, а фидеры, подключенные к этой сборной шине, подключаются к сборной шине. Когда мы отдаем энергию на ввод 1, схема автоматически конфигурируется, и теперь вводы питают обе шины на всех подключенных к ним нагрузках.Компоновка выключателя и половины популярна во всем мире, поскольку она обеспечивает экономичный способ обеспечения очень гибкой конструкции, которую легко расширить, если система требует увеличения количество дней, в течение которых можно устать вместе, практически ограничено, и я много работал. подстанция передачи напряжения.

Почему на подстанции используются камни:

Обычно на собеседовании спрашивают, почему мы используем балласт или камни на подстанции?

Ответ на вопрос заключается в том, что камни сохраняют удельное сопротивление почвы и действуют как изолятор.Обычно на подстанции возникают два типа неисправностей: одна постоянная, а другая — резистивная. При резистивном замыкании, когда провод обрывается и падает на землю, из-за чего ток будет пытаться заземлить, но из-за камней сопротивление очень велико и будет действовать как изолятор и не приведет к заземлению тока. Он будет поддерживать удельное сопротивление на поверхностном слое. Если камни не присутствовали, ток будет заземлен, из-за чего в проводе будет протекать большой ток, и провода передачи могут быть повреждены.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Подстанция с генераторами и параллельной работой трансформаторов

В этой главе рассматриваются только генераторы, подключенные на уровне среднего напряжения.

Генераторы в автономном режиме, не работающие параллельно с электросетью

Если для установки требуется высокий уровень доступности электроэнергии, можно использовать одну или несколько резервных генераторных установок среднего напряжения.

Во всех автономных приложениях установка включает автоматическое переключение с возможностью переключения с электросети на генератор (генераторы) в случае отказа электросети (см. Рис. B45).

Рис. B45 — Автоматическое переключение, связанное с автономными генераторами

Генераторы защищены специальной защитой. Для генераторов среднего размера обычно используются следующие защиты:

  • Максимальный ток между фазой и землей
  • Дифференциал со смещением в процентах
  • Перегрузка по току обратной последовательности
  • Перегрузка
  • Неисправность рамы статора
  • Неисправность рамы ротора
  • Обратная активная мощность
  • Обратная реактивная мощность или потеря поля
  • Потеря синхронизации
  • Повышенное и пониженное напряжение
  • Повышенная и пониженная частота
  • Перегрев подшипников.

Следует отметить, что из-за очень низкого тока короткого замыкания генератора (ов) по сравнению с током, подаваемым из электросети, необходимо уделять большое внимание настройкам защиты и селективности. . При заказе генератора (ов) рекомендуется уточнить у производителя его (их) способность обеспечивать ток короткого замыкания, обеспечивающий срабатывание защиты от межфазного короткого замыкания. В случае возникновения трудностей требуется усиление возбуждения генератора, которое необходимо указать.

Регулятор напряжения и частоты

Напряжение и частота регулируются первичным регулятором (ами) генератора (ов). Частота регулируется регулятором (ами) скорости, а напряжение регулируется регулятором (ами) возбуждения.

Когда несколько генераторов работают параллельно, требуется дополнительный контур управления для разделения активной и реактивной мощности между генераторами.

Принцип работы следующий:

  • Активная мощность, выдаваемая генератором, увеличивается при ускорении ведомой машины и наоборот
  • Реактивная мощность, отдаваемая генератором, увеличивается при увеличении его тока возбуждения и наоборот.

Для выполнения этого совместного использования устанавливаются специальные модули, обычно обеспечивающие другие задачи, такие как автоматическая синхронизация и соединение генераторов (см. Рис. B46).

Генераторы, работающие параллельно с электросетью

Когда предполагается, что один или несколько генераторов будут работать параллельно с электросетью, обычно требуется согласие коммунального предприятия. Утилита определяет условия работы генераторов, и могут быть заданы особые требования.

Утилита обычно требует информацию о генераторах, такую ​​как:

  • Уровень тока короткого замыкания, подаваемого генераторами в случае неисправности в питающей сети
  • Максимальная активная мощность, вводимая в питающую сеть
  • Принцип действия регулятора напряжения
  • Способность генераторов контролировать коэффициент мощности установки.

В случае неисправности в электросети, обычно требуется мгновенное отключение генераторов.Это достигается с помощью специальной защиты, указанной утилитой. Эта защита может работать по одному или нескольким из следующих критериев:

  • Пониженное и повышенное напряжение
  • Пониженная и повышенная частота
  • Повышенное напряжение нулевой последовательности

Защита обычно дает команду на отключение главного автоматического выключателя, обеспечивающего подключение установки к электросети, в то время как генераторы продолжают обеспечивать питание всех внутренних потребителей или их части только в том случае, если они не рассчитаны на требуется полная мощность (см. рис. B33). В этом случае отключение нагрузки должно выполняться одновременно с отключением главного выключателя.

Контроль

Когда генераторы на подстанции потребителя работают в автономном режиме (электроснабжение от электросети отключено), напряжение и частота на уровне главной подстанции фиксируются генераторами, и, следовательно, система управления генераторами работает в режиме напряжения / частоты (см. Рис. B46).

При подключении к электросети напряжение и частота фиксируются электросетью, и система управления генераторами должна быть переключена из режима напряжения / частоты (режим управления U / F) в режим активной мощности / реактивной мощности ( Режим управления P / Q) (см. , рис. B46).

Функция режима управления P / Q заключается в управлении обменом активной и реактивной мощностью с энергосистемой. Типичный принцип работы, используемый в большинстве приложений, следующий:

  • Количество активной и реактивной мощности, передаваемой коммунальным предприятием, устанавливается оператором. Настройки могут быть заданы утилитой
  • Система управления поддерживает значения обмена на требуемых значениях, воздействуя на скорость генераторов для управления активной мощностью и на ток возбуждения для управления реактивной мощностью
  • Распределение активной и реактивной мощности между генераторами остается в работе.

Режим управления P / Q позволяет:

  • Строго ограничить значение активной мощности, импортируемой из электросети, на уровне, который не может быть обеспечен генераторами, когда потребность установки превышает их возможности.
  • Для поддержания на нуле потребляемой активной мощности, когда потребность установки остается ниже мощности генераторов
  • Для поддержания коэффициента мощности установки на уровне контрактной стоимости, указанной коммунальным предприятием.

Когда способность генераторов обеспечивать реактивную мощность превышается, дополнительная реактивная мощность, необходимая для соблюдения договорного коэффициента мощности, должна подаваться специальной конденсаторной батареей.

Рис. B46 — Управление генераторами, работающими параллельно с электросетью

Параллельная работа трансформаторов

Параллельная работа двух или более трансформаторов может потребоваться в следующих случаях:

  • Гарантируемый уровень надежности снабжения требует дублирования источников снабжения
  • Превышена мощность существующего трансформатора из-за расширения установки
  • Один большой трансформатор не может быть установлен из-за недостатка места
  • Требуется стандартизация трансформаторов по всей установке.

Не рекомендуется подключать более двух трансформаторов параллельно, поскольку ток короткого замыкания при низком уровне напряжения может стать слишком большим.

Суммарная мощность (кВА)

Общая мощность (кВА), доступная при параллельном подключении двух или более трансформаторов, равна сумме номинальных значений отдельного трансформатора.

Трансформаторы одинаковой номинальной мощности будут обеспечивать нагрузку, равную общей нагрузке, подаваемой на установку, деленной на количество параллельно работающих трансформаторов.

Трансформаторы с разными номинальными мощностями будут распределять нагрузку пропорционально своим номиналам, при условии, что их отношения напряжений и их импедансы короткого замыкания идентичны.

Необходимые условия для параллельной работы

Для параллельного включения силовых трансформаторов необходимы следующие условия:

Предпочтительно подключать параллельно трансформаторы с одинаковыми характеристиками:

  • Такое же соотношение напряжений
  • Та же номинальная мощность
  • То же сопротивление короткого замыкания.
  • Такой же символ соединения обмоток, как, например, D yn 11
  • Одинаковые импедансы линий низкого напряжения между трансформаторами и главным распределительным щитом низкого напряжения, где реализовано параллельное соединение.

Для трансформаторов с неодинаковой номинальной мощностью их внутренние импедансы равны номинальной мощности трансформаторов.

Не рекомендуется параллельное соединение трансформаторов с коэффициентом мощности, равным или превышающим два.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.